定位现役军事雷达系统的新开源工具——雷达干扰追踪器

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2022年2月24日03:58:50评论726 views字数 6034阅读20分6秒阅读模式

定位现役军事雷达系统的新开源工具——雷达干扰追踪器

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定位现役军事雷达系统的新开源工具——雷达干扰追踪器

雷达干扰追踪器（RIT）是由奥利-巴林格创建的一个新工具，它允许任何人在地球上任何地方搜索和潜在地找到活跃的军事雷达系统。点击这里(https://ollielballinger.users.earthengine.app/view/bellingcat-radar-interference-tracker)访问该工具，并继续阅读关于如何使用它的完整描述（以及了解它所基于的迷人的研究）。BELLINGCAT调查技术小组还在其Github页面上公布了RIT工具的源代码。

2018年，以色列地理空间工程师Harel Dan有一个惊人的发现。在查看哨兵一号卫星拍摄的合成孔径雷达（SAR）图像时，他注意到中东大部分地区存在强烈的干扰模式。正如丹在这篇博文中解释的那样，他本来打算过滤掉哨兵一号通常会捕捉到的背景噪音，但却意外地将捕捉这种干扰的设置最大化，而不是最小化了。他注意到所得到的图像中有一个奇怪的模式。

定位现役军事雷达系统的新开源工具——雷达干扰追踪器

哨兵一号探测到的干扰模块

这个小错误和耐人寻味的图片将被证明对开放源码爱好者来说是富有成效的。进一步的研究证实，这种干扰大部分是由分布在巴林、卡塔尔、约旦、以色列、也门和其他地方的MIM-104爱国者PAC-2等作战导弹防御系统造成的。而且，这一切在公开的卫星图像上都是可见的。虽然大多数卫星图像是光学的，意味着它捕捉地球表面反射的阳光，但合成孔径雷达（SAR）卫星，如哨兵1号，是通过发射无线电波脉冲并测量信号被反射回来的程度。这类似于蝙蝠在黑暗中使用声纳 "看 "的方式：通过发出叫声和听回声。

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合成孔径雷达的工作原理演示

巧合的是，一些导弹防御炮台和其他军用雷达使用北约G波段（4,000至6,000千兆赫）的频率工作，该频率与民用C波段（4,000至8,000千兆赫）重叠，通常由开源合成孔径雷达卫星使用。

最简单地说，这意味着当爱国者电池之类的雷达打开时，"哨兵一号 "既能接收到自己的无线电波脉冲的回波，也能接收到来自地面雷达的强大无线电波。这显示为一条垂直于卫星轨道的干扰条纹。

哨兵一号如何发现活跃的军事雷达呢？

爱国者导弹并不是造成这种干扰的唯一系统。在同一C波段频率上工作的其他军事雷达包括海军雷达，如日本的FCS-3、中国的381型和俄罗斯的S-400地对空导弹系统。所有这些雷达在开机并处于 "哨兵一号 "的视野中时都应该可以被探测到。

丹通过使用其他公开来源，如谷歌地图上的图像，甚至是来自Strava跑步应用程序的数据，确认了他在初步研究中发现的雷达地点。

他还强调了其他有趣的导弹电池位置，如瑞典的STRIL阵列，该阵列作为该国的预警系统，以防止俄罗斯飞机和导弹。

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哨兵一号图像所拍摄的瑞典STRIL阵列

但是，如果有可能回顾过去，分析导弹防御系统和其他军事雷达在重要时刻的潜在位置，收集几年来所有相关的哨兵1号数据并使其易于搜索，那会怎么样呢？

整个地球是一个很大的覆盖区域，而且哨兵1号吸收了大量的合成孔径雷达数据，筛选起来会很耗时。

在Harel Dan最初的工作和发现的基础上，我建立了一个名为雷达干扰跟踪器（RIT）的工具，允许任何人在巨大的区域和广泛的时间范围内轻松搜索来自军事雷达的射频干扰（RFI）。

C波段干扰的年度总量也可以很容易地计算出来，并以简单和容易理解的方式显示在大面积的利益上。如果在某一年里，当哨兵1号在头顶上时，雷达被打开，该工具将捕捉到它并显示出干扰条纹。只需点击一下，用户就可以通过生成该地点的射频干扰图来查看该雷达在过去七年中是否被打开（如下图中沙特阿拉伯达曼的一个站点的详细情况）。

