簡(jiǎn)介

Jammertest 2025是一項(xiàng)國(guó)際性的現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)，致力于評(píng)估GNSS系統(tǒng)在干擾、阻塞和欺騙下的韌性。該活動(dòng)在挪威偏遠(yuǎn)的安道亞島舉行，匯集了監(jiān)管機(jī)構(gòu)、研究人員和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，在遠(yuǎn)超受控實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的射頻條件下測(cè)試定位技術(shù)。全球領(lǐng)先的定位與短距離通信技術(shù)供應(yīng)商u-blox(SIX:UBXN)參與其中，以展示其在安全可靠定位方面的領(lǐng)導(dǎo)地位，隨著GNSS日益嵌入汽車和工業(yè)應(yīng)用，這是一項(xiàng)關(guān)鍵能力。我們?cè)贘ammertest 2025的目標(biāo)不僅是在苛刻環(huán)境中驗(yàn)證我們解決方案的性能，還要挑戰(zhàn)我們自身的能力，并收集見解以推動(dòng)未來產(chǎn)品的漸進(jìn)式改進(jìn)。

來自 Jammertest 2025 的洞見

Jammertest 2025的測(cè)試項(xiàng)目使GNSS接收機(jī)面臨各種各樣的干擾和欺騙挑戰(zhàn)。高功率活動(dòng)包括跨L1、L2、L5和 L6等多個(gè)頻段的連續(xù)波、掃頻和PRN干擾，功率水平高達(dá)50瓦。這些場(chǎng)景復(fù)制了一個(gè)或多個(gè)頻段受到嚴(yán)重破壞的極端惡劣條件。與此同時(shí)，通過手持干擾器引入了更局部的干擾，而移動(dòng)欺騙則在動(dòng)態(tài)駕駛測(cè)試期間創(chuàng)建了錯(cuò)誤的軌跡和位置偏移。時(shí)間操縱攻擊通過強(qiáng)制從幾分鐘到幾年不等的突然時(shí)鐘跳變?cè)黾恿诉M(jìn)一步的壓力，突顯了依賴精確同步的應(yīng)用所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

測(cè)試區(qū)域1（左圖）同時(shí)承載了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)駕駛路線。社區(qū)房屋、RX1和 RX2站點(diǎn)（右圖）作為干擾、欺騙和信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的關(guān)鍵傳輸點(diǎn)，營(yíng)造出真實(shí)的多源干擾環(huán)境。

u-blox技術(shù)展示了如何在實(shí)踐中緩解此類威脅。欺騙檢測(cè)依賴于一種混合策略，該策略監(jiān)控跨星座的一致性，標(biāo)記突然跳變，并集成認(rèn)證服務(wù)（如伽利略O(shè)SNMA）以確認(rèn)信號(hào)完整性。對(duì)于干擾，先進(jìn)的射頻濾波和抑制算法與智能多頻段管理協(xié)同工作，使得當(dāng)一個(gè)頻率被拒止時(shí)，能利用其他頻率繼續(xù)定位。這種方法確保了在最嚴(yán)酷的射頻環(huán)境下的連續(xù)性和可信賴的導(dǎo)航性能。

Jammertest 2025主要成果

Jammertest 2025的每項(xiàng)測(cè)試都旨在評(píng)估u-blox ZED-X20P接收機(jī)在特定干擾和欺騙挑戰(zhàn)下的表現(xiàn)。所有測(cè)試均使用u-blox ANN-MB2多頻段天線進(jìn)行，確?，F(xiàn)場(chǎng)條件下信號(hào)質(zhì)量一致、性能具有代表性。以下摘要重點(diǎn)介紹了本次活動(dòng)的最關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。

1干擾挑戰(zhàn)測(cè)試

(測(cè)試 1.18.5, 1.18.7, 1.18.13, 1.18.15)

