东海演习，美关闭GPS导致我东风导弹打偏，可信度有多高？

周伯通

东海演习，美关闭GPS导致我东风导弹打偏，可信度有多高？

原创 军武数据库 2021-03-17 12:04:18

咱们北斗刚刚组网完成的时候，在群里有哥们说了一句话“之所以弄北斗系统，是因为我们在东海演习的时候，美国关闭了GPS系统，导致我们的弹道导弹都打偏了……所以我们不得不投入大量资金来构建北斗系统”。

这件事可以说是军事谣言了。今天咱们来具体说说GPS和弹道导弹的事情。

通常我们一提到导航和制导，首先会想起来GPS，毕竟这是一种大家接触最多的“导航”形式。注意啊，W君给“导航”加上了引号。GPS的功能并不是真正的导航，而是进行空间定位。每隔一段时间，GPS的芯片可以取得GPS卫星上的信号，通过解算得出GPS芯片所在的经纬度（和高度）。同时，经过两个“一段时间”，GPS芯片还可以计算出GPS芯片所在的设备（飞机、导弹、汽车、手机）在当前的速度向量，再扩展一下，经过三个“一段时间”GPS芯片还可以计算出所在设备的加速度向量。

这就是GPS卫星定位功能在导航上的最朴素的应用了。

按理论上来说，只要我们将“一段时间”的切片做到无限小，那么对当前设备的定位精度就可以有绝对的准确率。但理想很丰满，现实很骨感。GPS系统是通过报文广播来传输数据的。这是一组数字信号。我们来看看GPS数字信号的格式：

GPS系统在设计之初每30秒发送一个主帧（Frame），一个主帧的信息会由6秒一个的子帧发送（Sub-Frame），在这个子帧中会放置10个词（Word），每个词会用0.6秒的时间发送。每个“词”中包含30个二进制位，也就是0或者1。

GPS芯片在开始工作的时候需要获取一个完整的主帧才能确定一颗卫星的位置，这个过程叫做GPS的冷启动，也即是GPS完全没有缓存任何卫星数据的启动方式。这也是为什么我们在生活中打开一个新手机需要大约1-2分钟GPS才能准确提供位置信息的原因了。

当GPS获得三颗以上卫星的主帧后，只需要依靠子帧就可以快速刷新定位位置了。按理论上来说GPS的芯片是可以达到6秒钟准确地获得一次位置信息。但问题是，不同卫星发送过来的信号是有时间差的，6秒是三个卫星信号同时到达GPS芯片的一个理想的数据结果。这时候人们就又扩展了GPS的芯片功能，让GPS芯片不仅仅在一个时间点上只接受3颗卫星的信号。在天空中GPS卫星很多，一个芯片如果尽量多的接收GPS卫星信号不同的卫星之间打一个时间差，这样定位刷新数据就可以远远小于6秒了。

这也是为什么我们在很多专业的GPS系统上经常看到GPS接收机可以接收到十几颗卫星信号的原因了。

一般的民用设备GPS刷新率可以达到5秒一次（已经小于6秒了），更加尖端的航空设备可以在0.1秒内刷新一次GPS位置信息，如果在高空，没有遮挡的情况下，接收机可以接收到12颗以上的卫星，极限情况下GPS的位置刷新可以达到每秒20次，也就是20Hz。

是不是背景知识有点太过于专业了？咱们说回GPS系统对导弹的影响吧。

最快每秒20次的刷新率，还得赶上理想环境，显然对高速飞行的物体参考价值并不大。经过计算，GPS系统并不适用于速度高于1528千米/小时以上的速度。

对于巡航导弹来说，例如美国的战斧式巡航导弹，它的飞行速度是0.7马赫，折合时速大约是每小时857公里，这个速度是远远低于GPS的极限的，所以在飞行中的战斧导弹是可以使用GPS进行导航的。当然了，只是可以用，但美国也没有在战斧导弹飞行的全程使用GPS，仅仅在特定的位置矫正点上GPS的导航权重比较大而已。

但对于弹道导弹，飞行速度都远远超过了1528千米/时，毕竟这个速度折合海平面声速才只有1.2马赫。

1528千米/时的时速下，每秒可以前进424米，即便是GPS最好的刷新状态，每个上报位置时间点其实都有10-20米的偏差。这个偏差已经大于了GPS所能提供的10米的军用精度。到这里大家也就知道1528千米/时的极限是怎么来的吧？当然了如果是10HZ或者5HZ的刷新率偏差也就更大了，最差的情况下还有6秒一刷新呢，这时候误差可就在2.5公里这么大的尺度上了。

短程弹道导弹末端的最慢飞行速度是在4-5马赫，如果到了洲际弹道导弹，最快可以飞出26马赫的高速度。显然GPS的刷新间隔是很难对这么高速的飞行物体提供准确的定位信息。这种不精确的定位，对导航来说可以说是毫无用处。

所以，所谓的“美国关闭GPS导致我们的导弹偏离目标”这种说法根本在应用理论上是难以立足的。

但话说回来，GPS在导弹发射的过程中就一点用也没有吗？也不尽然。

在导弹发射前的定位还是有意义的。

弹道导弹要准确的打倒目标，就需要知道自己发射阵地的准确空间位置。这时候利用GPS的定位功能是可以快速方便地得到弹道导弹发射阵地的准确空间坐标的。这也是为什么在有一些弹道导弹的导航系统里面会写着GPS的原因。这表明这种弹道导弹是支持GPS的发射阵地定位的。例如美国的MGM-134A。

就是第一款集成了GPS发射位置定位的弹道导弹。当然了，这东西随着冷战的结束早早地被取消掉了。

现在的情况是一般的陆基机动发射的导弹系统都有卫星定位的功能，用于快速的采集发射点的位置坐标。但这个功能并不是唯一的采集发射点位置的途径。

目前有大量的方式去取得经纬度坐标的。各种测量仪器其实都是类似于我们火箭军这种导弹部队的必修课。快速测量的方式有很多。

例如这是在某型导弹发射车上的高精度车载六分仪。和一般航海水手用的六分仪用途相同，只不过自动化程度更高。不仅仅在弹道导弹发射车上有这种部件，在一些自行火炮或者火箭炮上也安装了相似的设备。通过它们在完全没有GPS信号的情况下，定位依旧是小菜一碟。

最后一个大家关心的问题来了，我们生产的武器系统到底有没有使用美国的GPS的装备？

还真有！

最出名的是我们的卫士系列火箭炮。

这些出口版的火箭炮系统往往会加装GPS或者GLONASS接收模块，不久以后也会有北斗模块，主要是为了开拓国际市场。毕竟能够建立全球定位系统的国家不多，类似于白俄罗斯、土耳其、伊朗这样的国家并没有太多的实力去做自己的全球卫星定位系统，加上这些模块，好卖一点。