沙特阿拉伯达曼的爱国者导弹系统造成的无线电频率干扰

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这有效地允许任何有互联网连接的人跟踪某些军事雷达系统的部署时间和地点。

你可以在这里访问该工具，在这里访问其源代码，而本文后面将详细介绍使用该工具的完整指南。

RIT工具已经被证明在提供有关俄罗斯西部潜在的部队和设备移动的线索方面非常有用，在那里，由于与邻国乌克兰发生战争的前景已成为一种明显的可能性，已经发生了大规模的部队集结。

例如，去年9月，RIT在俄罗斯的Pogonovo和Liski镇附近检测到了似乎是两个强信号。

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RIT工具在2021年检测到俄罗斯与乌克兰边境附近的干扰

在整个2019年和2020年的任何时候，这些地方都没有记录到信号。然而，在2021年底，随着俄罗斯军队开始向该国西部边境移动，这些印象出现了。

有几篇文章指出在波戈诺沃有军事集结。然而，这些报道都没有指出雷达系统的存在，尽管有报道称俄罗斯在7月下旬将军事硬件从波戈诺沃移走，但在2021年9月29日发现了干扰。

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定位现役军事雷达系统的新开源工具——雷达干扰追踪器

上图是通过使用RIT工具点击上面所示的位置生成的。它显示了自2015年以来在这些坐标上返回哨兵一号的信号的历史强度。虽然有一些波动，但2021年9月29日的信号有一个巨大的峰值，与上图中的蓝色RFI条纹相对应。

同时，Liski是一个军事基地的所在地，尽管到目前为止还没有关于该地区部队集结的主要媒体报道。

这一信号是否表明这是一个值得研究人员和分析人员关注的地区？

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这是RIT工具的主要好处之一。

虽然许多记者和观察员利用商业上获得的高分辨率卫星图像来监测俄罗斯军队在其西部边境的集结情况，但这可能是一个耗时的过程。

研究人员首先要弄清楚要看哪里，要把卫星指向哪里。然后，他们必须梳理他们收集的每张图像，用肉眼寻找视觉证据。获取这类图像的途径也往往是在付费墙之后。

识别如上文详述的雷达信号的好处是，它允许在聚焦于感兴趣的区域之前撒下一张大网。自然，不是所有的部队集结或感兴趣的地区都会被军事雷达系统的信号所泄露。

但有些可能是。正如去年《福布斯》的这篇文章所指出的，2014年乌克兰东部的冲突中，至少有一个SNAR-10M1（雷达系统）在冲突中帮助集中炮火。装备有雷达的移动防空系统也经常出现在战区，以保护前方部署的部队；在2015年一架俄罗斯飞机被击落后，俄罗斯向叙利亚派出了几套S-400地对空导弹（SAM）系统。

近几个月来，RIT工具在俄罗斯西部捕获的另一个有趣的信号出现在顿河畔罗斯托夫市，该市距离乌克兰边境大约70公里。使用谷歌地图的高分辨率图像扫描信号下的区域（如下图所示），发现一个无线电通信研究所是一个潜在的信号源，而该地区的其他地方似乎只有农田和几个小城镇。

虽然RIT工具可以帮助锁定感兴趣的区域，但需要手动搜索信号下的内容，以确定干扰的候选人。本文后面有一个GIF图，进一步展示了如何使用RIT工具对信号源进行定位。

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虽然顿河畔罗斯托夫出现了大量的军事集结，并且是俄罗斯第四空军和防空部队司令部所在地，但谷歌地图和街景显示在信号下方有一个雷达罩--一个类似于巨大高尔夫球的大型结构，包围着一个雷达系统。

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从谷歌街景看到的顿河畔罗斯托夫无线电通信研究所的一个雷达罩（红色方块内）。

