🛰️🌍 無人機用敵方的全球定位系統，到底會不會暴露自己？

hello 大家好 今兒咱聊個有意思的話題 咱分享一個都市傳說 就是說在飛無人機的時候 你們最好把GPS給關了 爲什麼呢 因爲他怕暴露目標 暴露自己 你想想GPS那玩意 你怎麼用衛星定位你 對吧 當你開啓GPS的時候 你知道你的位置 是不是這衛星也知道你的位置了 你還敢用美國的GPS還好 你還敢用什麼北斗 還有俄羅斯的Glonass 你敢用俄羅斯的GPS定位你 你這個太危險了 是吧 這就是都市傳說 所以這期視頻裏邊我發現 你要是拿這當笑話挺開心 還真有人就拿這當真了 所以我們就必須得講一講 這個小玩意 GPS的工作原理 我現在手裏拿的 這就屬於比較貴的GPS 這麼說 GPS叫全球Global Positioning System 對吧 全球定位系統 OK 其實能夠做全球定位系統的 目前的完整的系統 一共有多少個 一共有4套大的系統 GPS是最早的是美國的 一共有24顆近地軌道衛星 那麼同樣還有哪個國家有 您別看這4套系統裏蘇維埃這倆 一個是正根的蘇維埃 他媽的俄羅斯 Glonass 咱在國內用的不多 但是說實話 在這兒 這Glonass還是挺準的 然後歐洲有伽利略 然後最新的就是偉大的契丹 不 不開玩笑 就是偉大的黃俄羅斯 他們生產的這個叫北斗 一共就這4套 4套完整的近地軌道衛星定位系統 別的國家真沒有 烏克蘭自己不產 好多歐洲國家自己 但人家歐盟有伽利略 但這個其實不重要 最重要的是這4套衛星 關於你們要做的定位 其實它的工作原理是非常接近的 那麼GPS 首先我手裏拿着一下能兼容4套 怎麼那麼牛逼呢 因爲這4套幾乎都在同一個頻段的 無線電視工作 他們大致分爲三個頻段 最高頻的常用的就是1.5GHz 然後有1.2GHz和1.1GHz 具體的數字我就不說細了 大概就這三個頻段 所以所有的這幾套GPS 幾乎都在差不多的頻段上 那麼你手裏拿的 這個東西叫GPS的接收器 就它只是接收 也就是說它只是聽 當你在使用接收器 你在用收音機聽廣播的時候 那個廣播電臺是不知道 你有沒有聽它的廣播的 這個是很明確的 剛接個電話 接着說就是這三套系統 這4套系統裏邊 唯一的一個例外 就是中國的北斗導航系統 北斗定位系統 它是允許雙公的操作 但是就這個的北斗 也是一個北斗衛星的接收器 你知道吧 你要指望這玩意的功率 能把這信號發到衛星上去 那就兩碼事 北斗是可以進行主動定位 但是你一定是需要完全不同的設備 最起碼功率它在那 因爲像個大鍋似的一個發射器 你纔有可能把信號 給打到上面去 但你接收它是不需要的 Ok 那麼這些個衛星 它們到底都發了什麼數據 怎麼來幫你定位的呢 爲什麼這種定位的衛星 GPS說24顆 發三顆不行嗎 不行 它實際上用的是一個三角定位法 那麼先說答案 就是理論上 你要想通過衛星定位系統 定位的我自己在哪 我們需要搜索到天上的4顆衛星 其中這每個衛星 都是在近地的預定翼的軌道內 並且它們發送的數據 非常簡單 就發時間 也就是你可以把GPS衛星 理解到在天上飛的24顆表 但是這個表是高精度同步 它用的是一個原子中的方法來同步的 就是通過原子的振盪週期 也就是說 不管是過了幾十年 嚴格講 它們的時差就在微秒級的 或者幾乎是絲毫不差的時間 那這個有什麼用呢 也就是你在所謂接收衛星信號的時候 不管你在搜索的是10顆還是幾顆 反正4顆以上 就足夠用於定位了 那是這樣 