一、背景
近年来,在 红海、亚丁湾、霍尔木兹海峡 等战略航道,远洋船舶遭遇 GNSS信号干扰(jamming)与欺骗(spoofing) 的情况显著增加。许多船舶在该区域突然出现:
GPS定位跳点(位置瞬间偏移几十甚至上百海里)
定位完全丢失
AIS信息错误(船位漂移、虚假船迹)
这种情况对航行安全、港口靠离泊、保险理赔都构成严重风险。
二、为什么会发生GNSS干扰?
人为干扰:地缘冲突中,军方或武装组织常用高功率干扰器封锁卫星信号。
欺骗攻击(Spoofing):通过伪造卫星信号,诱导船舶错误定位。
设备落后:老式单模GPS接收机(仅支持GPS L1信号)抗干扰性能差。
信号脆弱:GNSS信号本身功率极低,容易被掩盖。
三、对船舶的风险与影响
航行安全风险:船舶在狭水道、交通繁忙水域失去精确定位,可能引发碰撞搁浅。
靠泊与引航困难:船位错误,影响引航员作业和港口调度。
船岸沟通与合规:ECDIS、AIS、VDR、BNWAS 等依赖GNSS的系统同时受影响,导致数据失真。
保险与法律责任:若因导航失效导致事故,可能涉及 P&I索赔 或 PSC处罚。
四、可行的解决方案与新设备
1. 多模多频GNSS接收机
传统的商船GNSS接收机大多只支持 GPS单系统单频(L1 C/A),在干扰或欺骗情况下极易失效。新一代接收机支持:
多系统:GPS(美)、GLONASS(俄)、Galileo(欧)、北斗(中)
多频段:L1、L2、L5等(即使某一频段被干扰,其他频段仍能工作)
优势:
提高抗干扰能力,干扰者需要同时屏蔽多系统多频,难度更大
在部分系统信号受影响时,仍可保持定位精度
与ECDIS、VDR、AIS等设备兼容性高
推荐设备:
Furuno SCX-20/21 系列(适合普通商船,价格中等)
Hemisphere Vector VS330/VSX(支持多模高精度定位)
Septentrio Mosaic-X5 / PolaRx5(科研级,适合对精度要求高的船舶)
2. GNSS抗干扰天线(Anti-Jamming Antenna)
天线是第一道防线。抗干扰天线 内置滤波器和相控阵(CRPA, Controlled Reception Pattern Antenna),能够:
屏蔽来自特定方向的干扰信号
保证接收机仍能锁定卫星信号
提供“受保护的天线电缆接口”,避免船舶内部干扰源
优势:
特别适合在干扰源已知方向(如沿岸、特定区域)航行时使用
无需大改造即可替换现有天线
推荐设备:
NovAtel GAJT-710MS / 410MS(军民两用,已在部分商船试用)
Furuno GF-8700抗干扰天线模块(与其自家接收机兼容)
3. GNSS + 惯性导航系统(INS)组合
INS(惯性导航系统)利用 陀螺仪和加速度计,在GNSS信号丢失时仍可提供一段时间内的精准位置、航向和速度。
优势:
短期内完全不依赖卫星,适合港口操作、狭水道航行
与ECDIS、DP系统结合,可实现高精度定位
在GNSS干扰频繁的区域,能显著提升航行连续性
局限性:
长时间独立工作会产生累积误差,需要GNSS定期修正
成本较高,通常安装在大型油轮、LNG船、军用船或DP船舶
推荐设备:
Kongsberg Seapath 380/385(DP船和高端商船常用)
iXblue MARINS系列(航海级INS,广泛应用于军舰和客滚船)
Hensoldt SPEXER INS模块(适合加装)
4. L-Band差分信号增强(SBAS / PPP服务)
利用L-Band卫星提供增强信号(如Fugro、Veripos、Thales),为船舶GNSS提供:
更高精度(米级甚至分米级)
更强鲁棒性(即使部分卫星被干扰,差分信号仍能稳定)
优势:
商业航运可订阅服务,覆盖全球海域
不依赖单一GNSS星座
在海上稳定性高
推荐服务商:
Fugro Marinestar
Veripos Apex / Ultra
Thales TopStar
5. Resilient PNT(定位、导航、授时)解决方案
未来趋势是 多源融合导航,即不再依赖单一GNSS:
eLoran(陆基长波导航,抗干扰能力极强,部分区域已部署)
地基增强信号(港口和近岸导航)
雷达导航 + 数字海图 + AI识别(作为备份定位手段)
优势:
即使GNSS完全失效,船舶仍可维持安全航行
IMO和IHO正在推动Resilient PNT作为新标准
应用趋势:
部分欧盟和美国港口已测试eLoran+INS作为船舶强制备用导航手段
未来可能写入SOLAS修正案
📌 总结一句:普通商船最现实的升级方案 → “多模多频GNSS接收机 + 抗干扰天线”高价值或高风险航线船舶 → “GNSS/INS组合 + 差分增强”未来发展方向 → “Resilient PNT(多源融合导航)”
五、船东与船管的行动建议
系统评估
对现有船舶导航系统进行风险评估,检查是否仍依赖单一GPS信号。
设备升级
优先在高风险航线上运营的船舶安装 多模接收机+抗干扰天线。
考虑在主力船舶安装 GNSS/INS组合系统。
船员培训
培训船员在 GNSS失效 时,如何使用雷达导航、天文定位、ECDIS DR模式。
建立 桥队应急程序(Bridge Procedure),提高反应速度。
公司层面保障
船管公司应更新 SMS(安全管理体系),增加GNSS干扰应对措施。
与保险公司沟通,确认在干扰情况下的保障条款。
六、结语
红海的GNSS干扰已不是偶发事件,而是一个 长期存在的航行风险。船东与船管若忽视这一问题,可能面临 航行事故、运营延误、法律责任和高额赔偿。
✅ 投资更稳定、更先进的导航设备,不仅是安全需求,更是保障商业航次顺利和船舶长期价值的关键。
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