這些測(cè)試通過依次在不同頻段施加高功率干擾，模擬針對(duì)性服務(wù)拒絕場(chǎng)景（DoS）。連續(xù)波和漂移連續(xù)波掃頻 (47 dBm / ≈50 W) 覆蓋了大約1150 MHz到1620 MHz的頻段，在不同時(shí)段選擇性地壓制GPS L1 (≈1575 MHz)、L2 (≈1227 MHz)、L5 (≈1176 MHz) 和伽利略 E6 (≈1278 MHz)。設(shè)置包括 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)駕駛階段，使團(tuán)隊(duì)能夠在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下觀察接收機(jī)在真實(shí)天空條件下的表現(xiàn)。目標(biāo)是評(píng)估當(dāng)一個(gè)頻段被離線時(shí)，接收機(jī)是否能維持導(dǎo)航。

盡管存在強(qiáng)烈干擾，u-blox ZED-X20P仍保持了連續(xù)導(dǎo)航，無縫切換到未受影響的頻段。實(shí)際定位精度保持在厘米級(jí)，與 RTK 性能一致，雖然圖中顯示車輛運(yùn)動(dòng)期間出現(xiàn)短時(shí)波動(dòng)（最大約2米），但這些明顯偏差源于真值參考系統(tǒng)性能下降，而非接收機(jī)在強(qiáng)射頻負(fù)載與動(dòng)態(tài)條件下的不穩(wěn)定——參考系統(tǒng)的精度臨時(shí)降低，使得X20P看起來比實(shí)際精度要差。

在一些測(cè)試過程中，即便僅施加了干擾信號(hào)，接收機(jī)仍同時(shí)觸發(fā)了干擾與欺騙檢測(cè)標(biāo)志。這體現(xiàn)了u-blox在信號(hào)完整性方面的安全優(yōu)先策略：接收機(jī)在告警機(jī)制上采取保守設(shè)計(jì)，以確保用戶能感知到任何潛在信號(hào)異常。在實(shí)際場(chǎng)景中，干擾模式有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出類似欺騙的特征，系統(tǒng)正是通過這種機(jī)制提醒用戶保持警惕。關(guān)鍵的是，這些告警并不影響導(dǎo)航性能——即使在高風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志下，ZED-X20P仍持續(xù)輸出可靠且準(zhǔn)確的位置信息，這證明了強(qiáng)健的檢測(cè)機(jī)制與穩(wěn)定的定位性能可以并存。盡管如此，用戶在面對(duì)帶有風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志的有效定位結(jié)果時(shí)，仍需保持警覺。該系統(tǒng)提示既表明其具備強(qiáng)大的抗干擾能力，也說明當(dāng)前信號(hào)環(huán)境已出現(xiàn)異常，建議謹(jǐn)慎決策。

結(jié)果摘要：在所有部分頻段干擾場(chǎng)景下，系統(tǒng)均保持穩(wěn)定的RTK或DGNSS1定位；未出現(xiàn)導(dǎo)航完全中斷的情況。觀測(cè)到的輕微動(dòng)態(tài)相位偏差源于參考系統(tǒng)本身的局限，而非接收機(jī)性能下降所致。

1接收到校正數(shù)據(jù)，但RTK模糊度解算暫時(shí)不可用

2重放攻擊 "信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)混亂"

(測(cè)試 3.4.2 )

此場(chǎng)景"來自RX1的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)與來自社區(qū)房屋的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)相結(jié)合"，代表了整個(gè)活動(dòng)中最具欺騙性的干擾條件之一。有兩個(gè)發(fā)射器處于活動(dòng)狀態(tài)：一個(gè)恒定的10瓦信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和一個(gè)來自社區(qū)房屋的功率逐漸增大的傳輸，共同構(gòu)成一個(gè)逐漸占據(jù)主導(dǎo)的虛假信號(hào)環(huán)境。測(cè)試包括 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)駕駛階段，從而能夠在欺騙信號(hào)功率上升過程中，評(píng)估接收機(jī)在靜止與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的表現(xiàn)。

