神秘的GPS故障正在重创航运业

电话的另一端是瓦西里科(Vasiliko)石油码头的领航员办公室，那里的工作人员负责监督塞浦路斯南部干旱、棕榈树环绕的瓦西里科港口的航运。值班飞行员斯泰利奥斯·克里斯托福卢(Stelios Christoforou)立即意识到情况的严重性。在白天，有经验的船长可以使用纸质地图、标记和海岸线作为指南进行操作。但是到了晚上，GPS在不熟悉的水域就成了一个重要的工具——尤其是在塞浦路斯附近，北约和俄罗斯军舰在那里漫游。任何事故都可能使油轮的货物溢出数英里的海岸线。

克里斯托福卢通过无线电向船长发出了详细的指示。他解释说，至关重要的是，这艘船要避开一个看不见的养鱼场，那样会阻碍它向西航行。然后，他乘拖船出去接船;在那里，他负责控制并引导油轮进入港口。克里斯托福卢在港口工作了6年，对海岸的里里外外了如指掌。尽管如此，这些情况还是让他感到不安。在过去的几年里，GPS偶尔会在Vasiliko附近消失几秒钟，但最近它一次消失几个小时或一整天。“这不正常，”飞行员说。

为了避免花一大笔钱，你愿意冒多大的风险?

里克·汉密尔顿，美国海岸警卫队导航中心

在塞浦路斯，不正常已经成为常态:过去两年的大部分时间里，全球定位系统的信号都不可靠。停电使这个地中海小国成为一个日益严重的全球问题的研究案例:故意干扰地球上使用最广泛的导航设备。

造成这种混乱的原因很难追查。但航海专家认为，他们正在上升，通常与犯罪或武装冲突有关。不断扩大的干扰暴露了GPS和依赖GPS的远洋货主的脆弱性。根据联合国监管机构国际海事组织(International Maritime Organization)的数据，全球80%以上的贸易都是由该行业处理的。欧宝球网站

近年来，GPS已经变得如此可靠和无处不在，以至于你甚至可以忘记它的存在——更不用说它可能会故障。但事实证明，这非常容易使系统陷入混乱。与此同时，航运业似乎在应对故障方面准备不足，而且在这种情况下不愿投资于自卫埃克森·瓦尔迪兹号就像迄今为止幸运地避免了的灾难一样。美国海岸警卫队导航中心(U.S. Coast Guard Navigation Center) GPS信息分析团队负责人里克·汉密尔顿(Rick Hamilton)说，托运人和政府都面临着一个事关存亡的问题:“为了避免花一大笔钱，你愿意冒多大的风险?”

像另一个革命性的技术，互联网，全球定位系统始于五角大楼的一个项目;它仍然由美国空军维护。但在20世纪90年代中期，它向平民开放，2000年政府不再降低民用信号，使GPS更强大、更可靠，并加速了全球范围内的采用。欧宝球网站

该系统在俄罗斯、中国和欧盟都有竞争对手——统称为全球卫星导航系统(GNSS)。但GPS最大的优势在于其覆盖范围广泛:全球至少有24颗活跃卫星组成的网络意味着你总能看到至少4颗卫星，而接收器——无论是在油轮上还是智能手机上——都能对你的确切位置进行三角定位。

如今，GPS在日常生活中根深蒂固，在商业中尤其如此。它被用来引导船只、飞机和火车;通过起重机在港口寻找和堆放集装箱;然后用卡车把这些货物运到仓库和商店。农业、矿业、石油钻探:每一项对GPS的依赖程度都在不断增加。

但随着GPS的普及，失去它的风险也在增加。在2019年6月为商务部准备的一份文件中，非营利研究机构RTI International估计，美国GPS中断30天的成本为每天10亿美0b足球元。海运业将是受打击最严重的行业之一，因为电力中断会给港口和水路造成瓶颈。美国的损失只占全球影响的一小部分。

