經(jīng)常坐飛機(jī)的你有沒有遇到過這樣的情況：明明外邊風(fēng)和日麗，飛機(jī)也在穩(wěn)定進(jìn)近，卻突然聽到發(fā)動機(jī)的狂嘯，隨即機(jī)頭一抬，飛機(jī)復(fù)飛了。

非天氣原因的復(fù)飛有很多種可能，比如前機(jī)未能及時脫離、跑道入侵等。不過，現(xiàn)在越來越多的情況是你的航班遭遇了GNSS阻斷或欺騙。這就是我們今天要探討的話題。

GNSS：全稱Global Navigation Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS、美國全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLONASS和歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GALILEO等全天候全球覆蓋的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的統(tǒng)稱。

經(jīng)常開飛機(jī)的朋友都知道，航空器的導(dǎo)航系統(tǒng)，從地基的無線電導(dǎo)航，到慣性導(dǎo)航的融入，再到星基的GNSS導(dǎo)航，導(dǎo)航精度在不斷提升。在GNSS的阻斷和欺騙技術(shù)的門檻變得很低之前，現(xiàn)代航空器的設(shè)計(jì)，一直都是將GNSS提供的準(zhǔn)確的定位信息，作為機(jī)載導(dǎo)航源的首選。如果飛機(jī)接收到的GNSS定位數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，那么就會對飛行安全造成重大影響。

近年來，全球各地都出現(xiàn)了多起GNSS阻斷和欺騙的事件，我們從霍尼韋爾攜手中國民航飛行員協(xié)會舉辦的「第三屆航電技術(shù)助力飛行安全研討會」上了解到，近期常有GNSS阻斷和欺騙的事件發(fā)生，從而導(dǎo)致增強(qiáng)型地形警告系統(tǒng)的虛假告警會發(fā)生在飛行的任何階段，在著陸進(jìn)近階段，會嚴(yán)重干擾機(jī)組的判斷極端情況下，會危及飛行安全，而復(fù)飛、備降本身，也會增加旅客出行的時間成本。

（圖為FlightRadar24制作的GNSS阻斷熱點(diǎn)地圖）

在繼續(xù)探討這個問題前，我們首先明確一下何為GNSS阻斷和欺騙？

阻斷（Jamming）：被「蒙上眼睛」的飛機(jī)

GNSS阻斷（Jamming）通過發(fā)射干擾信號，使接收機(jī)無法接收到正確的衛(wèi)星信號，從而中斷了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)。這相當(dāng)于蒙上了飛機(jī)的眼睛。

欺騙（Spoofing）：被「指錯路」的飛機(jī)

GNSS欺騙（spoofing）通過帶虛假位置的、更強(qiáng)的GNSS信號來壓制GNSS真實(shí)信號，致使系統(tǒng)在無法識別出正確數(shù)據(jù)的情況下采納錯誤數(shù)據(jù)。這相當(dāng)于給飛機(jī)指了一條錯誤的路線。

以開車為舉例，阻斷類似于開車看到的路牌被模糊化，讓司機(jī)無法辨認(rèn)位置及方向。而欺騙則類似于在路牌上出現(xiàn)了一個錯誤的引導(dǎo)信號，從而讓司機(jī)開錯方向。

導(dǎo)致的GNSS阻斷和欺騙的原因有很多，例如太陽電離層擾動、地緣政治因素、大功率無線電設(shè)備干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊等。

看到這里，大家投個票吧？覺得是阻斷的風(fēng)險大還是欺騙的風(fēng)險大呢？

如果我們的航班遭遇了 GNSS 阻斷或欺騙，駕駛艙里會發(fā)生什么？

其實(shí)機(jī)組收到的第一個信號，往往并不是戲劇化的「迷航」，而是導(dǎo)航系統(tǒng)各種不耐煩的提示音。

當(dāng)遇到阻斷：

當(dāng) GNSS 信號被干擾、無法被正常接收時，飛機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)會立刻察覺到異常。

例如在波音 737 上，F(xiàn)MC（Flight Management Computer，飛行管理計(jì)算機(jī)） 會跳出類似這樣的信息，提醒機(jī)組 GNSS 信號已經(jīng)無法使用。

