GPS 对抗技术的现状与发展

摘要：主要论述全球定位系统（

GPS）空间卫星的现状和新码的发展，GPS 空间卫星

和接收机的抗干扰技术的措施以及对

GPS 接收机的干扰对抗。

关键词：全球定位系统；空间卫星；接收机；抗干扰；干扰对抗

1　GPS 空间卫星的现状和新码的发展

GPS 系统由空间卫星、地面监控和用户接收机等三大部分组成，其中地面监控站设于

美国空军基地内，由美军严密保护，只对

GPS 系统实施监控而不直接参与航战；空间卫星

和用户接收机是直接参与导航战的两大系统。

1.1　GPS 空间卫星的现状［1］

GPS 空间卫星目前由 24 颗 Block

Ⅲ/ⅡA 型卫星组成，另配有 3 颗卫星备用，实际为 27

颗。卫星上配置的主要设备有高稳定度铷钟和铯钟等两种电子钟，频率稳定度分别为

1×10-

12 和 1×10-13；导航电文存储器用于存储地面对卫星传送的星历表、授理时间参数、传输延
时参数、卫星状态信息、识别信息以及由起始捕获码转入精确码的时间同步信息等；双频发
射机用于发射

L 频段的微波信号。其基本功能包括：

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⑴ 接收和储存地面监控站的导航信息并执行其控制指令；

⑵ 精确处理卫星上各微处理器的大量数据并对其进行分选；

⑶ 经卫星上铷钟和铯钟两类原子钟的高稳定度标准时间，为导航战提供准确定位时间；

⑷ 准确向接收机发送导航和定位信息。

GPS 卫星的发射信号包括载波信号、P 码或 Y 码信号、G/A 码信号的数据码（导航电文

或

D 码）信号等。目前卫星的载波频率是 L1＝1575.42MHz 和 L2＝1227.6MHz，全部由基

准频率

ƒ0＝10.23MHz 产生。在 L1 频段上调制有 P 码、G/A 码和 D 码，在 L2 频段上只调制 P

码和

D 码，其中 P 码和 D 码，其中 P 码专用于美国军事领域的保密码。

由于近年来

P 码的结构己被各国解译，故美国采用的新的保密 Y 码来代替 P 码，其中

测距码和数据码目前均用调相技术调制出来；为了限制民用

G/A 码在军事上的应用，美国

目前采取限制精度（

SA）政策，把 G/A 码的定位精度约降低到 100mm；但近年来随着差

分、双频技术及无码定位技术的发展和应用，可以在一定程度上或者全部摆脱美国

SA 政策

的影响，可以做到单点定位精度达厘米级，主要静态定位精度达毫米级。

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从

1990 年 3 月开始启动的 SA 政策招来了各民用用户的强烈不满，加上俄罗斯

GLONASS 系统和欧洲 NAVSAT 系统的开放使用并在商业民用领域中的竞争以及差分等技
术的成熟，美国防部和运输部于

1997 年启动了“GPS 现代”计划，确定了 GPS 近期、中期和

远期规划，对未来

10 年的 GPS 进展规划的制定做出了预测。计划于 2007 年将实现 GPS 的

区域星基增强系统（

SBAS）、地基增强系统（GBSA）和特殊应用的增强系统，其中 SBAS

包括

FAA 的广域增强系统（WAAS）。而欧洲的静地导航重叠服务（EGNOS）和日本的多

功能卫星增强系统（

MSAS）主要为航空应用服务。因此，未来 10 年基本上可以预测将发

生以下

5 种重要变革：①关闭 SA 政策；②建立第 2 个民用频段；③开发 24+备用的 GPS 卫

星；④美军用

20dB 抗干扰能力及民用的优选精度；⑤ 2～5m 的空间信号（SIS）及民用的

测距误差（

URE）等。