聯(lián)合國拉響警報(bào)，針對全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)的干擾與欺騙正加速蔓延，航運(yùn)業(yè)棘手暗礁浮出水面。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年7月，船舶“失聯(lián)”投訴僅兩周一宗，一年后的2025年7月中，單日便狂飆150起，全球定位系統(tǒng)(GPS)信號在咽喉水道瞬間集體失靈。航線偏移、碰撞險(xiǎn)情、港口癱瘓接踵而至，十萬噸級巨輪瞬間化作“蒙眼公牛”。當(dāng)偽造坐標(biāo)比海風(fēng)更輕易改寫航跡，業(yè)界與IMO把希望押注于智能防線，讓智能技術(shù)在電子迷霧中重新錨定安全坐標(biāo)。

風(fēng)險(xiǎn)升級

在航運(yùn)業(yè)智能化發(fā)展的大背景下，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與威脅日益加劇，主要體現(xiàn)在干擾與欺騙兩方面。一方面，高頻電磁干擾、信號屏蔽等技術(shù)手段不斷升級，可能導(dǎo)致船舶定位失準(zhǔn)，航線偏離，甚至引發(fā)碰撞事故；另一方面，惡意勢力通過偽造導(dǎo)航信號，實(shí)施“欺騙式攻擊”，使船舶誤判自身位置，進(jìn)而駛?cè)朊舾谢蛭ｋU(xiǎn)水域，嚴(yán)重威脅航運(yùn)安全與國際貿(mào)易穩(wěn)定。此外，隨著智能船舶對導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴程度不斷加深，一旦系統(tǒng)遭受攻擊，其后果必將引發(fā)多米諾骨牌效應(yīng)，不僅為本船帶去風(fēng)險(xiǎn)，還將會(huì)對其他依賴地理定位和精準(zhǔn)衛(wèi)星授時(shí)的系統(tǒng)甚至整個(gè)水運(yùn)交通帶去影響。因此，提升導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾與反欺騙能力，已成為保障全球航運(yùn)安全的關(guān)鍵課題。

2017年是非同尋常的一年，當(dāng)時(shí)美國海事管理局發(fā)布的一則警報(bào)引發(fā)了人們的高度關(guān)注：黑海上有24艘船舶的GPS出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致這些船舶在數(shù)天內(nèi)一直處于靠近格倫迪赫克機(jī)場的范圍內(nèi)。2023年7月，北約航運(yùn)中心(NATO Shipping Centre)也報(bào)告稱，東地中海地區(qū)的導(dǎo)航系統(tǒng)仍頻繁出現(xiàn)故障。

即便如此，還是很少有人能預(yù)測到即將到來的大爆發(fā)。據(jù)勞氏情報(bào)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，僅2024年4月4日一天，黑海就報(bào)告了227艘貨船位于內(nèi)陸多個(gè)地點(diǎn)，地中海有117艘貨船位于拉菲克·哈里里國際機(jī)場。

據(jù)Windward AI提供的數(shù)據(jù)顯示，2025年第二季度，890艘船舶在蘇丹沿海受到干擾，高于第一季度的180起事件(2024年第四季度為零)。波羅的海也出現(xiàn)了類似的趨勢，受影響船舶的數(shù)量從2025年第一季度的1225艘上升到第二季度的5800多艘。Windward AI還報(bào)告稱，在6月的4天時(shí)間里，阿拉伯灣和霍爾木茲海峽平均每天有970艘船舶的GPS受到干擾。

一家衛(wèi)星服務(wù)提供商最近的報(bào)告顯示，2024年7月，每兩周左右就會(huì)收到一次有關(guān)船舶無法使用GPS的報(bào)告，而2025年7月中旬，一天之內(nèi)就收到了150多份報(bào)告。

“GPS的欺騙和干擾情況現(xiàn)在很普遍，對繁忙航道的安全影響巨大。”Sperry Marine公司的產(chǎn)品與系統(tǒng)業(yè)務(wù)部總監(jiān)Ralf Magner說。“如今，導(dǎo)航系統(tǒng)的集成度越來越高，因此錯(cuò)誤的航向信息不僅會(huì)誤導(dǎo)駕駛員(給他們傳遞不準(zhǔn)確的速度和航線數(shù)據(jù))，還可能導(dǎo)致碰撞警報(bào)無法被正常觸發(fā)，進(jìn)而影響到自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀(ARPA)等。這種巧妙的欺騙手段能夠在不被察覺的情況下干擾導(dǎo)航系統(tǒng)，使船舶在不知不覺中被引導(dǎo)前往海盜或其他敵對勢力地區(qū)。”

錯(cuò)誤的GPS和船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)(AIS)位置信息不僅給高度自動(dòng)化的導(dǎo)航系統(tǒng)帶來了困擾，也會(huì)使得依靠人工手動(dòng)設(shè)定位置的船舶在電子海圖(ECDIS)和雷達(dá)系統(tǒng)中面臨更多不確定性。根據(jù)Windward AI的研究數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)AIS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，船舶“跳躍”的距離平均增加了10倍——從2024年第四季度的600公里上升到了2025年第一季度的6300公里。