（圖例為B737飛機(jī)FMC探測到GNSS阻斷時的CDU提醒信息）

在這種情況下，飛機(jī)會自動切換到慣性導(dǎo)航等備用方式繼續(xù)工作，但這樣會有個「副作用」：EGPWS（增強(qiáng)型近地告警系統(tǒng)）因?yàn)楂@取不到 GNSS的精確位置信息，降級的飛機(jī)定位信息，可能會使EGPWS而對地形判斷產(chǎn)生偏差，從而有潛在可能誤發(fā)近地告警，干擾機(jī)組的判斷。

當(dāng)遇到欺騙：

相比阻斷，欺騙的危險在于系統(tǒng)無法意識到自己被誤導(dǎo)了。

因?yàn)槠垓_信號往往更強(qiáng)、更「可信」，它會逐漸覆蓋掉真實(shí)的 GNSS 信號。

這就導(dǎo)致飛行中本來一切正常，駕駛艙卻突然響起刺耳的：

“Terrain, terrain — PULL UP！”

對機(jī)組而言，這種時刻比你想象的更緊張：他們必須在極短時間內(nèi)判斷，這是真正的地形威脅？還是 GNSS 數(shù)據(jù)被篡改導(dǎo)致的虛假警報(bào)？

霍尼韋爾的軟件升級：不是終點(diǎn)，但邁出關(guān)鍵一步

為了減少這些虛假告警帶來的影響，霍尼韋爾推出了EGPWS MKV-A 軟件更新。

它的目標(biāo)不是「解決所有GNSS問題」，而是讓飛機(jī)在遭遇阻斷或欺騙時「不被輕易嚇到」。

升級后的系統(tǒng)將會：

• 比對GNSS與IRS（慣性參考系統(tǒng)）之間的地速、航跡、位置差異

→ 一旦不合理，就暫時不信任 GNSS

• 對比GNSS高度與氣壓高度，尤其在巡航階段

→ 防止被「虛假高度」誤導(dǎo)

• 新增范圍檢查與跳變檢測器

→ 避免GNSS突然產(chǎn)生異常跳變

• 即使數(shù)據(jù)狀態(tài)是「無效」，也繼續(xù)進(jìn)行額外檢查

→ 時刻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)狀態(tài)，以恢復(fù)使用更高精度的導(dǎo)航數(shù)據(jù)

• 在檢測到跳變動作后，在重新使用GNSS 數(shù)據(jù)之前， 增加邏輯檢查環(huán)節(jié)

→ 恢復(fù)使用GNSS數(shù)據(jù)，有理有據(jù)

換句話說：

過去EGPWS聽到GNSS說「前面有山」就立刻尖叫，

現(xiàn)在它會再確認(rèn)：「Are you sure？你是不是眼花了？」

不過需要強(qiáng)調(diào)的是：

這次更新只解決了「虛假告警」這一部分問題，無法從根本上阻止GNSS信號被干擾和欺騙。

真正的解決方案，需要從GNSS接收機(jī)端進(jìn)行硬件與算法升級，這項(xiàng)工作依然在進(jìn)行中。面對全球航空運(yùn)行環(huán)境的日益復(fù)雜與安全挑戰(zhàn)的不斷升級，技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)協(xié)作是守護(hù)飛行安全的核心基石。

?? 在看不見的戰(zhàn)場上，飛行安全從未松懈

GNSS阻斷與欺騙事件的增加，提醒著整個行業(yè)：

現(xiàn)代航空的威脅越來越來自「看不見的地方」。

從導(dǎo)航系統(tǒng)到告警系統(tǒng)，從機(jī)組程序到硬件設(shè)計(jì)，每一個環(huán)節(jié)都在不斷更新，只為確保天空依然值得信賴。

下次你坐飛機(jī)時，或許看不到這些技術(shù)背后的較量，但你能感受到的是：

無論外部環(huán)境多復(fù)雜，每一架飛機(jī)、每一個系統(tǒng)、每一次升級，都在默默為你的旅途保駕護(hù)航。