美国GPS卫星的艺术插图，这些卫星越来越频繁地成为干扰的目标，绕地球轨道运行。（图片来源：洛克希德·马丁和美国太空军）一颗实验性卫星首次从太空绘制了欧洲和中东地区GPS干扰的规模。该数据令项目团队感到惊讶，并表明，远离地球轨道的卫星并不是唯一会遭遇其定位、导航和时间（PNT）信号衰减的卫星，这可能会影响它们的性能和操作安全。新的测量是由Pulsar-0获得的，Pulsar导航星座的第一颗卫星，该星座由位于加利福尼亚的Xona Space Systems开发。这颗实验性卫星在离地球310英里（500公里）的高度轨道上运行，测试Xona的技术，在公司今年晚些时候开始部署其300颗航天器的低地球轨道（LEO）导航星座之前。Pulsar星座的目的是提供比美国GPS网络和其他全球导航卫星系统（GNSS），如欧洲的伽利略或中国的北斗，更具弹性的PNT服务。GNSS卫星分发的PNT信号支撑着我们文明日常生活中许多依赖的系统，包括电力网、金融操作和石油钻探。然而，由于GNSS卫星的轨道离地球较远——在12,000英里（19,000公里）以上的高度——地面接收器检测到的信号较弱，易于被干扰。GNSS干扰（用噪声压制GNSS信号）和欺骗（即用携带错误坐标的虚假信号覆盖原始信号）在过去五年中几乎成为全球紧急问题。例如，俄罗斯的干扰器干扰了俄罗斯西部边境的GNSS信号，官方目的是保护国家免受乌克兰无人机攻击。每个月，这种干扰影响了成千上万的航班，从该地区飞过。中东的交战方也使用干扰和欺骗来抵御无人机攻击，并隐藏海上非法船只的位置。Xona的Pulsar-0导航卫星以空前的精确度绘制了地球上的GNSS干扰区域。（图片来源：Xona）Xona的卫星将使用类似的信号，但强度比GNSS信号强100倍，以提供更强的抵御此类故意干扰的能力。但是，Pulsar-0航天器还搭载了一部GPS接收器，以确保这两个系统能够协同工作。当Xona团队在去年Pulsar-0发射几个月后首次打开该接收器时，他们对该接收器在欧洲和中东部分地区报告的信号衰减程度感到震惊。“当我们飞越北美时，例如，我们总是能看到清晰的信号，”Xona的联合创始人Kaz Gunning告诉Space.com。“但是当我们开始在欧洲上空进行任何操作时，我们注意到那里真的有些不对劲。我们以为会看到一些干扰，但远比我们预期的要严重得多。”在受影响最严重的地区，卫星高度的GPS信号强度从常规的40分贝降到最多只有10分贝。Gunning表示，由于Pulsar-0卫星的高度，这张地图可能并不能真实反映地面用户的干扰最严重的区域。然而，数据揭示了在大量使用的低地球轨道中，GPS信号的干扰从西部的法国一直延伸到东部的巴基斯坦边境。这些测量意味着，位于低地球轨道的卫星并不在地面干扰器的射程之外，且这些卫星在进行操作时间同步和确定其在太空中的位置所需的PNT信号并不能总是可靠。“一旦你飞越这些地区，就失去了GPS能力，”Gunning说。“这可能会对试图定位以拍摄某一区域图像的成像卫星造成问题。没有GPS信号，你无法进行高度测定、无法进行定位。你甚至无法准确指向地面上的遥控天线。这通常会干扰卫星的操作。”卫星星座如SpaceX的Starlink也依赖GPS来避免与其他航天器的碰撞。Pulsar-0发现，冲突地区的GNSS信号干扰更为广泛。（图片来源：Xona）不仅是故意的干扰和欺骗会对宝贵的PNT信号造成破坏。严重的太阳风暴也会造成严重的干扰。例如，在2024年5月的Gannon超级风暴中，GNSS信号失真，以至于美国某些地区的精密农业机械无法运作数天。因此，技术专家们正在竞相寻找备份解决方案，以便在GNSS失效时向所有需要PNT信号的人传输。Xona正在努力解决...