2018年底,美國太空探索技術公司的獵鷹九號火箭將一枚極具戰略價值的衛星發射升空。這枚衛星之所以備受關注,在于它是美國第三代全球衛星導航系統的首顆衛星。考慮到作為重要的戰場傳感器,衛星導航系統是現代戰爭不可或缺的重要組成部分,第三代導航系統首星上天具有重要意義。
導航戰中的無聲對抗
現代戰爭中,部隊指揮控制和快速反應協同,提升武器裝備打擊精度和作戰效能等,都離不開衛星導航系統。海灣戰爭中,美軍首次將衛星導航系統投入現代戰爭使用。盡管當時全球衛星導航系統星座并未部署完畢,但臨時裝備全球衛星導航系統接收機的武器裝備戰斗力仍得到成倍提高。此后,科索沃戰爭、阿富汗戰爭以及伊拉克戰爭中都能看到全球衛星導航系統的參戰身影。
全球衛星導航系統看似具有革命性影響,但技術缺點也尤為致命。該系統需要發送和接收衛星信號,存在導航頻率公開、長距離傳輸信號弱、易受電磁和網絡攻擊等缺陷,且極易被拒止、削弱甚至欺騙。一旦衛星出現故障無法提供服務時,將對依賴該系統的作戰人員和武器裝備帶來災難性后果。
早在伊拉克戰爭期間,伊軍曾使用干擾器對美軍部分制導武器實施干擾,使其偏離打擊目標。俄羅斯針對北約的制導導彈研制出信號干擾機,可在導彈飛行不同階段對其導航信號實施干擾。此外,還有其他種類繁多的干擾設備。據美國《空軍時報》報道,俄羅斯新研制的“磁場-21”電子戰系統能對半徑80公里范圍內的導航信號進行壓制。
正因如此,美軍從本世紀初開始實施“GPS現代化”項目。計劃發射新一代導航衛星,逐步代替上一代衛星。
提高定位精度和抗干擾能力
第三代全球衛星導航系統的衛星由美國洛-馬公司設計制造,單星造價5億美元。按照洛-馬公司提供的消息,第三代全球衛星導航系統將重點提升定位精度和抗干擾能力,其中定位精度較第二代系統提高3倍,抗干擾能力是現有系統的8倍,衛星使用壽命也將提高到15年。
從定位精度上看,衛星配備最新型高精度導航信號發送模塊,民用導航系統定位精度將從目前的3米提升到1米。軍用導航系統的定位精度更高。
從抗干擾能力上看,通過提升衛星發射功率著力補足這一關鍵短板。現有的全球衛星導航系統,一臺發射功率僅1瓦的干擾機,能使100公里范圍內的民用接收機全部失靈。一臺發射功率10瓦的干擾機能致盲10公里范圍內全部軍用接收機。新一代全球衛星導航系統采用綜合性、整體化抗干擾設計,旨在打造“攻守一體”能力。另外,第三代全球衛星導航系統將軍用信號與民用信號徹底分離,從根本上提升軍用信號的安全性。
此外,第三代全球衛星導航系統的衛星增加“搜索和救援任務載荷”,類似于“北斗”衛星導航系統的“短報文”功能。不僅具備一定程度的數據通信功能,還有助于實現更高效的快速定位導航。
美軍多手段緩解“GPS依賴癥”
根據美軍的“導航戰”概念,戰爭中,美軍將著力阻止敵方使用全球衛星導航系統信號,并保證己方和盟友可以有效利用衛星導航信息,同時不影響戰區以外區域和平利用衛星導航信息。不僅如此,美軍還根據任務需要將導航戰劃分為進攻導航戰和防御導航戰。前者是指使敵方衛星導航系統在規定區域內失效的能力,后者則是設法阻止敵方具備對衛星導航系統實施進攻的能力。
未來,第三代全球衛星導航系統將進一步提升美軍在未來導航領域博弈實力。到2034年,第三代全球衛星導航系統組網“星座”部署完畢,將在高效導航、精確定位、快速通信和精準授時領域發揮重要作用。
即便如此,美軍仍在開發新一代導航、定位和授時系統,或通過多種新型導航定位手段緩解美軍的“全球衛星導航系統依賴癥”。近年來美軍還大力推動慣性導航技術研究,實現與全球衛星導航系統協同使用,使導航系統的整體抗干擾能力大幅提升。(張璦敏)