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2024年,一艘帆船在红海航行。这片海域的GPS信号遭到严重干扰,船上的常规导航

2024年,一艘帆船在红海航行。这片海域的GPS信号遭到严重干扰,船上的常规导航设备全部瘫痪。船员启动了安装在船上的一台星链(Starlink)天线,调出系统内一个鲜为人知的数据接口,获取了精准的经纬度坐标,安全驶离了危险区。

这个接口藏在星链手机App的调试数据里,能直接输出天线的精确经纬度和海拔。软件开发者Paul Sutherland发现,本地网络甚至无需认证就能读取这些数据,系统里还有一个选项叫“仅使用Starlink定位”。得克萨斯大学奥斯汀分校无线电导航实验室主任Todd Humphreys把这称为“知情者的作弊码”,它在GPS被干扰的地方照样能用。

这套隐藏在通信设备里的备用导航机制,即将被彻底掐断。星链用户近期收到通知邮件,SpaceX宣布从2026年5月20日起,这项定位功能将被永久下线。官方未作任何解释。偏偏此时,它所替补的GPS正在大面积失灵。

从欧洲到亚洲的海运航线受到影响,每天有数百架航班因导航干扰而受阻。攻击手段在物理层面非常简单粗暴:用大功率无线电波淹没真实的卫星信号,也就是信号干扰;或者发送伪造的坐标数据,诱导接收器算出错误位置,也就是信号欺骗。

GPS卫星运行在两万公里外的高空。信号穿透大气层到达地面时极其微弱,大约相当于从两万公里外看一盏40瓦灯泡的亮度,很容易被地面的恶意信号覆盖。民用GPS接收器配备的是全向天线,被动地接收天空中四面八方传来的明文信号,对伪造的假信号毫无招架之力。

星链的网络架构提供了天然的物理防御。星链卫星在距地几百公里的近地轨道运行,发射功率比GPS强100到1000倍,信号带宽也宽出10到100倍。要用蛮力压制这种强度的信号极其困难。面对信号欺骗,星链的抵抗力也远强于GPS。星链的接收设备采用相控阵天线,它能将信号波束像探照灯一样,死死咬住太空中高速移动的单一星链卫星,并进行双向加密通信。这种定向追踪机制让伪造信号极难奏效。

但这套机制受制于它的硬件基底。Humphreys在测试中发现,星链定位的误差在10米左右,且需要几分钟的数据处理时间。星链卫星的核心任务是宽带通信,没有搭载GPS卫星上那种高精度的原子钟。星链天线每次也只能将波束对准一颗卫星,而传统GPS接收器会同时捕获多颗卫星的信号来进行交叉比对,以此追求极致的精度。但当GPS彻底失效时,10米级的定位足以让一艘船知道自己有没有偏航、有没有驶入危险水域。有,和没有,是两回事。

官方即将切断数据接口,但关停的动机仍是猜测。Humphreys列出三种可能:SpaceX不想为一个精度尚可但不稳定的定位服务承担法律责任;担心被不法分子利用;或者打算把它包装成付费产品。公司正准备今年夏天IPO,把免费赠品变成收入来源,时机上说得通。

研究人员找到了另一条路。俄亥俄州立大学的Zak Kassas团队从2021年起就在做一件事:不需要SpaceX配合,直接在地面被动截获星链卫星发出的常规通信信号,反推出精准位置。

星链卫星在服务不同网络用户时,波束会频繁开启或切换,导致信号传输时间出现跳跃断层。Kassas团队利用多普勒效应,配合算法修正了时间误差。2021年,团队靠监听6颗星链卫星的信号,用13分钟算出一个地面点的位置,误差8米。到2025年,他们只需同时截获3颗星链卫星的信号,就能在20秒内将定位误差缩小到2米内。

这种被动截获策略对多种低轨通信卫星网络同样有效。在北极格陵兰岛西海岸的实地测试中,研究团队同时捕获星链和另一家通信公司OneWeb的卫星信号,大幅提升了船只的导航精度。这项技术已被授权给部分机构。

在传统GPS频频受制于人的环境下,一套不需要高轨卫星、不怕地面干扰的新型底层导航网络,已经搭建完成。

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图为SpaceX运营的卫星互联网星座"星链",旨在为全球提供高速互联网接入。图源:Matteo Della Torre/NurPhoto via Getty Images

信源:Hsu, Jeremy. "Starlink shuts down its GPS-style cheat code. Researchers may unlock it anyway.." Ars Technica, 11 May 2026

评论列表

舒逸飞
舒逸飞 3
2026-05-12 22:15
GPS卫星好像没有飞2万公里那么高?