美国要切断俄罗斯的GPS连接?能!但他们不敢
自俄乌冲突爆发之日开始,美国对俄罗斯的制裁就如同雨点一般,连猫、狗、树和柴科夫斯基都不能幸免,这不,又有消息说美国将切断俄罗斯与GPS卫星的信号联接,俄罗斯人可能没办法使用卫星地图了,发布这条消息的是俄罗斯航天局局长罗戈津,看样子是“实锤”。

罗戈津说美国要切断GPS
但是且慢!你有没有想过,美国能做到吗?它真会这么做吗?
现在就告诉你答案:美国的确能“切断”GPS信号,但它打死都不会干。
为什么呢?且听老粥为你一一道来。
什么是GPS?
上世纪80年代之前,你要想知道自己出差的目的地情况,得查地图,那时候一本厚厚的地图册是许多单位必备的东西。军队也一样,飞行员在天上要展开导航图,船长大副要查海图,各种作战地图也是从司令部到班排长都不可或缺。

你最多能同时看到10颗GPS卫星
1973年,美国国防部想要通过卫星来给军队定位、为飞机船舶甚至导弹提供导航,于是启动了“全球定位系统”(GPS)项目。1993年,首批24颗GPS卫星投入运行,组成了全球第一个卫星定位系统。
与其它卫星不同,GPS卫星只向地面发射数据,它不接收地面返回的数据。所有GPS卫星都在距离地面20200公里的圆形轨道上绕着地球转,每天转两圈。卫星在飞行的过程中不断地向地面广播自己的位置:“我在这里,我在这里,我在这里......”
远洋航行的水手通过灯塔来避开礁石,判断自己与港口的位置,GPS卫星就像是绕着地球飞行的灯塔。

GPS卫星与灯塔类似
每颗GPS卫星上面都安装了两个原子钟,平时只用一个,另一个作为备份。原子钟通过原子的振动来测量时间,比如说铯原子在两个超精细基态之间的振动频率是9192631770Hz,每1秒都振动这么多次,频率不会变,光在每一个振动周期里传输的距离是3.26厘米。只要卫星跟地面上的时钟保持同步,就能计算出卫星与地面站之间的精确距离,进而算出卫星在天上的准确位置。
理论上,当天空中所有卫星的坐标已知,我们就可以通过接收其中3颗不同位置卫星的信号,计算相互距离,再通过三边测量法算出我们自己的位置。为了更准确,我们的手机会同时接收4颗卫星的信号。

我们一般通过4颗卫星实现定位
GPS信号的公开性
就像海面上所有的水手都能看见灯塔的光线一样,GPS卫星向地面广播的信号是公开的,所有人都能收到,除非你自己不去接收它。
GPS最早只是军用,它发射的信号是一串串加密的P(Y)代码,普通人就是接收到了信号也没办法使用。后来美国人发现GPS有极广阔的民用市场,于是增加了一个民用的C/A码,C/A码的误差率比军用的P(Y)码要高十倍以上。换句话说,用加密的军用代码可以实现厘米级定位,民用的误差达到米级,日常使用足够。
破译P(Y)码需要专门设备,并且申请授权解码才能使用,接收C/A码的芯片则可以安装在所有的手机和电子设备里,任何人都能接收到卫星信号。

一颗GPS卫星信号能覆盖约40%地球面积
GPS信号可以被切断吗?
美国GPS的24颗卫星分布在6条中圆轨道上,每条轨道平均有4颗卫星,每颗卫星的天线发射信号范围是28°,通过计算可以发现一颗卫星信号能覆盖地球圆心角约152°,也就是超过40%的地球面积。
我们站在地球的任何一个地方,在任何时间里都能看到2颗处于同一轨道的GPS卫星,并且能同时接收到6~10颗GPS卫星发出的信号。只要周围没有建筑或树木遮挡,手机搜到4颗卫星实现定位是没有问题的。

两颗卫星信号覆盖的区域
因为卫星天线发射的角度固定,美国没办法选择不向某一个区域发射信号,假如它不想让俄罗斯接收信号,所有卫星飞过俄罗斯上空都不能开机,那么整个欧洲、亚洲,包括大半个非洲,所有美国自己的飞机和舰船都收不到GPS信号了。这是不能接受的。

切断俄罗斯的GPS信号会伤及美国自身
俄罗斯是航天大国,它也有自己的卫星定位与导航系统。2011年11月,俄罗斯建成了格洛纳斯(GLONASS)卫星导航系统,同样是6条轨道24颗卫星全球覆盖,卫星轨道高度19100公里,定位精度达到2.8~7.4米,与美国GPS旗鼓相当。
与此同时,我们的北斗卫星导航系统(BDS)和欧洲的伽利略系统(Galileo)都有开放了民用,大多数手机的芯片也支持搜索这两个系统的卫星信号,因此美国通过“切断”GPS信号不让别人使用不仅损害不到俄罗斯,反而会伤及自身。
它肯定不敢这么干的。