首页 › science › Veritasium追踪天基GPS干扰的跨年科学侦探案

Veritasium追踪天基GPS干扰的跨年科学侦探案

导语

2026年6月5日,Veritasium发布了一支34分钟的视频,标题简洁却令人不安——"Something is jamming GPS over Europe. Here's what we found"(有东西正在干扰欧洲上空的GPS信号,以下是我们发现的)。这不是一个思想实验或科幻假说,而是一个持续了七年之久的真实事件:从2019年开始,从挪威斯瓦尔巴群岛到西班牙,从格陵兰到加拿大,散布在欧洲大陆各地的GPS接收器不断记录下同一种诡异现象——短暂的、完全的信号中断。每次只持续几秒到十几秒,但覆盖范围之大、频率之规律,让科学家们困惑不已。Veritasium的主持人Derek Muller跟随德克萨斯大学奥斯汀分校的Todd Humphreys教授,用近两年的追踪研究,最终将嫌疑锁定在了太空中的俄罗斯卫星。这不是一部政治纪录片,而是一个关于射频工程、信号处理和科学侦探精神的技术悬疑故事。对于我们每一个依赖GPS导航的人来说,这个故事都有着直接的关联。

视频背景卡片

项目 内容
视频标题 Something is jamming GPS over Europe. Here's what we found
频道 Veritasium
时长 34分钟
发布日期 2026年6月5日
核心主题 追踪欧洲大陆天基GPS干扰源的跨年科学调查
核心人物 Dr. Todd Humphreys(UT Austin Radionavigation Lab)、Dr. Zachary Clements、Argyris Kriezis
关联论文 "Chasing Lightning: Detecting, Characterizing, and Identifying a Powerful Space-Based GNSS Interference Source"(arXiv: 2606.03673)

核心内容拆解

一、异常初现:欧洲GPS的"闪电"中断

故事要从2019年说起。分布在欧洲各地的GNSS(全球导航卫星系统)监测站开始捕捉到一种前所未见的现象:GPS接收器会突然完全丢失信号,持续几秒到十几秒后恢复正常。这种中断不是偶发的事故,而是呈现出惊人的规律性。

Humphreys教授的团队将其命名为"闪电"(Lightning)——因为它们来得快、去得快,但"照亮"的范围极其广阔。一次单次干扰事件可以同时影响从斯堪的纳维亚半岛到地中海的GPS接收器,覆盖数千公里的范围。这种规模的干扰不可能来自地面发射器——地面干扰源的覆盖范围受限于地球曲率和功率限制,通常只能影响几十到几百公里。只有一种解释:干扰源在太空。

延伸分析:这里涉及一个关键的无线电传播原理。GPS L1频段的信号到达地面时极其微弱(约-130 dBm),相当于在20公里外看一盏灯泡。地面干扰器即使功率很大,也受限于视距传播——地球的曲率会阻挡信号向远方传播。但如果干扰源在地球轨道上(约2000-36000公里高度),它就可以同时"看到"半个欧洲大陆。这就是为什么Humphreys团队从一开始就怀疑天基干扰源。

二、侦探工作:如何从噪声中找到信号

论文标题"Chasing Lightning"(追逐闪电)精准概括了这项研究的核心困难。GPS干扰事件每次只持续几秒,而且不是每天都在发生。要在海量的GNSS监测数据中找到这些转瞬即逝的"闪电"痕迹,无异于大海捞针。

Humphreys团队的博士生Zachary Clements(现为RNL校友)开发了一套精密的检测和特征提取方法:

  1. 数据收集:整合欧洲各地GNSS监测站的历史数据,时间跨度从2019年延伸到2026年
  2. 模式识别:分析干扰事件的时间间隔、持续时间、频率特征,发现高度规律性的重复模式
  3. 空间分析:绘制每次干扰事件的地理覆盖范围,发现其形状和大小与特定轨道高度的卫星覆盖区域高度吻合
  4. 频率指纹:分析干扰信号的频谱特征,确定其中心频率、带宽和功率谱密度

