美军升级意欲何为？

朱

近日，埃隆马斯克的Tai 空的探索技术公司SpaceX发射了美国Tai 空军的第5颗第三代系列GPS卫星，即GPS-III 05 (SV05/GPS III-5)。近日，三名中国航天员成功登陆天宫空站，开始了一系列Tai 空实验。美国Tai 空陆军也广泛宣传这种第三代GPS系统，甚至在接受媒体采访时表示，这是其2021年5月发布的数字化服务愿景文件的核心能力之一。这个GPS-III有什么特别之处，对于目标系统有什么优势和特点？

要解释这个问题，首先要了解一下美军最年轻的军种Tai 空军。根据美国陆军Tai 空发布的文件，该“愿景”描述了美国陆军Tai 空承担的“数字服务”的含义，并概述了实现该愿景所需的关键领域。

在愿景文件中，美军明确承认Tai 空现在是唯一没有人类军事行动的物理领土，同时强调美国陆军、海军空和海岸警卫队非常依赖Tai 空的数据支持。Tai 空字段是所有美国军事单位的核心数据支持区域，尽管它尚未军事化。因此，Tai 空陆军的愿景和使命是运营一支互联、创新和数字化主导的Tai 空部队，同时应对美军Tai 空数据支持业务的所有威胁。

从功能上看，GPS可以说是美国最核心的数据支持业务资产，因为这个系统可以提供不间断的全球定位、导航和授时服务。这在指挥、通信和精确制导武器的应用领域都非常重要，尤其是当无人机在战争中发挥越来越重要的作用，而GPS是无人机自主飞行甚至发动攻击的关键数据支撑。然而，近年来，各种干扰和欺骗GPS系统的设备越来越流行。即使是民用市场也能轻易买到这类物品，甚至恐怖组织也可能干扰美军的GPS信号。伊朗甚至通过干扰欺骗GPS，成功俘获了当时最先进的隐形无人机RQ-170。

显然，上一代GPS技术已经无法应对地面干扰设备越来越大的影响。为了应对这个问题，美国做了两方面的准备。方案A是通过发射第三代GPS卫星，提高军用GPS码的抗干扰能力。根据洛克希德公布的数据，新一代GPS的定位精度提高了3倍，抗干扰保护能力提高了8倍。洛克希德公司表示，卫星采用了新的军用广播代码，这是一种更安全的广播信号，更难被干扰或欺骗。从功能上来看，新卫星使用的M军用码确实具有更强的安全性。首先，它有更强的发射能力来应对干扰。其次，M码还增加了安全验证功能，可以防止未通过安全验证的终端接收数据业务或向这类终端提供服务。简单来说，新的M码系统不仅可以拒绝未经授权的终端，还可以让终端识别来自干扰设备的信号。当然，这是GPS在处理干扰方面的重大进步。毕竟双向安全验证可以大大提高系统的安全性。美国之所以在今年高调宣布将GPS系统升级到第三代，不仅是因为在第五颗卫星发射后，第三代卫星的比例已经达到16%，可以提供基本的第三代卫星定位服务，还因为M军用码已经从2021年开始投入使用。

当然，除了升级GPS之外，美国军方还准备了B方案，也就是完全不依赖卫星的导航定位系统。实际上这并不是什么新科技，在没有卫星之前，人类也可以实现定位和导航，GPS系统的出现只是把这件事变得更为容易。然而，由于干扰和欺骗在不断的升级，美国必须准备好在没有导航卫星支援下也能作战。

美国之所以高调宣布GPS系统升级到第三代，除了因为第五颗卫星发射后，三代星占比已经达到16%，可以提供基础的三代卫星定位服务，还因为M军用编码今年开始投入使用当然，除了升级GPS，美军还准备了B计划，即完全不依赖卫星的导航定位系统。其实这并不是什么新技术。在有卫星之前，人类可以实现定位和导航。GPS系统的出现只是让这变得更容易了。然而，由于不断升级的干扰和欺骗，美国必须做好在没有导航卫星支持的情况下作战的准备。美国之所以高调宣布将GPS系统升级到第三代，一方面是因为第五颗卫星发射后，第三代卫星已经达到16%，可以提供基本的第三代卫星定位服务，另一方面是因为M军用码已经在今年投入使用。

那么，新的GPS系统相对于中国的北斗有哪些优势和劣势呢？如果仅从定位精度来看，升级后的GPS系统可能在定位精度上优于北斗，但这种优势并不是决定性的。真正值得比较的是两者设计思路的不同。北斗系统在设计之初就已经考虑到了干扰情况，所以除了定位服务之外，还可以提供有限的通信服务，即发送短消息或图片。如果仅从通信技术的角度来看，这并不算高科技，但增加了安全性。因为北斗军用通信终端需要专门的Sim卡才能使用发送短消息的功能，换句话说，必须通过双向安全认证才能使用。由此看来，其实北斗早就具备了三代GPS M码的核心抗干扰和欺骗功能。毕竟，授权终端的数量可以增加或减少。

过去美国对GPS系统增加任何通信模块都不感兴趣，因为美军的设计思路是，通信就是通信，定位导航就是定位导航。GPS定位信息的传输不依赖于定位卫星本身，而是通过军用无线电或卫星通信链路发送。这样做的好处是，如果定位系统受到干扰，通信仍然可以使用，反之亦然。但这导致GPS系统本身没有双向验证的能力，新M码是对这一课的补充。根据美军公布的信息，M码的安全响应验证并不具备通信功能，只是作为一种自动验证手段，以确保安全。