GPS 卫星时钟每天快 38 微秒，美国太空军运营这套系统，而印度的 NavIC 只剩三颗导航卫星

手机是靠测量约 20,200 公里高空卫星发来的无线电信号的时间来算出自己位置的，视野里至少要有四颗卫星。每个信号都带着这颗卫星的位置和信号发出的时刻。发出到抵达之间的延迟，乘以光速，就得到一段距离。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的海洋服务网站给出的光速是每秒 186,000 英里。折算下来，一微秒，也就是百万分之一秒，信号要走大约 300 米，所以接收机的计时只要差一微秒，位置就差大约 300 米。

四颗卫星、三个坐标和一只不准的钟

如果接收机自己的钟是完美的，三颗卫星的距离就足以确定空间中的一个点。但它并不完美，于是钟差就成了第四个未知数。NOAA 说，第四颗卫星就是用来修正这个误差的。

美国政府的官方网站 GPS.gov 把 GPS 描述为美国所有的公共设施，免费、公开使用。它说，运营和维护 GPS 的是美国太空军。

系统的设计是 24 个轨道位：六个轨道面，每个面四个位置，每颗卫星一天绕地球两圈。美国承诺在 95% 的时间里至少保持 24 颗卫星处于工作状态。GPS.gov 最近一次公布的数字，日期为 2023 年 7 月 3 日，是 31 颗。

在精度上，GPS.gov 引用美国导航学会（Institute of Navigation）的数据说，智能手机在开阔天空下的定位通常在 4.9 米（16 英尺）以内。使用双频或修正服务的专业接收机可以实时达到几厘米。政府的正式承诺要窄一些，针对的是信号而不是手机：每日全球平均测距误差在 95% 的时间里不超过 2.0 米。2021 年 4 月 20 日实测为 0.643 米或更好。

时钟是故意调错的

卫星上的钟，走时速率与地面上的钟不同，原因有两个，都是爱因斯坦的理论所预言的。速度使钟变慢，GPS 卫星每天约慢 7 微秒。那个高度上较弱的引力使钟变快，每天约快 45 微秒。据普拉塔普·米斯拉（Pratap Misra）在《GPS World》中所说，净效果是每天快约 38 微秒。

如果不修正，误差会很快累积起来。科罗拉多大学博尔德分校的物理学家尼尔·阿什比（Neil Ashby）2002 年在《今日物理》（Physics Today）上写道，仅一天之内累积的卫星钟误差，就会造成超过 11 公里的导航误差。

所以这些钟在发射前就被调错了。阿什比给出的净修正量为负值，即百亿分之 4.4645，作用在 10.23 兆赫的基准频率上。米斯拉说，钟被设定为 10.22999999543 兆赫，比这个频率略低一丝。

阿什比还记录说，工程师们当时对答案并不确定。他写道，第一颗卫星升空之前，他们知道需要一个偏移量，却不确定它有多大，甚至不确定它的正负，所以内置了可以覆盖全部可能范围的合成器。那颗卫星的钟运行了三周之后，实测的频移是百亿分之 4.425，与计算值相差不到 1%。

四套全球系统和两套区域系统

GPS.gov 列出了其他系统。俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）归俄罗斯联邦所有并由其运营，拥有 24 颗或更多卫星。欧盟拥有并运营伽利略（Galileo），2016 年宣布了初始服务。中国的北斗于 2020 年正式开通，其运行系统中有 35 颗卫星。GPS.gov 称这些系统互补且相互独立。

有两套是区域性的。印度的 NavIC 列为七颗卫星，设计覆盖印度及其大陆以外 1,500 公里。日本的准天顶卫星系统（QZSS）归日本政府所有，由一家名为 QZS System Service 的公司运营，拥有七颗或更多卫星，改善东亚和大洋洲的覆盖。

欧洲航天局（ESA）说，伽利略是 30 颗卫星，其中三颗备用，飞行高度 23,222 公里，比 GPS 更高。每颗卫星携带四只钟，每种类型各两只。主钟是被动式氢原子钟（氢脉泽），ESA 说它在 12 小时内走时误差不超过 0.45 纳秒。备用钟是铷原子钟，12 小时内精度在 1.8 纳秒以内。

干扰是把信号淹没，欺骗是撒谎

欧盟航空安全局（EASA）对两者都下了定义。干扰（jamming）是有意的无线电干扰，使接收机无法锁定卫星信号。欺骗（spoofing）是广播伪造的卫星信号，使接收机算出错误的位置、导航或时间。

