GPS一旦中断,精确打击还能有多准?
俄乌战场已经出现过精度骤降的案例。
但真正决定后果的,是武器究竟有多依赖它。
一、免费使用GPS,控制权依然属于美国
GPS向全球提供免费的民用定位、导航和授时服务,系统却由美国拥有,空间段和控制段由美国太空军负责建设、维护和运行。
免费开放,并不意味着使用者能够参与控制。
这种区别,平时容易被忽略。到了军事冲突中,谁能维持服务,谁能限制对手使用,直接关系到作战能力。
购买接收机,只能获得接收信号的能力,无法获得卫星和地面控制系统的管理权。
美国确实曾主动降低民用GPS精度。
2000年5月,这项被称为“选择可用性”的措施停止使用。
2007年,美国又宣布,后续采购的GPSⅢ卫星不再配备这一功能。
把今天的GPS理解为随时恢复过去那套全球降精度机制,已经不符合技术与政策沿革。
美国保留的军事能力,重点在区域拒止。
也就是在特定作战区域限制敌方使用GPS,同时尽量减少对区域外民用服务的影响。
这与关闭全球导航服务,在范围、手段和后果上都有明显区别。
更关键的是,局部GPS失效,未必需要美国操作。
卫星信号抵达地面时已经很弱,战区内的电子干扰同样能够影响接收。
俄乌冲突中的相关问题,恰恰说明导航服务即使正常运行,武器也可能无法稳定利用。
因此,真正值得警惕的是对外部导航服务的过度依赖。
武器采购时能够达到的精度,到了强干扰环境中还能保持多少,这才直接影响战果。
系统属于谁、信号能否收到、弹药能否抗干扰,必须放在一起考虑。
二、精度下降的后果严重,导弹却不会全部失效
卫星导航对精确制导的重要作用,是持续提供位置等信息,帮助武器修正飞行误差。
一旦这部分信息中断,依赖它修正惯性导航误差的弹药,就可能出现精度下降。
惯性导航能够独立工作。
陀螺仪和加速度计测量运动状态,计算设备据此推算位置,不需要持续接收卫星信号。
但测量误差会随时间积累,能维持多久、误差增长多少,要看设备性能和任务条件,不能一概而论。
美国的JDAM联合直接攻击弹药,就能说明这种差别。
在GPS数据可用时,其圆概率误差可达到5米以内。
GPS不可用时,如果投放前获得飞机提供的高质量初始导航数据,且自由飞行时间不超过100秒,相关指标仍可控制在30米以内。
这里每个条件都很重要。
初始数据质量、飞行时间、惯性器件性能,都会改变结果。圆概率误差也只是统计指标,不保证每枚弹药都落在相应范围内。
失去GPS后继续攻击,与保持原有精度,是两个不同要求。
战场上的降效可能更加剧烈。
俄乌冲突中,“神剑”制导炮弹曾出现作战有效率从约70%下降至6%的案例。
对需要精确命中的任务而言,这种变化会增加弹药消耗,延误攻击,甚至迫使部队调整武器使用方式。
不过,这一案例涉及特定炮弹和电子对抗条件,不能套用到所有西方弹药,更不能扩大成全球导弹的统一表现。
“神剑”本身属于制导炮弹,拿它直接证明所有导弹都会失效,也混淆了武器类别。
现代武器采用的制导方式远比GPS丰富。
雷达、红外、激光、惯性导航,以及地形和图像匹配,都能承担不同阶段的制导任务。
具体装备采用什么组合,才决定它受卫星信号中断影响的程度。
“风暴阴影”巡航导弹就结合了惯性导航、GPS和地形参考导航,接近目标时还利用红外导引头,将目标图像与预存图像进行匹配。
GPS只是其中一部分,不能把它的整个制导过程都归结为接收卫星信号。
这些替代手段也有条件。
地形匹配需要合适的数据和可辨识特征,图像识别会受到观测条件影响。
由此可以判断,单一导航方式存在明显风险,多种信息相互校验,才能提高复杂环境下的可靠性。
三、中俄拥有独立系统,自主保障仍需持续建设
中国建设北斗,解决的是能否独立提供导航服务的问题。
2000年建成北斗一号,2012年建成北斗二号,2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。
服务范围从国内扩展到亚太,再覆盖全球,建设过程持续了多年。
自主建设的价值,首先体现在运行控制权。
GPS如果停止提供服务,不会因此让北斗同步停止运行。
对于已经完成北斗接收和应用适配的设备而言,独立系统提供了另一种导航保障。
关键技术同样关系到持续运行。
北斗实现了星载处理器、宇航级存储器等器部件的国产化研制,系统核心器部件达到100%自主可控。
这一成果对应的是北斗系统核心器部件,不能随意扩大成所有相关终端、全部产业环节都已百分之百国产化。
俄罗斯的格洛纳斯也属于独立运行的全球卫星导航系统。
因此,中俄都具备不依赖GPS提供全球卫星导航服务的基础能力。
对国家安全而言,能够自行建设、维护和升级,意义远超过单纯接收别国信号。
但全球导航系统还包括欧盟的伽利略。
它从2016年12月启动开放服务,提供全球定位、导航和授时,建设目的之一就是保障欧洲的导航自主性。
把它说成只有区域覆盖,进而得出只有中俄能够继续导航的结论,并不成立。
印度NavIC主要服务印度及其周边约1500公里区域,日本准天顶系统则侧重区域服务,并具备GPS补充功能。
全球系统与区域系统的覆盖范围不同,但区域覆盖也不意味着在本地区没有自主应用价值。
合作能够进一步提高服务能力。
2018年11月7日,中俄签署和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的政府间合作协定,内容涉及兼容与互操作、监测站建设、监测评估和技术研发。
接收设备支持多系统,便有机会利用更多可用信号。
这种合作不能直接等同于所有武器已经完成双系统适配,更不能保证中俄装备不受电子干扰。
卫星独立运行、终端兼容接收、战场抗干扰,分别需要解决不同问题,任何一项都不能省略。
北斗也在继续升级。
2024年发布的发展规划提出,预计2035年完成下一代北斗系统建设,同时加强与不依赖卫星的定位导航授时手段融合。
已经拥有全球系统,仍然需要持续提高可靠性。
美国限制GPS使用,能够影响高度依赖它的装备,却无法决定全球所有导弹的作战能力。
自主导航系统、可靠的惯性设备、多种制导方式和持续升级能力,共同决定一个国家能否在外部服务中断后继续完成任务。