只有邦德反派级别的黑客才能让全球定位系统完全瘫痪。但在当地，所有的卫星导航系统都很脆弱。它们的信号在从轨道到地球的过程中会变得越来越弱，经常会因大气干扰或设备故障而意外中断。它们也可以被故意中断，通过发射机发射相互冲突的信号，这种技术被称为“干扰”。通常情况下，相互矛盾的信号越强，破坏的范围就越广。

欧宝球网站更复杂、更恶意的是“欺骗”，它会制造假信号，让接收者相信它在某个地方，而不是在某个地方。如果操作得当，欺骗可以不被发现——例如，它可以使一艘油轮在开阔水域偏离航道。

大功率干扰和欺骗通常是军队和情报机构的工作。军舰采用先进的抗干扰技术;随着全球导航卫星系统(gnss)制导导弹和无人机在战斗中发挥越来越大的作用，破坏卫星的猫捉老鼠已经成为必然。事实上，随着2019年美国和伊朗之间的紧张局势加剧，在伊朗和波斯湾国家之间的石油运输要道霍尔木兹海峡及其附近发生了似乎是干扰和欺骗的事件。

但商业船只很少携带这种技术。这令人担忧，因为小规模的GPS干扰已经成为几乎任何人都可以做的事情。现成的干扰器虽然在美国和其他许多国家是非法的，但在网上很容易找到，最低只需20美元，而且随着范围的扩大，价格也会上涨。毒品走私网络使用干扰器来掩盖他们的活动;非法捕鱼活动利用它们来掩盖他们的捕捞地点。偷窃集装箱的小偷会部署干扰器来阻止隐藏在集装箱内的追踪器。

也许更令人不安的欧宝球网站是，欺骗也不再特别困难。2013年，德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)无线电导航实验室主任托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)欺骗了一艘长213英尺、价值8000万美元的游艇。去年6月，以色列一家名为Regulus的网络安全公司宣布，它欺骗了特斯拉Model 3。(特斯拉将该报道视为一种营销策略，并表示没有任何与该报道有关的安全问题。)

换句话说，随着GPS的普及，干扰也变得难以追踪，甚至难以量化。2018年，海岸警卫队开始发布有关GPS中断报告的摘录，包括那些涉及“未知干扰”的报告，这一类别包括可疑的干扰或欺骗。这些已发表的报告在全球范围内只有几百份，但里克·汉密尔顿补充说，这只是“正在发生的事情中非常、非常、非常小的一部分”。欧盟资助的一个名为Strike3的项目强调了这个问题可能有多严重。从2017年12月到2018年10月，它记录了15200起干扰“事件”，其中“数百起”的强度足以完全破坏卫星导航系统。

从2016年2月开始，刻赤市和黑海沿岸其他港口附近的船只开始出现奇怪的导航故障。在接下来的几个月里，数千艘船只的GPS定位似乎突然加速，向内陆移动了几十英里——通常是机场。这些“恶搞”都发生在一个地缘政治热点附近:刻赤位于克里米亚，俄罗斯于2014年从乌克兰吞并了克里米亚。

事实证明，这些事件是一波涉及商业船只和飞机的GPS干扰事件的前沿。(见随附的时间轴。)许多事件发生在有争议的边境或武装冲突地区附近。有一个特别的地区成为了焦虑的中心:地中海东部。

该地区最大的航运通道是苏伊士运河，每月在红海和地中海之间运送约1500艘船只，其中许多是开往亚洲或欧盟的油轮。“东地中海”也被战事活跃的地区所包围，包括埃及西奈半岛(Sinai Peninsula)酝酿中的叛乱，以及叙利亚毁灭性的多边冲突。塞浦路斯是这个动荡地区的中心，其具有重要战略意义的港口不仅是使用苏伊士运河的船只的加油点，也是在叙利亚水域巡逻的军舰的加油点。

在Stelios Christoforou工作的塞浦路斯南海岸，GPS从2018年1月开始表现奇怪。在离岸或港口的船只上，当船长无法看到他们的GPS位置时，就会发出巨大的警报。只要GPS不在，警报就会响起:几小时，甚至一整天。其他时候，船只的GPS位置是可见的——但在不可能的地方。“有时你会在山上看到拖船，”Christoforou说。