你是收到了10多顆衛星 或者4顆衛星 分別告訴你 我現在這幾點了 對吧 但是由於地球的面積表面是球面的 然後它在近地軌道上 它們離你 任何這幾顆衛星 離你的點的距離都是不等的 那麼它的信號 是通過1.5GHz的無線電傳給你 無線電在空氣中的傳播速度 約等於光速 那麼你和它的距離 可就差的比較大了 對吧 所以你是幾乎是前後腳 先後的在不同時間 收到的這些衛星給你的反饋 反饋的就是告訴你 它那現在幾點了 但是你接收的時間不一樣 所以你就會得到一個 等比的一個時差 通過這個等比的時差 然後這就是回到一個幾何學的 一個運算了 這個時差等於你離它的一個邊長 也就是一個距離 那麼衛星發的波 它是球面的 對吧 它是波形的 那所以這個幾個球 三個球相交的一個問題 就得到了你當前的三個座標 就是精度 緯度 還有altitude的海拔 但爲什麼三顆球 實際上在運算中的三個球的相交 它可以給你得到兩個有可能的點 它會交於兩個點上 所以我們需要第四顆衛星 來去排除 剔除掉一個肯定錯誤的點 所以四顆衛星 才能夠給你提供一個精準的 帶糾錯的一個可靠的精美度 不管是剛纔我說的哪幾套系統 包括俄羅斯的系統 一樣用照樣用 因爲就你這麼理解 當你在看錶的時候 表它看不看你無所謂 表也不知道你在看錶 你只要看完了表 我看完了 我不告訴你 你不知道我這塊手錶幾點了 明白吧 它大概是這麼一個邏輯 何況咱倆有時差 對吧 我這幾點不等於你那幾點 這就是GPS的定位邏輯 所以真正GPS 你放心大膽的開 就是你這是一接收器 如果你只是爲了接收 在什麼情況下 比如說我們的機器人系統 它爲了保持自己的飛行姿態 或者是爲了自己來完成 自己預定意義的任務 它得知道它當前的 經緯度以及海拔 以及它離目標的經緯度的差值 它來計算 計算完了以後 算出自己應該得到的飛行軌跡是什麼 然後再飛過去 在整個過程中 它不需要和任何人溝通 對吧 它只是它收到了 然後它告訴主控板是這樣 這個信息是在內部循環的 所以就完全沒有任何危險可言 那麼什麼情況 有可能人們擔心泄露 比如說我帶着遠程數傳 數據傳輸 假設還沒加密 那麼我等於通過無線電 告訴了我地面操作員 我在哪個經緯度 我還沒加密 這個確實是能夠被聽到 但是我就沒明白 你這一數據 你不加密是幾個意思 對吧 加密是另外一個話題 做這種加密計算也沒多難 也不太要求太大的算力 就那點數據量 所以這是另外一個問題了 那麼關於你用衛星定位 是不是能夠被 當你去用 比如說哪怕是敵人的衛星 來定位自己 會不會被敵人怎麼樣去幹預 這個問題我覺得就解釋清楚了 那麼說到這 我還想再跟大家聊 另外一個都市傳說 有人吹牛逼說 我們國家的衛星不給你用 我對你不友好 我就對你關閉這個衛星 這吹牛逼 就是通訊衛星是可以這麼玩的 你這個是一個定位的衛星 你是沒法做到說你說關閉 或者你說說有目的的 就這個地區我不給他用 它就不存在 因爲那些衛星 你看按我說的 都是不停的在向地面喊 我是三號衛星DPS的 我現在幾點了 你怎麼關閉 你關閉就是你 你關閉大家都沒得用了 就是你也甭用了 我們也甭用了 但是又有人說不是 我就見着誰衛星干擾了 這是怎麼回事 我現在給你講這個 剛纔不是說了嗎 所有的這些衛星 它都有一個 默認的固定的通訊頻段 比如說1.5G赫茲這頻段 對吧 我能夠幹什麼 就算是在戰場上 我可以在這個區域內 就這個頻段 從地面釋放干擾信號 釋放干擾信號 就等於你那說 我現在幾點了 