測(cè)試開始時(shí)，u-blox ZED-X20P正常跟蹤真實(shí)信號(hào)，保持 RTK 精度。隨著虛假信號(hào)功率增強(qiáng)，接收機(jī)識(shí)別到星座間的不一致性，隨即進(jìn)入了無定位2

狀態(tài)，而非報(bào)告一個(gè)欺騙性的位置。多個(gè)獨(dú)立的欺騙檢測(cè)層共同確認(rèn)該事件，使系統(tǒng)進(jìn)入 欺騙已確認(rèn)狀態(tài)。

在場(chǎng)景接近結(jié)束時(shí)，ZED-X20P的位置誤差圖中可見一個(gè)輕微的偏移；這與真值參考系統(tǒng)性能下降有關(guān)——外部真值系統(tǒng)在車輛承受嚴(yán)重射頻負(fù)載時(shí)精度下降，導(dǎo)致其在測(cè)試后期準(zhǔn)確性不可靠。而ZED-X20P的導(dǎo)航解算本身在整個(gè)過程中保持內(nèi)部穩(wěn)定與可信。

相比之下，測(cè)試中的其他接收機(jī)一旦干擾階段結(jié)束，就立即跟隨被轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)，正如在比較軌跡中看到的"飛離"真實(shí)路徑。在相同條件下，ZED-X20P的軌跡保持穩(wěn)定，并且 一旦信號(hào)可信度無法保證就優(yōu)雅地終止，這是基于完整性導(dǎo)向的刻意設(shè)計(jì)選擇。

結(jié)果摘要：ZED-X20P初始時(shí)使用真實(shí)信號(hào)，檢測(cè)到信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)功率上升后，進(jìn)入無定位狀態(tài)而非錯(cuò)誤位置模式，并通過多種檢測(cè)機(jī)制正確確認(rèn)欺騙；觀察到的測(cè)試結(jié)束時(shí)的偏移源于參考系統(tǒng)性能下降，而非接收機(jī)漂移。

2位置被保留，因?yàn)闊o法保證信號(hào)完整性

3相干欺騙 "幽靈路線"

(測(cè)試 2.3.5 & 2.3.8)

在這一對(duì)模擬駕駛測(cè)試中，一個(gè)靜態(tài)欺騙器使用真實(shí)（廣播）星歷廣播看起來真實(shí)的GNSS信號(hào)，發(fā)起一種相干的位置篡改攻擊。測(cè)試2.3.5回放了一個(gè)僅GPS （L1 C/A, L2C, L5）路線，而2.3.8使用伽利略（E1, E5, E6）回放相同路線。這些場(chǎng)景中 并無干擾：初始時(shí)間和位置是真實(shí)的（開始時(shí)定時(shí)誤差低于100 ns），并且欺騙信號(hào)被設(shè)計(jì)得高度可信，這是測(cè)試接收機(jī)是否會(huì)被誘導(dǎo)跟隨錯(cuò)誤軌跡的經(jīng)典測(cè)試。

現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果揭示了接收機(jī)在相干欺騙條件下行為差異。ZED-X20P的軌跡圖顯示其穩(wěn)定跟隨真實(shí)路線，直至欺騙信號(hào)增強(qiáng)；此時(shí)接收機(jī)正確識(shí)別欺騙、觸發(fā)欺騙警報(bào)，并轉(zhuǎn)換至無定位狀態(tài)，而非上報(bào)錯(cuò)誤位置。其檢測(cè)層在確認(rèn)欺騙、保護(hù)完整性的同時(shí)，并未犧牲系統(tǒng)可靠性。

相比之下，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手接收機(jī)的軌跡明顯偏離真實(shí)路徑。一旦欺騙信號(hào)占主導(dǎo)地位，其位置解算就偏離或繞離預(yù)定路線，表明信號(hào)可信度已喪失。信號(hào)強(qiáng)度和狀態(tài)圖證實(shí)了這些設(shè)備仍在基于損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航，而ZED-X20P即使在完全欺騙的環(huán)境中也能保持控制和態(tài)勢(shì)感知能力。