这种干扰并不仅限于塞浦路斯。从2018年开始，北约和美国海岸警卫队记录了东地中海大部分地区的停电情况，北至土耳其，东至黎巴嫩和以色列，南至苏伊士运河地中海入口，范围至少65,000平方英里。“这是一个非常拥挤的地区，GPS和导航系统的中断可能会带来毁灭性的后果，”希腊海军前中尉指挥官、航运咨询公司哈德逊分析(HudsonAnalytix)的海上安全研究员克罗尼斯·卡帕利迪斯(Chronis Kapalidis)说。0b足球截至2019年底，海岸警卫队收到了38次地中海各地GPS中断的报告，涉及数百起事件，包括向西更远的利比亚和马耳他海岸的一些事件。

与大多数GPS干扰不同的是，当局认为他们已经追踪到了一些东地中海干扰的源头。欧洲航空机构欧洲航空管制组织(Eurocontrol)和塞浦路斯电子通信部(Department of Electronic Communications)进行的调查将这些故障与来自叙利亚的干扰信号联系起来，并得出结论，这是叙利亚冲突的副产品。(这两家机构都没有广泛宣传这一发现，但都证实了这一点欧宝竞技ob．)

2019年3月，德克萨斯州GPS专家汉弗莱斯和华盛顿特区研究中心高级国防研究中心的一份报告进一步推卸了责任。0b足球作者追踪到叙利亚海岸的Khmeimim空军基地，这是俄罗斯在该国军事行动的“神经中心”，距离Vasiliko约137海里。这些干扰异常强烈和复杂，作者猜测它们是为了保护Khmeimim免受导弹和无人机的攻击。同一份报告还指出，俄罗斯在2016年的黑海欺骗中发挥了作用。报告指出，其中许多事件都与俄罗斯高级官员的访问相吻合，包括总统弗拉基米尔·普京(Vladimir putin)，这表明了另一种保护措施。

俄罗斯一直否认参与了GPS干扰;俄罗斯当局没有回应记者的置评请求欧宝竞技ob．但专家警告说，俄罗斯似乎是某些干预的罪魁祸首，但这并不能解释这种现象越来越频繁的原因。在其他热点地区，关于罪责的问题依然存在。在苏伊士，电力中断被各种(和推测性的)归咎于埃及当局打击叛乱分子和非法捕鱼。

去年12月，与商业托运人合作的北约航运中心(NATO Shipping Centre)表示，这种干扰在东地中海继续存在，“有潜在的危险后果”。在Vasiliko，停电最近已经逐渐减少。尽管如此，克里斯托福卢和他的飞行员同伴仍然保持警惕，以防出现问题。“当船只在夜间靠近时，我有点担心，”他承认。

在政府层面，对干预的担忧日益加剧，但行动还不是迫在眉睫。去年6月，14个海事组织写信给海岸警卫队，要求其与国际海事组织合作解决GPS中断问题。去年12月，海岸警卫队告诉记者欧宝竞技ob它仍在与国务院就如何继续进行谈判。

看看窗外，看看图表，再看看GPS。按这个顺序。

克里斯托弗·诺兰:航海教练(引用他的妻子，海岸警卫队官员凯利·诺兰的话)

由于国家行为体行动迟缓，责任落到了船东和船舶管理公司身上。然而，托运人一直不愿公开谈论GPS问题，也不愿公开谈论他们正在采取什么措施来加强防御。在本报联系的26家船舶管理公司中，只有塞浦路斯的拉瓦尔航运公司(Lavar Shipping)和挪威的威廉森(Wilhelmsen)两家公司公开承认，他们的船舶受到了GPS干扰。

多位航运专家描述了一个正在转型的行业。一般来说，船长和船员都有应对GPS中断的技能。但在过去25年里，更广泛的变化增加了托运人对卫星导航的依赖。船舶变得更大、更快、更自动化，而船员却减少了。欧宝球网站海上基础设施激增——想想海底电缆、水产养殖和风力发电场——使得海洋空间更加拥挤。欧宝球网站与此同时，英国海洋咨询公司NLA International的主管乔纳森·特纳(Jonathan Turner)说，年轻一代的水手“正从依赖自己的技能转向依赖某些机器”，这让年长的船员担心，没有GPS的水手会“技能衰退”。