上升為國際安全問題

目前，對于GNSS干擾和欺騙風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂，已從航運(yùn)專業(yè)領(lǐng)域上升為國際安全議題，引發(fā)了聯(lián)合國機(jī)構(gòu)國際電信聯(lián)盟(ITU)、國際民用航空組織(ICAO)和IMO的高度關(guān)注。

這些聯(lián)合國機(jī)構(gòu)在今年3月聯(lián)合發(fā)表的一份聲明中表示，隨著干擾航空、海運(yùn)以及其他衛(wèi)星通信服務(wù)的行為日益增多，各國亟需加強(qiáng)對該關(guān)鍵頻段的保護(hù)。這些有害干擾行為以干擾信號和欺騙的形式出現(xiàn)，破壞了在分配給無線電導(dǎo)航衛(wèi)星業(yè)務(wù)(RNSS)的頻段內(nèi)運(yùn)行的GNSS。

“海員與航運(yùn)的安全依賴于支持安全導(dǎo)航和通信的系統(tǒng)的彈性。干擾GNSS對航運(yùn)活動(dòng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，可能導(dǎo)致船舶的相撞或擱淺。我敦促所有成員國采取行動(dòng)，保護(hù)這些至關(guān)重要的系統(tǒng)。”IMO秘書長Arsenio Dominguez說道。

船舶和港口依靠GNSS進(jìn)行與位置、速度以及精確的全球時(shí)間和當(dāng)?shù)貢r(shí)間有關(guān)的各種應(yīng)用，這些應(yīng)用主要用于導(dǎo)航目的，而最為關(guān)鍵的是，這些還是全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)(GMDSS)的一部分。

1974年《國際海上人命安全公約》(SOLAS公約)的第五章第19.2.1.6條規(guī)定，所有船舶，無論其規(guī)模大小，都必須配備GNSS接收裝置或地面無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，或者其他能夠在整個(gè)預(yù)定航行過程中隨時(shí)使用的裝置，以便通過自動(dòng)方式確定并更新船舶的位置。

根據(jù)IMO的《海上安全委員會(huì)決議MSC.1/Circ.1644》，要求敦促各成員國按照ITU的《無線電規(guī)則》要求，采取必要措施，以盡量減少來自其領(lǐng)土的干擾 ；建議各國向海員發(fā)布警告通知或提醒，明確指出會(huì)受到已知干擾的哪些時(shí)間段和哪些海域，從而將這種干擾對海上航行造成的負(fù)面影響降到最低；同時(shí)，還建議各國制定相關(guān)措施，防止在公認(rèn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻率上出現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的信號傳輸。

據(jù)ITU《無線電規(guī)則》第4.10條規(guī)定，國際電信聯(lián)盟成員國認(rèn)識到對無線電導(dǎo)航和其他安全服務(wù)的安全方面需要采取特殊措施，以確保其免受有害干擾。因此，在分配和使用頻率時(shí)必須充分考慮這一因素。

ITU秘書長Doreen Bogdan Martin表示：“GNSS對于我們在陸地、海上和空中的安全至關(guān)重要，成員國應(yīng)確保這些系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，以保障所有人的安全，并維護(hù)我們?nèi)粘Ｉ�活所依賴的各�?xiàng)關(guān)鍵服務(wù)的穩(wěn)定性。”

針對此問題，這份由三個(gè)聯(lián)合國專門機(jī)構(gòu)共同簽署的聯(lián)合聲明中確定了成員國需要采取的五項(xiàng)關(guān)鍵行動(dòng)。第一，保護(hù)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)免受有害干擾，以降低民事和人道主義行動(dòng)中使用信號的可靠性，包括信號中斷或產(chǎn)生誤導(dǎo)。第二，增強(qiáng)那些依賴無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航、定位和定時(shí)功能的系統(tǒng)的抗干擾能力。第三，維持足夠的傳統(tǒng)導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，以在無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)生故障或接收到錯(cuò)誤信號時(shí)提供應(yīng)急支持；同時(shí)，研究應(yīng)對服務(wù)中斷的應(yīng)對措施。第四，加強(qiáng)無線電監(jiān)管機(jī)構(gòu)、民航部門、海事部門、國防部門以及執(zhí)法部門之間的合作。第五，建立全面的干擾報(bào)告機(jī)制，將那些對無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)造成有害干擾的案例報(bào)告給相應(yīng)的電信、航空和海事監(jiān)管部門，以及國際電信聯(lián)盟的無線電通信局，以便對這些干擾行為進(jìn)行全面監(jiān)測。