這為何重要：這些測(cè)試中的欺騙信號(hào)具有相干性，且使用真實(shí)的衛(wèi)星軌道和定時(shí)數(shù)據(jù)，僅通過簡(jiǎn)單功率或C/N? 檢查難以與真實(shí)衛(wèi)星區(qū)分。ZED-X20P的分層檢測(cè)方法（跨星座一致性檢查、定時(shí)/位置合理性過濾器、相關(guān)形狀監(jiān)控以及可用時(shí)的認(rèn)證機(jī)制）明確傾向于完整性高于連續(xù)性：當(dāng)對(duì)定位解算的信心下降時(shí)，接收機(jī)保留位置（無定位）而非輸出看似合理實(shí)則錯(cuò)誤的位置。這種保守響可應(yīng)防止下游系統(tǒng)基于損壞的導(dǎo)航數(shù)據(jù)行動(dòng)，并為操作員提供清晰、可操作的警報(bào)。

結(jié)果摘要：在相干位置欺騙（僅GPS和僅伽利略模擬駕駛）場(chǎng)景下，ZED-X20P檢測(cè)到欺騙并進(jìn)入無定位狀態(tài)，保護(hù)了完整性；競(jìng)爭(zhēng)接收機(jī)跟隨欺騙軌跡并報(bào)告錯(cuò)誤位置。

關(guān)鍵要點(diǎn)：在高度逼真模仿真實(shí)GNSS信號(hào)的欺騙攻擊中，保守的多層檢測(cè)策略能有效防止錯(cuò)誤定位，在必要時(shí)以連續(xù)性為代價(jià)，保障安全與對(duì)導(dǎo)航解算的信任。

結(jié)論：經(jīng)驗(yàn)證的韌性，可信賴的定位

Jammertest 2025再次證明，GNSS韌性的真正衡量標(biāo)準(zhǔn)在于現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的，而非受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。跨越多個(gè)苛刻場(chǎng)景，在從選擇性多頻段干擾到協(xié)調(diào)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)與相干欺騙的多種嚴(yán)苛場(chǎng)景中，u-blox ZED-X20P始終遵循同一設(shè)計(jì)理念：在安全時(shí)保持連續(xù)性，在不安全時(shí)保護(hù)完整性。

當(dāng)干擾發(fā)生時(shí)，接收機(jī)智能利用未受影響的頻段以維持定位穩(wěn)定；當(dāng)欺騙威脅出現(xiàn)時(shí)，它選擇謹(jǐn)慎進(jìn)入無定位狀態(tài)，而非上報(bào)欺騙性位置。每一個(gè)檢測(cè)標(biāo)志、每一次保守的決策與快速恢復(fù)，都彰顯出這套為應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界不確定性而精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。

今年展示的進(jìn)展建立在Jammertest 2024所獲得的深刻的理解的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)了對(duì)欺騙和干擾韌性的多項(xiàng)漸進(jìn)式改進(jìn)。本文所述結(jié)果基于ZED-X20P固件的開發(fā)版本實(shí)現(xiàn)的，該版本計(jì)劃于2026年初公開發(fā)布。本次活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)將推動(dòng)下一輪優(yōu)化，進(jìn)一步加強(qiáng)檢測(cè)邏輯、認(rèn)證處理與多頻段恢復(fù)策略。

我們將在未來分享更深入的見解和詳細(xì)分析。

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/關(guān)于u-blox公司/

u-blox（SIX:UBXN）是汽車、工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，通過我們尖端的定位和短程通信技術(shù)推動(dòng)創(chuàng)新。我們是高精度技術(shù)的先驅(qū)，提供智能可靠的解決方案，使人、車輛和機(jī)器能夠確定其精確位置并進(jìn)行無線通信?？偛课挥谌鹗?/p>