那邊 最後什麼都聽不清了 什麼都聽不清了 就導致信號不可用受損了 所以它就所謂的被幹擾了 但是又有一些個 更具體的問題 就是 如果我飛行器在高空 足夠高的高空 比如說幾千米的位置 你地面的信號發上來 就已經減弱很多了 然後我要真正接收的信號 原是從天上 如果我用的是相對的定向天線 不是絕對的全向天線 我就儘量減少 來自於這個方向 傳輸來的GPS信號的波 當然你看這就是一全向天線 但是如果我給它接一個 更好的天線 它是可以過濾掉 來自地面的這個頻段的波 所以地面的GPS信號的干擾 對於它的影響極爲有限 但是這時候幾千米的高空 你要是幾百米 那小無人機飛的 那個還是能夠有絕對的影響的 那麼怎麼來影響 讓這數據錯亂呢 GPS發的都是明文信號 注意是明文 我剛纔說的是用特別暴力的 就是叫traffic jammer似的 就讓你無信號 就完了對吧 我也可以釋放一個假信號 我永遠在這個頻段 就在就看這嗓門是多大 就是你幾瓦的這個功放 一直說三號衛星的時間是幾點了 三號衛星是這個時間了 這樣你收不着 真正的三號衛星 假如三號的準確時間 那麼通過計算 你就一定會有偏差 明白了吧 那麼這個東西說這有什麼用呢 你說有的遠程打擊的武器 它沒有那上面沒裝什麼 Starlink 沒有什麼叫什麼 數據的傳輸系統 它就靠起飛之前 在GPS上定好了 這個叫waypoint 就是路由點 然後就這樣飛 這怎麼飛呢 這點是它起飛之前 預定義好的 用什麼來定義呢 就是用全球的 就是經緯度系統 你甭管用的是哪套 哪套衛星系統 只要你在它的飛行的途中 你都有功率的夠大 夠着它的飛行高度 給它去幹擾 會導致什麼 會導致這顆 甭管是飛機還是導彈 偏離它預定義的航向 對吧 因爲比如說它要跳 目標是打這 你這麼哇啦哇啦一說 它聽不見了 它可能會採取一個備用的手段 就是比如飛時線了 或者你要是說給它說了一錯誤信號 它就會繼續工作 但用一個錯誤的指引 就會命中一個 它本來不希望命中的目標 這就是幾個關於GPS干擾 會對某些特種應用帶來的影響 我說這個是爲了科普 你們不要去亂干擾 那幾個頻段的信號去 不過這個也我覺得 也就給你們說明白了 就是GPS你再牛逼 說我可以干擾美國的GPS信號 對 那是在你們家門口 在美國的GPS信號 你干擾不着 這種GPS的干擾技術 基本上都是爲了防禦 我能夠信號覆蓋到的區域 讓這個區域的GPS的信號錯亂 來保護我真正想保護的目標 或者是讓那些個 完全靠GPS來定位的 遠程的這種飛行器 就失去了其他的定位導航系統 但是還有一個更氣人的事 就是 Starlink你知道吧 俄羅斯那沒有 我們這可以 您甭管哪國的飛行器 只要是飛到烏克蘭境內 有Starlink信號覆蓋了 得嘞 那這時候GPS可以關了 完全是 靠他的圖傳 Starlink做圖傳 就可以就進行可視的導航 就關了 也對他沒影響了 好 那麼這個視頻 您就大概明白了 GPS以及各個全球定位系統 或者是叫空間定位系統 他們的一個常用的工作原理 當然定位系統 其實最常用的是這個 但是還是有別的可能性的 因爲你知道 最基礎原理 都是通過無線電三角定位 這種方法 對吧 比如說進場的 那像室內的藍牙 iBeacon也能夠做些定位 它反正原理上是差不多的 得嘞 今兒咱就先聊這麼多 下期你們要有興趣 我準備跟你聊聊 關於無線電 就是怎麼能夠通過 怎麼能夠製造出一種 不怕干擾器的無線電 好吧 走 下回再見