智能解決方案

當(dāng)GNSS信號被干擾、坐標(biāo)被“拖”進(jìn)虛假軌道，航運(yùn)業(yè)把應(yīng)對戰(zhàn)場搬上智能賽道，試圖通過多系統(tǒng)融合導(dǎo)航、量子導(dǎo)航、多源融合與智能算法、干擾檢測與定位系統(tǒng)等智能技術(shù)在欺騙迷霧中重建坐標(biāo)，繼續(xù)安全航行。

多系統(tǒng)融合導(dǎo)航，指在同一接收平臺上并行捕獲、跟蹤、解算全球多個(gè)獨(dú)立衛(wèi)星導(dǎo)航星座的測距信號，通過聯(lián)合平差與選權(quán)濾波，在信號層、觀測層與定位層實(shí)現(xiàn)冗余互補(bǔ)，從而顯著削弱單一星座因幾何構(gòu)型惡化、局部信號遮擋或故意干擾導(dǎo)致的服務(wù)中斷風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)內(nèi)核通常采用多頻多系統(tǒng)基帶芯片，支持GPS、北斗、Galileo、GLONASS等頻點(diǎn)，并具備芯片級抗連續(xù)波和寬帶干擾算法；在數(shù)據(jù)處理端，以擴(kuò)展卡爾曼濾波或因子圖優(yōu)化為框架，對各系統(tǒng)偽距、載波相位、多普勒進(jìn)行統(tǒng)一建模，實(shí)時(shí)估計(jì)接收機(jī)位置、速度、鐘差及對流層延遲，進(jìn)而通過加權(quán)矩陣自適應(yīng)調(diào)節(jié)異常觀測權(quán)重，確保在部分頻點(diǎn)受欺騙或功率驟降時(shí)仍能維持高精度。

量子導(dǎo)航技術(shù)，為航運(yùn)業(yè)提供了脫離衛(wèi)星、無需外部基站、可全天候工作的“無星”定位方案，其核心包括量子增強(qiáng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，激光冷卻的原子云被用作超高靈敏度陀螺和加速度計(jì)，可感知地球自轉(zhuǎn)角速度的微小變化和船舶自身的微加速度，航位推算誤差由傳統(tǒng)慣導(dǎo)的數(shù)公里壓縮到數(shù)十米，足以滿足港區(qū)狹窄水道和自動(dòng)靠泊需求。此外還包括磁場導(dǎo)航，量子磁力儀實(shí)時(shí)測量海底與沿岸的地磁異常，將三維磁場“指紋”與數(shù)字地磁圖匹配，每隔數(shù)小時(shí)給出一次無源位置修正。兩者融合后，即使進(jìn)入GNSS受干擾、被欺騙或極區(qū)衛(wèi)星信號微弱的區(qū)域，船舶仍可憑借機(jī)柜大小的量子傳感套件，在數(shù)天航程內(nèi)保持米級定位與亞度級航向，為智能航線規(guī)劃、動(dòng)力定位及無人航行提供不依賴外部信號的“隱形羅盤”，顯著提升航運(yùn)安全與韌性。

多源融合與智能算法，是把衛(wèi)星、聲吶、雷達(dá)、視覺、AIS、輪速計(jì)、風(fēng)向風(fēng)速儀乃至岸基5G時(shí)延全部接入統(tǒng)一時(shí)空框架，經(jīng)分布式濾波與深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行秒級權(quán)重再分配：GNSS受遮擋即由視覺錨點(diǎn)補(bǔ)位，雷達(dá)發(fā)現(xiàn)異常回波即觸發(fā)AIS意圖比對，輪速與多普勒沖突則自動(dòng)降權(quán)并切換至聲吶底跟蹤。算法層采用因子圖優(yōu)化與LSTM網(wǎng)絡(luò)并行，既保留經(jīng)典卡爾曼的實(shí)時(shí)性，又利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性擬合能力，對“假旗”AIS、偽造GPS、spoofed伽利略信號進(jìn)行模式識別，極短時(shí)間便可輸出欺騙概率與修正航跡。該方案為智能避碰、自動(dòng)靠泊和編隊(duì)航行提供了連續(xù)、可信、抗欺騙的時(shí)空底座。

干擾檢測與定位系統(tǒng)，將成為船舶安全航行的“電子哨兵”。該方案以多頻段監(jiān)測天線與芯片級頻譜儀為核心，在甚高頻至L波段連續(xù)掃描，對功率異常、帶寬突變或調(diào)制特征不符的信號秒級報(bào)警；同時(shí)利用船-岸-星分布式時(shí)間差(TDOA)與到達(dá)角(AOA)融合算法，在電子海圖上實(shí)時(shí)標(biāo)出干擾源方位與距離，誤差小于船身長度。系統(tǒng)內(nèi)置AI模型，可在AIS關(guān)閉或偽造時(shí)，通過雷達(dá)回波與光學(xué)圖像交叉確認(rèn)目標(biāo)身份，避免誤判。所有數(shù)據(jù)通過船載邊緣計(jì)算盒完成處理，功耗低于80瓦，無需額外冷卻。