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GPS干扰下的民航困境:新墨西哥空难警示

Tech 75 dzdt 2026/8/5 2249 字 原文 ↗

今年5月,一架双引擎比奇空中国王(Beechcraft King Air)医疗救护飞机从新墨西哥州罗斯韦尔起飞,向西飞往鲁伊多索镇接运病人。机上两名飞行员和两名护士原本以为这是一趟轻松的飞行:气温69华氏度(约20.6摄氏度),天空晴朗,60英里的航程最多只需半小时。

但起飞后不久,飞机就遭遇了麻烦。当晚,美国军方在白沙导弹靶场开展GPS干扰演练,导致这架空中国王的飞行员,以及数百英里范围内的所有飞行器,都无法使用现代导航系统。飞行员被迫启用早已生疏、甚至几乎从未用过的老式导航技术,最终因方向失控撞山坠毁,机上人员无一生还。

这是美国首次发生民用飞机因GPS干扰坠毁的事故,但类似的干扰事件近年来在全球各地频发。如今的空域比以往任何时候都更具"对抗性"——无论是民用无人机擅自飞出划定区域,还是今年年初美国机构信号混乱导致新墨西哥州和得克萨斯州临时关闭领空、引发公众恐慌(事后查明是美国海关及边境保护局在该区域测试反无人机激光设备)。导致此次坠机的GPS干扰演练并非孤立事件:过去一年,美军至少发布了10次此类演练的通知。网络安全公司Cyviation首席执行官埃利兰·阿尔莫格(Eliran Almog)表示:"随着无人机作战和电子战的普及,航空公司越来越频繁地在远离实际冲突区数百英里的地方遭遇导航干扰。"

我们有必要仔细复盘去年5月的这场事故。尽管鲁伊多索坠机是美国已知首起与电子战相关的致命事故,但没有理由认为这会是最后一起。

即便没有GPS干扰,医疗救护飞行也是民用航空中风险最高的类别之一。专攻空难诉讼的律师事务所Kreindler指出,医疗救护航班的事故率更接近作战飞行,而非普通民用航空。这类航班通常临时受命,机组人员对起降机场可能并不熟悉;又因为关乎人命,即便天气条件不佳,机组也倾向于执行飞行任务。

5月13日晚,上述部分因素同时存在。当晚11点,机组接到任务:飞往鲁伊多索接病人前往阿尔伯克基。机长基兰·克拉克(Keelan Clark)年仅30岁,一年半前刚取得商用飞行员执照,上月才从副驾驶晋升为机长;副驾驶阿里·考萨拉(Ali Kawsara)23岁,入职仅两个月,此前只从事过货运飞行工作。

两人都具备按仪表飞行规则(IFR)在低能见度条件下飞行的能力。应对恶劣天气主要有两种导航方式:现代驾驶舱配备的GPS设备会在电脑屏幕上显示飞机位置,并用洋红色线条标示飞行路线,这种方式称为区域导航(RNAV);"RNAV进近"能引导飞机在低能见度下降至跑道入口。

这种导航方式比过去简便得多。2000年GPS普及之前,客机依靠磁罗盘、地面无线电信标和基于传统陀螺仪的惯性系统组合导航。借助无线电信标飞行时,飞行员需要在脑中构建自身相对于信标的三维位置地图,必须经过反复训练才能熟练掌握,确保在压力下保持冷静,否则可能因恐慌失去态势感知,最终失控。退休民航飞行员肯尼思·克伦萨(Kenneth Krentsa)提到:"问问肯尼迪就知道了"——他指的是小约翰·肯尼迪1999年的夜间坠机事故。

克拉克和考萨拉于午夜前8分钟起飞,最初向西飞往鲁伊多索。当时天气晴朗,但由于几乎无月,且地处偏远乡村,唯一的视觉参考只有零星散落的居民区灯光。主持坠机调查播客的民航飞行员胡安·布朗(Juan Browne)形容:"外面就是个黑洞。"

由于缺乏视觉参照物无法定位,飞行员联系了阿尔伯克基航路交通管制中心(简称阿尔伯克基管制中心),申请按仪表飞行前往鲁伊多索,获得批准。

正常情况下,接下来的飞行本该平淡无奇:飞行员沿着洋红色航线飞行,GPS导航设备会引导他们平稳降落。

但在100英里外的白沙导弹靶场,美国空军第704测试大队下属的第746测试中队正在举办年度"导航节"(NAVFEST)活动。该活动召集全军电子战部队开展为期两周的演练,测试各类GPS干扰技术及反干扰手段。

选择在白沙举办活动,是因为这里是美国本土最偏远、人口最稀少的地区之一(第一颗原子弹正是在此引爆,并非巧合)。但在活动筹备阶段,美国联邦航空管理局已提前警告航空公司:5月12日至18日期间,GPS信号可能在400英里范围内受到影响。

5月14日午夜,也就是克拉克和考萨拉从罗斯韦尔起飞8分钟后,他们告知阿尔伯克基管制中心GPS信号丢失,无法自主导航,请求管制员提供飞行航向(即磁方位)。管制员先指示他们向西飞行,一分钟后又要求转向北。

飞行员原本希望采用RNAV进近方式降落鲁伊多索,但GPS干扰下这一方式无法实现,于是他们改为请求使用不依赖GPS的仪表着陆系统(ILS)。凌晨12:05,管制员向他们保证"几分钟后"会提供引导向量,在此期间他们继续向北飞行。

事后看来,如果阿尔伯克基管制中心当时能多关注这两位经验尚浅的飞行员,悲剧或许可以避免。但当晚管制中心异常繁忙:另有三架飞机报告GPS信号丢失并寻求帮助,其中一架甚至连无线电信标的方位都无法锁定。

