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在不久的前来GPS导航是失灵?

我们的生活已经离不开GPS(全球卫星定位系统):汽车、飞机和轮船的导航须臾离不开它;未来的无人驾驶汽车少了它更不堪设想;甚至我们外出旅游,都要时不时掏出手机,通过手机GPS看看自己现在到哪儿了。

但是假如有一天,你开着车,沿着GPS指示的路线开到目的地时,突然发现这里完全不是那个你要去的地方,你会不会吓出一身冷汗来呢?

一起把人吓出冷汗的GPS误导事故

这可不是危言耸听。事实上,已经有人被吓出冷汗了。2017年6月22日,美国海事局公布了一起事故的调查报告。报告称,一艘从俄罗斯新罗西克斯离港的船只,在黑海上航行了一段时间之后,船主发现他的GPS导航系统把它误导到一个全然陌生的海域。蹊跷的是,他检查船上的GPS,却又发现状况良好,没有任何故障。他当即联系附近的船只,结果发现,至少另有20艘船也出现了与他同样的情况——大家都被GPS误导,偏离了正确的航线。

我们知道,正常的GPS导航是这样工作的:假如你开着车,那么在太空中,至少有4颗以上的全球定位卫星在同时向你车上的GPS接收器发射无线电信号;不过,因为这些卫星分布在太空不同位置,与你的距离各有远近,所以在你接收到的卫星信号之间,就会有微小的时间差。根据这个时间差,可以精确计算出你此刻的位置,从而实现导航的目的。

我们虽然不敢保证天上的定位卫星绝对不会出错,但出错的概率毕竟非常小,因为事关重大,全球有那么多科学家和机构在实时跟踪监视着呢。而现在,船上的GPS接收器又是正常的,那么只剩下一种可能:有人在恶作剧!船上GPS接收器收到的信号并非来自定位卫星,而是某种人为制造的欺骗信号!

一种可让GPS失灵的新型电子武器

在这起事故发生之前,人们对GPS也并非完全没有担忧,但最大担忧是,它可能会被大量无意义的信号攻击后,造成堵塞失灵。这就好比一个网站要是同时点击的人太多,会造成网页打不开一样。但这类攻击尽管会造成麻烦,却易于发现:因为GPS接收器一旦收不到信号,就会自动发出警报。

可是,假如有人用虚假信号来欺骗地面的GPS接收器,那它就无法识别了。堵塞仅仅造成接收器不能工作,而假信号却是堂而皇之的欺骗,后者的性质当然更严重。

因为此次事故发生在靠近俄国的黑海海域,所以情报人员分析,这很可能是俄国人所为。他们正在试验一种可让GPS失灵的新型电子武器。

这可不是空穴来风。之前已有迹象表明,俄国人已具备这种攻击能力。在过去的一年里,游戏迷们发现,他们在莫斯科市中心玩需要依赖GPS导航的手机游戏时,曾经出现过异常。尤其在克林姆林宫附近玩一款叫“口袋妖怪”的手机游戏时,他们发现,游戏App会自动将游戏背景转移到32英里之外的一个军用机场。俄国人这样做可能是出于国防安全的考虑,因为导弹也需要用GPS来导航,而发明出一种可以欺骗和误导GPS的技术,在战争时就可以让一些要害部门免遭远程武器的攻击。现在用来误导手机游戏,不过是小试牛刀而已。

美国导航系统专家托德·汉费莱斯对GPS的这种危险性已经警告了好多年。2013年,他领导的一个小组曾经演示,一艘装有最先进GPS导航系统的超级游艇是如何被虚假GPS信号欺骗,偏离航向的。他说,此次黑海事故很像之前他们所做的试验,只是地理范围更广而已。

误导GPS会变得很容易

其实,最大的担忧还在后头呢:未来,发射虚假信号误导GPS会变得越来越容易!

以前,要想制造一台可发射虚假信号欺骗GPS的装置,需要大量的技术和专业知识,你得自己是导航系统专家才行。但现在,一切都变得容易起来。你可以直接从互联网上花钱下载软件,然后装到商家提供的设备上,硬件你可以通过黑市购买。所以,任何一个能力稍强点的黑客都能自己组装出一台能误导GPS的装置。

这就会给人可乘之机。尽管迄今还没有听到关于这方面犯罪的报道,但对于某些人,利用它来误导无人驾驶汽车或飞机,或者劫持自动驾驶轮船都不是太难的事情。这将是可以被任何人,包括国家和犯罪团伙利用的首个电子武器。敌对国家掌握了这种技术之后,战时可以让我们的现代化国防瞬间崩溃。

所以,研究反制措施迫在眉睫。最好的设想当然是,教GPS接收器能够识别信号的真伪。但这项研究已经开展十多年了,一直没有大的进展:识别信号真伪不是那么容易的。

万一形势严峻,我们或许会不得不做另一项选择:放弃GPS,回到GPS发明之前所使用的无线电导航系统——“劳兰”。“劳兰”是二战期间盟军方面发明的。这套系统需要在全球几大洲布置一些大而复杂的天线阵列,这是有点麻烦的,因为维护这些天线阵列,代价不菲;但优势是,假信号相对容易探测并锁定其来源。这套系统是在2011年关闭的,但很多人一直呼吁不要关闭,而是把它升级换代,以备急用。如果将来GPS的可靠性越来越差,或许我们真的只好用升级版的“劳兰”替代它了。

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