智解“星”扰：航运导航攻防战

联合国拉响警报，针对全球卫星导航系统(GNSS)的干扰与欺骗正加速蔓延，航运业棘手暗礁浮出水面。统计数据显示，2024年7月，船舶“失联”投诉仅两周一宗，一年后的2025年7月中，单日便狂飙150起，全球定位系统(GPS)信号在咽喉水道瞬间集体失灵。航线偏移、碰撞险情、港口瘫痪接踵而至，十万吨级巨轮瞬间化作“蒙眼公牛”。当伪造坐标比海风更轻易改写航迹，业界与IMO把希望押注于智能防线，让智能技术在电子迷雾中重新锚定安全坐标。

风险升级

在航运业智能化发展的大背景下，全球卫星导航系统面临的挑战与威胁日益加剧，主要体现在干扰与欺骗两方面。一方面，高频电磁干扰、信号屏蔽等技术手段不断升级，可能导致船舶定位失准，航线偏离，甚至引发碰撞事故；另一方面，恶意势力通过伪造导航信号，实施“欺骗式攻击”，使船舶误判自身位置，进而驶入敏感或危险水域，严重威胁航运安全与国际贸易稳定。此外，随着智能船舶对导航系统的依赖程度不断加深，一旦系统遭受攻击，其后果必将引发多米诺骨牌效应，不仅为本船带去风险，还将会对其他依赖地理定位和精准卫星授时的系统甚至整个水运交通带去影响。因此，提升导航系统的抗干扰与反欺骗能力，已成为保障全球航运安全的关键课题。

2017年是非同寻常的一年，当时美国海事管理局发布的一则警报引发了人们的高度关注：黑海上有24艘船舶的GPS出现了故障，导致这些船舶在数天内一直处于靠近格伦迪赫克机场的范围内。2023年7月，北约航运中心(NATO Shipping Centre)也报告称，东地中海地区的导航系统仍频繁出现故障。

即便如此，还是很少有人能预测到即将到来的大爆发。据劳氏情报网的数据，仅2024年4月4日一天，黑海就报告了227艘货船位于内陆多个地点，地中海有117艘货船位于拉菲克·哈里里国际机场。

据Windward AI提供的数据显示，2025年第二季度，890艘船舶在苏丹沿海受到干扰，高于第一季度的180起事件(2024年第四季度为零)。波罗的海也出现了类似的趋势，受影响船舶的数量从2025年第一季度的1225艘上升到第二季度的5800多艘。Windward AI还报告称，在6月的4天时间里，阿拉伯湾和霍尔木兹海峡平均每天有970艘船舶的GPS受到干扰。

一家卫星服务提供商最近的报告显示，2024年7月，每两周左右就会收到一次有关船舶无法使用GPS的报告，而2025年7月中旬，一天之内就收到了150多份报告。

“GPS的欺骗和干扰情况现在很普遍，对繁忙航道的安全影响巨大。”Sperry Marine公司的产品与系统业务部总监Ralf Magner说。“如今，导航系统的集成度越来越高，因此错误的航向信息不仅会误导驾驶员(给他们传递不准确的速度和航线数据)，还可能导致碰撞警报无法被正常触发，进而影响到自动驾驶系统和自动雷达标绘仪(ARPA)等。这种巧妙的欺骗手段能够在不被察觉的情况下干扰导航系统，使船舶在不知不觉中被引导前往海盗或其他敌对势力地区。”

错误的GPS和船舶自动识别系统(AIS)位置信息不仅给高度自动化的导航系统带来了困扰，也会使得依靠人工手动设定位置的船舶在电子海图(ECDIS)和雷达系统中面临更多不确定性。根据Windward AI的研究数据显示，当AIS系统出现故障时，船舶“跳跃”的距离平均增加了10倍——从2024年第四季度的600公里上升到了2025年第一季度的6300公里。

上升为国际安全问题

目前，对于GNSS干扰和欺骗风险的担忧，已从航运专业领域上升为国际安全议题，引发了联合国机构国际电信联盟(ITU)、国际民用航空组织(ICAO)和IMO的高度关注。

这些联合国机构在今年3月联合发表的一份声明中表示，随着干扰航空、海运以及其他卫星通信服务的行为日益增多，各国亟需加强对该关键频段的保护。这些有害干扰行为以干扰信号和欺骗的形式出现，破坏了在分配给无线电导航卫星业务(RNSS)的频段内运行的GNSS。

“海员与航运的安全依赖于支持安全导航和通信的系统的弹性。干扰GNSS对航运活动构成了严重威胁，可能导致船舶的相撞或搁浅。我敦促所有成员国采取行动，保护这些至关重要的系统。”IMO秘书长Arsenio Dominguez说道。

船舶和港口依靠GNSS进行与位置、速度以及精确的全球时间和当地时间有关的各种应用，这些应用主要用于导航目的，而最为关键的是，这些还是全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的一部分。

1974年《国际海上人命安全公约》(SOLAS公约)的第五章第19.2.1.6条规定，所有船舶，无论其规模大小，都必须配备GNSS接收装置或地面无线电导航系统，或者其他能够在整个预定航行过程中随时使用的装置，以便通过自动方式确定并更新船舶的位置。

