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GPS干擾:中東看不見的戰場

一張伊朗海岸的地圖,藍色圖示表示船隻,但地圖上顯示的船隻以圓形聚集在陸地上。

Windward
GPS干擾導致伊朗海岸附近的船隻看起來像是在陸地上。

海面上有成百上千艘船——但它們似乎都處於錯誤的位置。

「天啊,」海事情報公司Windward的資深海事情報分析師米歇爾·維斯·博克曼(Michelle Wiese Bockmann)在查看伊朗、阿聯酋(UAE)與卡塔爾附近海域商船的即時位置回報。

「我現在數到……35個不同的集群(clusters),」她盯著霍爾木茲海峽及周邊區域的地圖說。

她所說的「集群」是在地圖上堆疊起來的奇怪圓圈,每個圖示都代表一艘真正的船隻。

但正常情況下,船隻不會緊密擠成規則、完美的圓形;同樣地,船隻也不會「漂浮」在陸地上——然而有些集群就出現在陸地上。

不,他們的GPS座標已被干擾,導致他們的真實位置無法確定。

一個人坐在海邊的長椅上。遠處有一艘貨櫃船駛向科威特城的港口。

AFP via Getty Images
海灣地區的干擾活動影響了船舶用於避免碰撞的系統。

戰爭不單是靠子彈與炸彈進行,電磁波同樣是戰場的一部分。肉眼難以看見的GPS干擾足以造成嚴重的混亂,通訊受阻——甚至引發致命事故。

近年來,GPS干擾已影響到歐洲的飛機,包括一架由歐盟執委會主席乘坐的專機。這在烏克蘭戰爭中的日常景象。如今中東戰火升溫,電子戰的影響範圍持續擴大。

目前霍爾木茲海峽及周邊海域的船隻遭遇的干擾,並不是米歇爾·維斯·博克曼第一次觀察到GPS干擾影響船舶自動識別系統 (AIS)。

去年以色列與伊朗之間的12天戰爭中也出現類似情況,波羅的海的船舶導航同樣受到電子干擾威脅。但她說,「這次是另一個層次。」

「我們真的不能低估這對海上航行與安全造成的巨大危險。」博克曼補充說。巴基斯坦國家水文辦公室也已警告,該區域的航運正受到干擾。

船隻依靠船舶自動識別系統航行部分是為了避免互相碰撞。滿載數十萬噸原油、長達300公尺的油輪轉向或停下都需要很長時間,航行過程中可能得行駛數公里才能調整好航向。

如果你無法確定附近其他船隻的確切位置,碰撞風險會大幅提高,尤其在夜間或能見度不佳的時候。

英國薩里大學(Surrey University)的艾倫·伍德沃德(Alan Woodward )說:「這就是問題,不是你不知道自己要往哪裡走——而是你不知道其他人正往哪裡走。」

目前尚無官方證實究竟誰在背後進行干擾,但軍事分析家強烈懷疑是伊朗所為,其目的可能是擾亂區域內的船隻。伊朗此前也曾威脅,任何試圖通過霍爾木茲海峽的船隻都可能遭到攻擊。

英國皇家聯合軍事研究所的副研究員湯瑪斯·威辛頓(Thomas Withington)指出,伊朗所使用的全球導航衛星系統(GNSS)或GPS干擾設備很可能是自行研製,或是利用來自俄羅斯與中國的零組件組裝而成。

他也認為,美軍在該區的部隊同樣可能啟用干擾系統,用來保護基地、軍人與艦艇免受無人機和GNSS導引武器的攻擊。

對於這類指控,美國戰爭部在回覆BBC時表示:「出於行動安全考慮,我們不會就該地區具體能力的狀況發表評論。」

肖恩·戈爾曼身穿拉鍊背心,內搭灰色套頭衫。

Zephr.xyz
肖恩·戈爾曼曾使用多種技術來偵測GPS干擾。

專注於提升GPS/衛星定位精度的科技AI平台Zephr.xyz的聯合創辦人肖恩·戈爾曼(Sean Gorman)一直在分析包括烏克蘭在內多個國家的GPS干擾情況。飛機上的數據可以偵測GPS干擾發生的時刻,但由於伊朗上空的空域現在已關閉,他需要去尋找其他來源。

近來,他利用衛星雷達數據來偵測伊朗境內的干擾狀況。雖然BBC尚未獨立驗證這些數據,但戈爾曼表示,GPS干擾設備會在雷達訊號中留下特定的干擾軌跡,讓他能辨識出伊朗各地出現GPS干擾的區域。

2024年,他與團隊曾在烏克蘭使用綁著手機的無人機進行研究。無人機在空中飛行時,手機會持續記錄GPS資訊,並捕捉到干擾來源,然後將干擾點繪製在地圖上。他解釋說:「我們查看了所有這些手機的(GNSS)測量數據。你可以通過三角定位法確定干擾器的位置。」

戈爾曼表示:「當時干擾的程度與強度真的讓我吃驚。」

目前市面上已有多種技術可以對抗GPS干擾,其中包含自動偵測干擾及切換到未受影響頻率的系統等。

英國雷神公司(Raytheon UK)研發了一種名為「陸地盾牌」(Landshield)的設備,最小型版本大約只有冰球大小。該公司表示,這種「對抗干擾天線系統」可安裝在各類交通上——從汽車到飛機都適用,而且可透過多頻道運作來克服干擾問題。

「目前我們的對抗干擾產品需求與產能都有明顯提升,」雷神公司工程總監亞歷克斯·羅斯-帕菲特(Alex Rose-Parfitt)指出。

其他企業則開發了能彌補GPS弱點的替代導航技術。澳洲的「先進導航」(Advanced Navigation)公司設計出一套系統,能透過陀螺儀與加速度計的讀數來確定交通的位置——這類感測器也用於智慧型手機中,例如偵測螢幕是否被橫置。

至於如何確定地理位置,「先進導航」公司聯合創始人兼首席執行官克里斯·肖(Chris Shaw)表示,當GPS無法使用或不可靠時,他們公司的技術可以使用替代方案。

這些方式包括:透過某人所在位置的光學圖像與衛星照片比對定位;或透過電腦分析頭頂星象的位置來推算地理位置。

他說:「影像處理技術非常先進,像星圖定位這種方法其實成本很低。」但他也補充:「只是它的精準度不高。」因此,可能需要多種形式的定位分析。

兩名工作人員將導航裝置放入陀螺儀中。

Advanced Navigation
Advanced Navigation先進導航公司正在研發GPS的替代技術。

若沒有更完善的防護措施,以目前的型態,GPS將很大機會持續遭受干擾。基於GPS的系統所使用的訊號非常微弱,因此極易受到干擾。值得注意的是,軍方可以使用「M碼」GPS——它是經過嚴格認證與加密的技術,其抗干擾能力要強得多。

英國皇家導航學會總監拉姆齊·法拉格(Ramsey Faragher)認為,伊朗外海日益嚴重的GPS干擾顯著提升了海上事故的風險。他預測隨著干擾變得愈來愈普遍,各國可能會推動更安全的新導航技術,這與從曾經完全開放、公眾可訪問的無線網路逐漸過渡到如今受密碼保護的網路的過程類似。

他說:「很快,我們回頭看這段仍在使用開放式GNSS訊號的時代時,一定會覺得:天哪,我們當時瘋了,這真不是一個明智的舉動。」

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