视频原话要点:Humphreys在视频中展示了干扰事件的热力图,观众可以直观看到干扰如何像一把从天空扫过的"隐形刷子",在几秒内横扫整个欧洲。

三、嫌疑锁定:EKS星座浮出水面

经过近两年的追踪,团队终于将嫌疑缩小到了俄罗斯的一个特定卫星星座——EKS(Edinaya Kosmicheskaya Sistema,统一太空系统),也被称为"Kupol"(穹顶)系统。这是俄罗斯部署的导弹预警卫星网络。

关键的证据链包括:

论文明确指出,至少三颗EKS卫星参与了这些干扰事件。俄罗斯驻华盛顿大使馆对此回应是"不予评论"。

延伸分析:EKS星座是俄罗斯2015年开始部署的新一代导弹预警系统,运行在大椭圆轨道(HEO)上。这类轨道的特点是远地点(最高点)位于北极上空,卫星在北半球上空停留时间长,非常适合对欧洲和北美进行持续观测。这也恰好解释了为什么干扰主要集中在欧洲、格陵兰和加拿大北部。

四、干扰技术揭秘:不是"攻击"而是"测试"?

视频中最令人深思的部分,是Humphreys对干扰性质的分析。这些"闪电"事件并非持续的、系统性的GPS压制——每次只持续几秒,频率也不固定。Humphreys在视频中推测,这更可能是俄罗斯在测试其卫星的电子战能力,而非对欧洲GPS系统的蓄意攻击。

关键证据: - 干扰事件往往是短促的脉冲式干扰,而非持续性压制 - 事件之间有时隔数天甚至数周 - 干扰并未造成已知的重大民航或航运事故 - 时机选择似乎在测试不同条件下的干扰效果

我的判断:这种"试探性"的干扰可能比大规模持续性干扰更值得关注。它说明操作者在有意识地评估干扰效果、收集数据、优化参数。这就像一个黑客在正式攻击前进行的端口扫描——低调、隐蔽,但预示着更强的能力。

五、GPS的脆弱性:一个我们忽视的单点故障

Veritasium的视频不只是追踪一个干扰源的故事,更深刻地揭示了现代社会对GPS的过度依赖和GPS系统本身的结构性脆弱。

GPS信号到达地面的功率极低(约-130 dBm),这使得它极易被干扰——即使是一个几瓦功率的廉价干扰器,也能在几公里范围内压制GPS信号。而我们的现代社会几乎所有关键基础设施都与GPS绑定:

视频特别提到了GPSwise等监测工具,可以实时追踪和可视化GPS干扰事件。Flightradar24也提供了GPS干扰地图,显示2024年以来欧洲东部地区的GPS干扰已经严重影响了超过1600架次航班。

六、科学方法论:从噪声到真相的推理链

这个视频最令人钦佩的,是它展示的科学侦探方法论。Humphreys团队面对的是一个典型的"信号在噪声中"的问题——GPS本身就在噪声中工作,而干扰信号要在GPS信号已经极其微弱的基础上再被识别出来,这需要:

  1. 假设驱动:从"干扰源在地面"到"干扰源在太空"的范式转换
  2. 排除法:逐一排除地面干扰源、大气效应、接收器故障等替代假说
  3. 交叉验证:使用多源数据(GNSS监测站、卫星轨道数据、频谱分析)进行三角定位
  4. 独立复现:与斯坦福大学合作,GMV独立验证,美国空军确认
  5. 公开透明:论文发布在arXiv上,代码和数据可复现

视频亮点:Derek Muller将这个复杂的推理过程讲得像一部侦探小说——每一个线索、每一个转折、每一次"啊哈"时刻都让观众感同身受。

七、从学术到公共:科学传播的力量

这个视频的另一个重要维度是科学传播本身。Humphreys团队的论文发表在arXiv上(编号2606.03673),这是一篇充满专业术语的学术论文。但通过Veritasium的制作,数百万普通观众理解了GPS干扰的原理、追踪干扰源的科学方法,以及这对他们日常生活的潜在影响。