根据IMO的《海上安全委员会决议MSC.1/Circ.1644》，要求敦促各成员国按照ITU的《无线电规则》要求，采取必要措施，以尽量减少来自其领土的干扰 ；建议各国向海员发布警告通知或提醒，明确指出会受到已知干扰的哪些时间段和哪些海域，从而将这种干扰对海上航行造成的负面影响降到最低；同时，还建议各国制定相关措施，防止在公认的卫星导航系统频率上出现未经授权的信号传输。

据ITU《无线电规则》第4.10条规定，国际电信联盟成员国认识到对无线电导航和其他安全服务的安全方面需要采取特殊措施，以确保其免受有害干扰。因此，在分配和使用频率时必须充分考虑这一因素。

ITU秘书长Doreen Bogdan Martin表示：“GNSS对于我们在陆地、海上和空中的安全至关重要，成员国应确保这些系统的持续运行，以保障所有人的安全，并维护我们日常生活所依赖的各项关键服务的稳定性。”

针对此问题，这份由三个联合国专门机构共同签署的联合声明中确定了成员国需要采取的五项关键行动。第一，保护无线电导航系统免受有害干扰，以降低民事和人道主义行动中使用信号的可靠性，包括信号中断或产生误导。第二，增强那些依赖无线电导航卫星系统进行导航、定位和定时功能的系统的抗干扰能力。第三，维持足够的传统导航基础设施，以在无线电导航卫星系统发生故障或接收到错误信号时提供应急支持；同时，研究应对服务中断的应对措施。第四，加强无线电监管机构、民航部门、海事部门、国防部门以及执法部门之间的合作。第五，建立全面的干扰报告机制，将那些对无线电导航卫星系统造成有害干扰的案例报告给相应的电信、航空和海事监管部门，以及国际电信联盟的无线电通信局，以便对这些干扰行为进行全面监测。

智能解决方案

当GNSS信号被干扰、坐标被“拖”进虚假轨道，航运业把应对战场搬上智能赛道，试图通过多系统融合导航、量子导航、多源融合与智能算法、干扰检测与定位系统等智能技术在欺骗迷雾中重建坐标，继续安全航行。

多系统融合导航，指在同一接收平台上并行捕获、跟踪、解算全球多个独立卫星导航星座的测距信号，通过联合平差与选权滤波，在信号层、观测层与定位层实现冗余互补，从而显著削弱单一星座因几何构型恶化、局部信号遮挡或故意干扰导致的服务中断风险。系统内核通常采用多频多系统基带芯片，支持GPS、北斗、Galileo、GLONASS等频点，并具备芯片级抗连续波和宽带干扰算法；在数据处理端，以扩展卡尔曼滤波或因子图优化为框架，对各系统伪距、载波相位、多普勒进行统一建模，实时估计接收机位置、速度、钟差及对流层延迟，进而通过加权矩阵自适应调节异常观测权重，确保在部分频点受欺骗或功率骤降时仍能维持高精度。

量子导航技术，为航运业提供了脱离卫星、无需外部基站、可全天候工作的“无星”定位方案，其核心包括量子增强惯性导航系统，激光冷却的原子云被用作超高灵敏度陀螺和加速度计，可感知地球自转角速度的微小变化和船舶自身的微加速度，航位推算误差由传统惯导的数公里压缩到数十米，足以满足港区狭窄水道和自动靠泊需求。此外还包括磁场导航，量子磁力仪实时测量海底与沿岸的地磁异常，将三维磁场“指纹”与数字地磁图匹配，每隔数小时给出一次无源位置修正。两者融合后，即使进入GNSS受干扰、被欺骗或极区卫星信号微弱的区域，船舶仍可凭借机柜大小的量子传感套件，在数天航程内保持米级定位与亚度级航向，为智能航线规划、动力定位及无人航行提供不依赖外部信号的“隐形罗盘”，显著提升航运安全与韧性。

多源融合与智能算法，是把卫星、声呐、雷达、视觉、AIS、轮速计、风向风速仪乃至岸基5G时延全部接入统一时空框架，经分布式滤波与深度学习模型进行秒级权重再分配：GNSS受遮挡即由视觉锚点补位，雷达发现异常回波即触发AIS意图比对，轮速与多普勒冲突则自动降权并切换至声呐底跟踪。算法层采用因子图优化与LSTM网络并行，既保留经典卡尔曼的实时性，又利用神经网络的非线性拟合能力，对“假旗”AIS、伪造GPS、spoofed伽利略信号进行模式识别，极短时间便可输出欺骗概率与修正航迹。该方案为智能避碰、自动靠泊和编队航行提供了连续、可信、抗欺骗的时空底座。

干扰检测与定位系统，将成为船舶安全航行的“电子哨兵”。该方案以多频段监测天线与芯片级频谱仪为核心，在甚高频至L波段连续扫描，对功率异常、带宽突变或调制特征不符的信号秒级报警；同时利用船-岸-星分布式时间差(TDOA)与到达角(AOA)融合算法，在电子海图上实时标出干扰源方位与距离，误差小于船身长度。系统内置AI模型，可在AIS关闭或伪造时，通过雷达回波与光学图像交叉确认目标身份，避免误判。所有数据通过船载边缘计算盒完成处理，功耗低于80瓦，无需额外冷却。