就在管制员协助其他飞机时,空中国王继续向北飞行。到凌晨12:08,他们已偏离着陆航线10英里。

此时飞行员有三个选择:一是继续按原计划等待忙碌的管制员提供下一段引导向量;二是利用恢复的GPS信号,申请切换为RNAV进近自主飞行;三是完全放弃仪表进近,采用目视进近——即看到跑道后直接飞向它。

空中国王向北飞行时,高度足够看到西南方向31英里处鲁伊多索机场的灯光。对驾驶舱内的飞行员来说,目视进近无疑是极具诱惑力的选择:何必苦苦等待管制员的引导?何必绞尽脑汁计算相对于ILS信标的位置?只需朝着挡风玻璃外清晰可见的灯光飞去即可。

空中国王机组联系阿尔伯克基管制中心,申请"目视飞行",获得批准。

当他们转向并朝着鲁伊多索的灯光下降时,并未发现前方横亘着高达10000英尺的卡皮坦山脉。随着飞机靠近,黑暗的山体似乎突然升起,遮蔽了山谷的灯光。布朗认为,这会让飞行员"陷入混乱,失去态势感知":"当那些灯光消失时,你就知道麻烦大了。"

飞行员减缓了下降速度,甚至略微爬升,但为时已晚。他们径直朝着山体飞去。克伦萨说:"在那种状态下,正确的做法是尽可能爬高,然后盘旋,待在原地直到弄清位置,绝不能盲目继续向前。"

但空中国王的飞行员恰恰选择了后者。他们以全速撞向陡峭的山坡,机上四人当场身亡。

随着无人机变得更廉价、数量更多、杀伤力更强,战争形态正在发生深刻且迅速的变化。无人机难以被发现和击落,让资源有限的小国得以与强国抗衡。2022年初几乎被俄罗斯常规军事力量压垮的乌克兰,迅速发展无人机部队,如今已在冲突中占据上风;今年2月美国对伊朗发动袭击后取得了绝对制空权,却无力阻止伊朗用无人机和导弹有效封锁霍尔木兹海峡的航运。

作为反制手段,防御方可以针对无人机的导航系统下手。无人机最廉价简便的导航方式就是GPS——通过接收卫星星座的无线电信号计算位置。一旦信号被阻断,敌方无人机就会变成"瞎子"。但敌方也会采取反制措施,无人机与反无人机技术陷入了无休止的猫鼠游戏,双方不断迭代升级。像NAVFEST这样的演练,正是美军保持技术领先的途径。

民用GPS已沦为附带损害,航空业受影响最为严重。2023年以来,飞越中东、黑海和波罗的海大片区域的飞机频繁遭遇GPS干扰。航空公司虽已学会适应,但仍付出了代价:GPS曾极大提升航空安全性,失去它或许不会立刻导致坠机,但会削弱对乘客和机组人员的保护。再叠加其他压力因素——漆黑的夜晚、经验不足的机组、对备用技术生疏——就足以酿成灾难。

得克萨斯大学奥斯汀分校航空航天工程教授托德·汉弗莱斯(Todd Humphreys)是GPS干扰领域的顶尖研究者,他表示:"毫无疑问,全球范围内GPS干扰和欺骗事件增多,对商业航空构成了安全威胁。当驾驶舱内警报频繁响起,当飞行员因无法信任仪表读数而学会忽略关键数据时,我们的飞行操作早已偏离了正常状态。航空旅行仍然非常安全,但面对日益增多的GPS干扰,而航空业的适应速度又极其缓慢,未来五年甚至更长时间里,我们可能会陷入风险缓慢上升的局面。"

过去几年,美国航空业一直未受到反无人机电子战的干扰,但如今这类事件也开始在美国本土发生。2025年3月,飞往华盛顿特区里根国家机场的客机收到防撞系统的虚假警报,多架飞机被迫中止着陆,事后查明是特勤局在副总统官邸测试电子战设备。今年,得克萨斯州西部发生两起独立事件:美国陆军和海关及边境保护局的无人机作业导致领空关闭,商业航班受到干扰。

航空业迟迟未能应对反无人机措施的普及及其对飞行安全的潜在影响。航空公司和其他商业运营商仍严重依赖GPS导航,防撞系统等关键技术也同样脆弱。无人机防御公司Robin Radar Systems总经理克里斯·布罗斯特(Kris Brost)指出:"应对无人机的难点不在于击败它们,而在于在不影响民用航空的前提下实现防御。反无人机技术必须精准,不能像大锤一样盲目打击——因为我们要保护的空域,正是支撑经济运行的空域。"

生活在充斥着友方和敌方无人机的世界,需要我们做出大量调整。历史上,航空业的重大变革往往发生在造成大量人员伤亡的坠机事故之后,而具有足够警示性的灾难可能已近在眼前。

7月7日,巴基斯坦小型货运航空公司K2 Airways运营的一架737货机于傍晚从阿联酋沙迦起飞,向东飞往卡拉奇,机上有5名机组人员。其航线紧邻霍尔木兹海峡以南——受美伊冲突影响,该区域正遭受严重的GPS干扰。据巴基斯坦民航局消息,入夜后,机组联系卡拉奇管制中心,报告"导航系统故障"。随后三分钟内,飞机先俯冲5000英尺,又爬升6000英尺,接着以近乎垂直的姿态从36000英尺高空坠入海洋,机上人员全部遇难。目前事故原因尚未查明,但如果电子战再次导致飞行员迷失在黑暗中,也不会令人意外。

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