没有一个接受采访的人认为GPS的优势超过了干扰:在开阔水域绘制航线，提高港口效率，在紧急情况下救援船员。欧宝球网站但是，尽管存在一系列加强选项，包括更强大的抗干扰接收机，陆基备份系统，或更多的培训，这些选项需要大量的资金。欧宝球网站例如，一根军用级的抗干扰天线的价格大约是普通天线的10倍。

在一个2019年利润率不到1%的行业中，这样的投资似乎令人生畏。航运业正在努力应对贸易放缓、产能过剩以及成本高昂的新燃料法规。消息人士透露，结果是欧宝竞技ob最大的问题是，船东们不愿为GPS防御系统花太多钱，直到停电从一件麻烦事变成一场危机——也就是说，直到发生重大事故。

欧宝球网站超过5000人在距塞浦路斯几英里的北卡罗来纳州博福特，克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)的职业是向商船水手展示如何在没有GPS的情况下导航。这位前海岸警卫队官员教授“天体导航”课程，这涉及到仅用天体相对于地平线的位置来确定一个人的位置——本质上是麦哲伦的方法。欧宝球网站

诺兰的学生包括大学生和业余爱好者，也有职业生涯中期的官员。对他们来说，为期两周的课程是获得在美国沿海水域以外指挥大型船只的执照的必要条件。有些人研究过传统导航，但他们往往生疏了。诺兰说:“这是一种易逝的技能。“一旦你通过了考试，你就再也不用考试了。”许多年轻的水手从未在没有gps的世界里航行过。

诺兰并不是唯一一个将老派教学方法重新引入课程的人。2015年，美国海军学院恢复了对所有入职军官的天体导航教学。瑞典皇家科学院将这一决定部分归因于可能阻碍电子导航的网络威胁的增加。2017届毕业生是至少15年来第一批接受该学科核心培训的毕业生。

靠星星导航远没有GPS精确，也更费时。欧宝球网站但在GPS时代，这些基本的航海技能可能很快就会比以往任何时候都更频繁地受到考验。欧宝球网站诺兰说，他的妻子凯利(Kellee)是海岸警卫队的一名指挥官，她教她的下属一条永恒的经验法则。“看看窗外，看看图表，再看看GPS，”他说。“按这个顺序。”

死亡区域每年都在增加欧宝球网站

GPS故障在过去四年中逐渐变得越来越普遍;欧宝球网站许多爆炸发生在全球冲突地区附近。

2016年2月:黑海港口

数百艘船只报告称，他们的GPS位置突然向内陆移动了几十英里。美国研究人员后来发表的一份报告将许多事0b足球件与俄罗斯总统普京和其他俄罗斯高级官员访问俄罗斯吞并的克里米亚联系起来。

2016年3月至4月:韩国

在北韩边境附近发生的为期六天的停电影响了1000多架飞机和700多艘船只。欧宝球网站

2017年末至今:苏伊士运河

持续的GPS中断困扰着埃及的航运动脉。可能的原因包括附近西奈半岛的叛乱和非法捕鱼活动。

2017年秋季和2018年秋季:俄罗斯-斯堪的纳维亚边境

芬兰和挪威当局抱怨，北约在该地区举行军事演习时，芬兰和挪威与俄罗斯边境附近的GPS信号受到干扰和欺骗。俄罗斯官员否认对此负责。

2018年1月至2019年9月:塞浦路斯和“东地中海”

地中海东部出现零星停电，集中在塞浦路斯附近，黎巴嫩和以色列附近。塞浦路斯和美国调查人员认为，这一中断与叙利亚的军事活动有关。

2019年6月至7月:以色列

据报道，在特拉维夫本古里安机场起飞和降落的飞行员数周都受到了干扰。一名以色列官员公开指责俄罗斯;一名俄罗斯官员称这一指控是“假新闻”。

本文的一个版本刊登在2020年2月的《欧宝竞技ob《财富》杂志的标题是《当GPS迷路时》

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