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世界依赖GPS运转:万一出错怎么办?要有备用系统
发表时间:2018年7月31日 16:29 来源:网易科技 责任编辑:编 辑:麒麟

施里弗空军基地是第二太空作战中队(以下简称“2SOPS”)的所在地,在科罗拉多斯普林斯以东几英里。2SOPS在一个房间运作GPS网络,房间外有两个密码门、一位武装警卫、车道上阻止车辆驶入的障碍物、以及三个铁丝网围栏。

6月的一天,在运营中心,八名身着制服的航空兵和两名民用承包商正准备进行“预通过”(pre-pass)——这是一项常规测试,旨在确保卫星能够正常通信。每个航空兵都有机密工作或者最高机密工作的许可,访客也必须要通过背景检查。

“预通过SV 15!”卫星系统操作员说。

“C/L1-8步骤4,注意听指令准备预通过。”中心主管回答道。

“现在系统处于活跃状态,SV 15,CAPE A字符串,SSO 1,DIEGO的交替可见性,VSOH/NAV/MOD/GBD,没有适用的CIFs/TPs。”卫星系统操作员说。

2SOPS通常每24小时向每一颗卫星发送一次新的导航信息,以确保准确无误。他们利用一个由位于全球各地的11个天线组成的网络。期间,该团队根据航空兵每隔1.5秒钟发来的精确导航和定时信号,监测GPS网络的异常状况和缺陷。领导2SOPS的陆军中校斯蒂芬·托特(Stephen Toth)说,这种重复性的工作可能会让人变得漫不经心。“重复性工作会让人志得意满。”他说道,“你需要集中注意力,以确保避免问题悄然发生的情况。”

各种扰乱卫星的因素

除了数据库中的一些杂散数字以外,还有很多东西可以打乱卫星的运转。比如太阳耀斑和太空碎片,或许,还包括敌对的外国势力。2007年,中国用一颗导弹摧毁了它的一颗老化的气象卫星,之后五角大楼开始将这些卫星本身视为潜在的被攻击目标。据说,朝鲜、伊朗和俄罗斯也开发了卫星摧毁武器。为了防范黑客攻击,2SOPS增设了网络防御操作员的职位,军方正在拓展与卫星运营相关的培训。

今年6月,特朗普总统出人意料地在国家太空委员会的一次会议上宣布,他打算创建一支太空部队。这会是美军的第六分支,用以补充空军。不过,国防部长并不赞同,该举可能很难获得国会的批准。国会去年就拒绝过这样的提议。但美国面临的威胁并不难想象,而且美国对它们准备不足。对于俄罗斯战机与美国战机在叙利亚上空过于接近,或者美国海军舰艇在中国海域搁浅的情况,有协议和国际协议规定该如何应对,但要是遇到外国卫星的活动看上去可能存在敌意的情况,该怎么应对呢?这方面并没有什么规则手册可供参考。

在接收器方面,GPS信号弱到可以被手机基站上的鸽子屎所遮盖——或者不法分子使用极容易获得的硬件设备就能实施干扰。尽管市面上的数百种信号干扰设备在大多数国家都是违禁设备,但欧洲全球导航卫星系统署过去两年共计记录到了大约5万起蓄意干扰事件,其中多数是因为卡车司机和网约车司机想要在休息时间向雇主隐藏自己的位置。据推测,2016年7月和8月,在马尼拉的尼诺阿基诺国际机场,40多架客机因为受到干扰而在即将降落到跑道时失去了GPS信号。所有的飞机都依靠肉眼观察安全着陆,但当地的天气并不总是那么理想。

在地面上最阴险的策略是GPS电子欺骗,即使用恶意软件广播虚假信号,比如让飞机上的接收器误以为它在某个地方,但实际上它在另一个地点上。德克萨斯大学奥斯汀分校的航空工程学教授托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)表示,这种欺骗手段“肯定会对Uber车辆、Waymo自动驾驶汽车、亚马逊的送货无人机以及其他设备的运作产生不利影响”。

在金融世界里,哪怕是程度很小的电子欺骗活动,都有可能会搞砸从便利店的信用卡读卡器到整个纽约证券交易所的一切。“如果你大幅改动基准时间,所有人都会注意到。”纽交所前网络服务负责人安德鲁·巴赫(Andrew Bach)表示,“而人们担心的是,如果有人为了给金融行业的运作制造混乱而稍稍地将时间调前或者调后,会引发什么样的后果?”尽管大多数的华尔街大公司都有部署自己的原子钟,将其作为GPS定时的备用系统,但哪怕GPS只是出现极其细微的异常,都可能会惊动主宰高频交易世界的算法,进而引发市场出现大规模的抛售。

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