在现代航空领域,全球定位系统(GPS)已成为飞行导航和地面监控不可或缺的重要工具。然而,随着技术的普及,GPS信号的干扰和欺骗问题日益突出,给飞行安全和航班跟踪带来了严重挑战。针对这一局面,知名飞行追踪平台Flightradar24采用了多边定位技术(MLAT)来对抗GPS干扰,确保航班路径展示的精准与可靠性。GPS干扰包括两种主要形式:信号屏蔽(jamming)和信号欺骗(spoofing)。屏蔽是通过发射强烈无线电信号压制卫星信号,使接收设备无法获取准确位置;欺骗则是向接收设备发送伪造的位置信号,导致设备误判自身位置。这些干扰不仅破坏了导航设备的正常工作,也使依赖GPS的飞行追踪系统产生错误的航迹记录。
Flightradar24的主要飞行数据来源是自动相关监视广播系统(ADS-B)。飞机通过搭载的ADS-B应答器发送包含位置、速度、高度等信息的数据给地面接收器。ADS-B主要依赖全球导航卫星系统(GNSS)提供的位置数据,因此在遭遇GPS干扰时,数据的准确性会大打折扣。针对没有配备ADS-B或者ADS-B数据被干扰的航班,Flightradar24广泛采用了多边定位技术,利用多个地面接收器接收到的无线电信号到达时间差来计算飞机的实际位置。MLAT不依赖卫星信号,而是基于信号传播时间的物理原理,利用至少三台(目前技术进步允许三台接收器而非传统的四台)接收器同步接收飞机发射的信号,通过计算信号到达的时间差来定位飞机。该方法不仅有效避开了GPS信号干扰的影响,还能实时纠正因信号欺骗产生的虚假航迹。
通过MLAT技术,Flightradar24能够在全球范围内特别是高干扰区域准确展示飞机的实际飞行路径。例如,一架由华沙飞往巴黎的维兹航空A321neo曾受到GPS欺骗,飞行开始时错误显示在加里宁格勒地区。但通过MLAT计算出的航迹显示飞机的真实位置,清晰还原了飞行路径。尽管MLAT的定位精度略逊于直接通过GPS获得的位置,但在干扰频发的环境中,MLAT为飞行追踪提供了重要的校正手段。2025年五月,约有7%的航班因GPS信号受到干扰采用MLAT进行跟踪,显著提升了数据的可信度和完整性。MLAT技术的一个关键优势是其受区域接收器布局制约较大,但随着Flightradar24改进算法,允许三台接收器即可完成定位,扩大了MLAT的有效覆盖范围,有效覆盖了更多存在GPS攻击的地区。
不过,MLAT仍有局限性。例如,在某些地理位置接收器数量不足时,无法进行有效定位,导致部分飞行状态仍呈现异常,如2025年伊朗-以色列冲突期间,因GPS欺骗导致多架飞机被误判进入伊朗领空,轨迹呈现重复循环等现象。GPS干扰不仅影响地面跟踪系统,对于机组人员的导航系统也带来影响。现代商用航空器配备多种导航手段,包括惯性导航系统(INS)、多模导航设备及地面导航设施,具备高度冗余设计,确保在GPS失效时依然安全飞行。然而,部分依赖GNSS信号的电子设备可能短暂失效,增加飞行工作负担。业内专家和航空制造商正在研发具有抗干扰能力的高级GNSS接收器,以期在未来实现更稳定的导航性能。
由于相关设备的认证和部署需要时间,MLAT技术作为现阶段补充手段发挥着重要作用。Flightradar24建立了覆盖全球的接收器网络,包括成千上万个ADS-B和MLAT接收点,确保数据来源多样性和实时性。其技术团队持续优化MLAT算法,提升定位精度,并建立了GPS干扰监测地图,向公众展示受干扰的区域,增强了信息透明度和安全感。除MLAT外,惯性导航系统因其不依赖外部信号的优势,在干扰环境中仍被广泛应用。传统的机械陀螺仪INS及现代激光环路陀螺仪eINS为飞行控制和导航提供稳定参考。多位飞行员和航空工程师强调,在GPS遭遇干扰的情况下,正常运行的INS系统及地面无线导航设施成为保障飞行安全的关键。
公众层面,越来越多飞行爱好者和普通乘客也开始关注飞行中的GPS异常现象。一些用户通过手机或手持GPS设备察觉到异常定位,这也促进了对航空干扰问题的广泛讨论。Flightradar24的公开透明做法和技术普及,有效提升了飞行追踪系统的社会认知度和信任度。未来,随着干扰设备技术的不断升级,航空技术必须同步发展,结合MLAT、先进导航系统以及抗干扰GNSS接收器,实现多层次、多维度的安全保障。相关监管机构和航空企业也应加强协调,建立应急响应机制,共同推进飞行导航的技术创新和安全标准。综上所述,Flightradar24运用多边定位技术有效应对全球日益严峻的GPS干扰挑战,确保飞行数据的精准和可靠。
MLAT不仅为飞行追踪提供了一种强有力的补充手段,也为全球航空安全管理提供了坚实的技术基础。随着技术的不断优化和接收网络的扩展,MLAT将在未来飞行监控领域发挥更为重要的作用,保障天空的安全与通畅。