EASA 于 2022 年 3 月 17 日首次发布关于这个问题的公告，并在 2026 年 7 月 3 日发布了第四次修订，称这是在分析了近期的干扰和欺骗事件之后。其网页点名地中海、黑海、中东、波罗的海和北极为敏感区域，并保留一份每周更新的受影响飞行情报区清单。而 GPS.gov 则把无线电干扰和干扰器列入 GPS 精度下降的不太常见的原因，排在视线被遮挡和信号反射之后。

一所大学演示过，在海上实施欺骗有多容易。2013 年 6 月，得克萨斯大学奥斯汀分校由托德·汉弗莱斯（Todd Humphreys）带领的团队，在意大利外海约 30 英里处，对 213 英尺长的游艇“白玫瑰”（White Rose of Drachs）使用了一台公文包大小的设备。伪造的民用 GPS 信号压过了真实信号，在没有触发任何警报的情况下接管了这艘船的导航。游艇最后走上一条与预定航线平行、相距数百米的轨迹。汉弗莱斯说，船转了向，船员能感觉到，但海图显示屏上只显示一条直线。

德里附近的飞机，普罗夫迪夫附近的飞机

美联社（AP）2025 年 9 月 1 日报道，一架载着欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩的飞机在接近保加利亚普罗夫迪夫时失去了 GPS。保加利亚民航局要求飞行员借助备用导航设备降落，飞机安全着陆。委员会发言人阿里亚娜·波德斯塔（Arianna Podestà）证实发生了 GPS 干扰，并说保加利亚当局怀疑是“俄罗斯的公然干扰”。保加利亚自己的声明只说卫星信号受到了干扰。

这一归因存在争议。2025 年 9 月 4 日，俄罗斯外交部发言人玛丽亚·扎哈罗娃称这一指控“荒谬”、“百分之百虚假”，并说 Flightradar24 的数据显示这架飞机从起飞到降落一直报告 GPS 信号质量良好。同一篇美联社报道说，拉脱维亚电子通信办公室在 2025 年 8 月已在其与俄罗斯接壤的边境上确认了至少三个干扰热点。

印度也有自己的记录。2025 年 12 月 1 日，民航部长 K. 拉姆莫汉·奈杜在对联邦院（Rajya Sabha）的书面答复中说，进近德里英迪拉·甘地国际机场 10 号跑道的航班报告遇到了 GPS 欺骗，并采用了应急程序。依靠常规导航设备的其他跑道端的航班没有受影响。他补充说，加尔各答、阿姆利则、孟买、海得拉巴、班加罗尔和金奈也不断有 GNSS 干扰的报告。民航总局（DGCA）上个月已发布了一项程序，用于实时报告德里机场周围发生的此类事件。印度全印广播电台（All India Radio）对这份答复的报道没有说明这些信号的来源。

印度的区域系统，以及它在等的那颗卫星

ISRO 的项目页面称 NavIC 是印度正在发展的独立区域系统，主要服务区一直延伸到印度边界以外 1,500 公里。页面说，那里的预期定位精度优于 20 米，面向所有用户的开放服务之外，还有供授权用户使用的加密限制服务。《The Week》在 2026 年 9 月 29 日的报道中，把印度在1999 年卡吉尔冲突期间依赖外国所有的卫星导航，说成这套系统背后的教训。

两次挫折削减了卫星的数量。2025 年 1 月 29 日发射的 NVS-02 没有进入工作轨道：ISRO 的任务页面说，向轨道提升推进器输送氧化剂的阀门没有打开，使一颗完好的卫星留在了椭圆轨道上。据 Inside GNSS 援引 ISRO 的说法，2026 年 3 月，IRNSS-1F 上的原子钟停止工作。这颗卫星仍可用于单向短报文等有限服务，但不再支持依赖精确星载计时的标准导航。

这样就剩下三颗可用的 NavIC 卫星：IRNSS-1B、IRNSS-1I 和 NVS-01，《The Week》如此报道。独立定位需要四颗。《The Week》引述的航天与国防分析人士吉里什·林加纳（Girish Linganna）说：“四个未知数，需要四颗卫星。”ISRO自 2026 年 8 月起就把 NVS-03 放在了斯里哈里科塔发射场，《The Week》报道说，它计划于 2026 年 10 月中旬由 GSLV Mk II 发射。航天部国务部长吉滕德拉·辛格（Jitendra Singh）7 月在人民院（Lok Sabha）说，NVS-04 和 NVS-05 处于后期研制阶段。

NVS-03 载有铷原子钟，既有印度制造的，也有进口的，并在普通 GPS 接收机已在使用的 L1 频段播发。印度第一只自制原子钟于 2023 年 5 月搭载 NVS-01 升空。《The Week》算道，NVS-03 一进入它的轨道位，就有四颗在工作的 NavIC 卫星。