视频由Ground News赞助,Derek Muller巧妙地将媒体素养(Ground News的核心功能——对比不同来源的新闻报道)与GPS信号干扰的主题结合起来——就像我们需要多个GNSS信号源来验证位置一样,我们也需要多个新闻源来验证事实。

mindmap
  root((GPS干扰追踪案))
    异常发现(2019起)
      欧洲GPS秒级中断
      覆盖数千公里
      规律性重复模式
    科学侦探
      Humphreys团队(RNL/UT Austin)
      Zachary Clements
      斯坦福大学合作
      耗时近两年
    关键证据
      轨道参数匹配
      时间相关性
      频谱指纹
      三方独立验证(GMV/USAF)
    嫌疑源
      俄罗斯EKS星座
      大椭圆轨道(HEO)
      导弹预警卫星
      至少3颗卫星参与
    技术本质
      天基射频干扰
      脉冲式非持续
      疑似能力测试
      GPS L1频段
    系统脆弱性
      GPS到达功率极低
      现代社会高度依赖
      航空/金融/通信/电网
      缺乏备份定位系统
    启示与行动
      需要多源PNT
      加强干扰监测
      提升抗干扰能力
      公众风险意识

八、GPS的替代与未来:我们不能只有一条路

视频暗示但未深入探讨的一个关键问题是:如果GPS被大规模干扰或摧毁,我们有什么替代方案? 这是一个值得深入思考的技术问题:

我的观点:PNT(定位、导航、授时) resilience(韧性)将是未来十年的关键技术议题。就像IT行业从单机房走向多云备份一样,定位和授时系统也需要从"依赖单一星座"走向"多源融合、地面备份"的韧性架构。

实战启示

对普通读者的认知升级

看完这个视频和解读,你应该获得以下认知:

  1. GPS不是理所当然的。你手机上的定位功能依赖的信号到达你时已经比背景噪声弱20dB以上。这个系统本身就处于"勉强能用"的边缘——任何比它强的信号都可以压制它。

  2. 太空不是法外之地,但缺乏监管。目前没有有效的国际机制来约束卫星对地面GNSS信号的干扰行为。即使识别了干扰源,也缺乏法律手段来阻止它。

  3. 科学方法论的教科书案例。Humphreys团队的工作展示了如何从模糊的异常现象出发,通过严谨的数据分析、假设验证和交叉确认,最终锁定真相。这种思维方法可以应用到任何领域的问题解决中。

对技术从业者的行动指南

对通信行业同行的特别启示

GPS授时是5G网络TDD同步的基石。如果GPS被大规模干扰,5G基站的时序同步将崩溃,可能导致整网瘫痪。这正是3GPP在Release 18/19中推进PNT增强和网络同步备份的原因。作为通信从业者,我们需要特别关注:

延伸学习路径

  1. 原论文:"Chasing Lightning: Detecting, Characterizing, and Identifying a Powerful Space-Based GNSS Interference Source" — Clements, Kriezis & Humphreys, arXiv 2026 — 这是视频背后完整的学术研究,包含所有技术细节
  2. Inside GNSS报道 — GNSS行业的深度技术解读,补充了视频未覆盖的信号分析细节
  3. GPSwise干扰地图 — 实时GPS干扰监测工具,可以可视化全球GNSS干扰情况
  4. Flightradar24 GPS干扰地图 — 从航空角度展示GPS干扰对航班的影响
  5. Ohio State University/CARMEN研究 — 独立研究团队对同一现象的分析,提供了BBC Science in Action的采访录音

一句话总结

Veritasium用34分钟讲述了一个科学侦探故事:从2019年开始困扰欧洲的神秘GPS中断,被德克萨斯大学团队通过近两年的追踪研究锁定为俄罗斯EKS卫星的天基干扰——这个故事不仅揭示了GPS系统的脆弱性,更展示了严谨的科学方法如何从噪声中提取真相。


参考来源

  1. Something is jamming GPS over Europe. Here's what we found — Veritasium, 2026年6月5日 — 分析的核心视频
  2. Chasing Lightning: Detecting, Characterizing, and Identifying a Powerful Space-Based GNSS Interference Source — Clements, Kriezis & Humphreys, arXiv 2026 — 核心学术论文
  3. Tests suggest Russian satellites can jam GPS on a continental scale — Ars Technica, 2026年6月
  4. Russia Has Been Jamming GPS from Space Since 2019 — Inside GNSS, 2026年6月
  5. Russian Satellites Caught Jamming GPS in Europe — UT Austin Radionavigation Laboratory, 2026年6月

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。

51学通信知识星球海报-扫码加入