根据Wikimapia，该设施由罗斯托夫无线电通信研究所（RNIIRS）运营，该研究所是俄罗斯联邦安全局（FSB）的一个子公司。

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俄罗斯税务局网站为罗斯托夫无线电通信研究所注册

俄罗斯税务局网站（和其他网站）的注册文件条目提供了一份RNIIRS可以从事的 "授权活动 "清单，包括 "向安全部门提供咨询"。虽然这个雷达系统的确切性质无法确定，但鉴于该设施似乎被注册为FSB的子公司，它不太可能是一个天气雷达。为什么在2021年6月和7月在这里检测到干扰，而不是之前或之后的任何时间，也不清楚。另一种类型的军事雷达或移动导弹防御系统会不会在此期间出现在该地区，然后再继续前进，或者该设施是最可能的来源？鉴于与乌克兰边境附近的局势发展，进一步的研究当然是一个耐人寻味的前景。

关于RIT工具，以及一般的哨兵一号，需要注意的一点是，在卫星环绕地球时，传统上有五天的重访时间。然而，最近该星座中的一颗卫星出现了问题，使这一时间延长了一倍。这意味着，当 "哨兵一号 "完全运行时，当它捕捉到一个特定的地点时，它将至少在另外五天内不会再返回查看同一地点。如果在这段时间内，一个军事雷达被打开，然后又被关闭，那么哨兵一号将不会捕捉到它。

也就是说，使用RIT工具可以看到非常多的活跃的地基雷达。其他感兴趣的地区，干扰表明可能存在导弹防御系统，包括美国新墨西哥州的白沙导弹发射场，以及以色列的迪莫纳雷达设施。

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在以色列的迪莫纳雷达设施中检测到干扰

Bellingcat已将RIT工具纳入其工具包，并在其Github页面上公布了该工具的源代码。

我们鼓励研究人员和分析人员尝试使用RIT工具并分享他们的发现。应该注意的是，并不是每个C波段的无线电频率干扰都是由军用雷达引起的。一系列的地面系统使用相同的频率，从天气雷达到电信基础设施--所有这些都被哨兵一号接收到。

例如，这里显示的地图显示了欧洲上空的干扰，图钉表示世界气象组织网站上可见的气象站的位置。尽管在某些气象雷达和城市周围的干扰确实有些高，但与军事雷达相比，这些雷达只产生微弱的信号。

如何使用雷达干扰追踪器

尽管RIT工具应该是相对直观的，但下面的指南描述了如何使用它，以及工具仪表板上每个突出显示的组件的作用。

下面是一个使用中的工具的截图，其中有五个标示的组件，我们将逐一看一下。在这个例子中，该工具是以驻扎在沙特阿拉伯达曼的MIM-104爱国者PAC-2导弹防御系统为中心。显示的图像是2022年1月以来收集的雷达干扰的总和。

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雷达干扰追踪器的注释界面

1.屏幕中央的点表示正在测量射频干扰（RFI）的位置。用户只需在地图上点击他们想调查的点，就可以在任何地点测量射频干扰。
2.左边的图表显示了地图中心蓝色点位置的历史射频干扰（RFI）。地图上的红色和蓝色条纹与该图中的大峰值相对应，这通常表明有一个军事雷达或其他C波段干扰源的存在。在这个例子中，我们可以看到这个雷达是在2021年中期的某个时候打开的。将鼠标悬停在图表上，将显示图像拍摄的日期，点击图表将加载该时期的图像。用户可以通过点击图表右侧的按钮来下载该图表。
3.这一行显示了所显示的图像的日期和聚集程度（年、月、日）。
4.下拉菜单允许用户在三个层次上汇总卫星图像；按年份汇总很费时间，但对拉网式监测很有用。如果在某一年的任何时候检测到雷达，它将在这一层中显示出来。按月或按日汇总要快得多，如果你已经发现了一个雷达并想进一步调查它，那就很有用。雷达层的不透明度可以通过右边的滑块进行切换。
5.要访问已知雷达的位置，从这个下拉菜单中选择一个位置。现在已经分析了达曼的现场，如果我们现在想去其他地方看看怎么办？在下面的GIF图片或视频中，我们通过拖动地图导航到一个不同的干扰信号，就在达曼的信号以北。如果我们点击该信号，就会产生一个新的图表，提供这些坐标上的射频干扰的历史信息。

通过悬停在图表上，我们可以看到，在最近的一段时间内，由于2021年4月和12月的可见干扰峰值，这个雷达有三个主要的活动点。通过点击4月的尖峰，我们可以加载该时期的历史图像，显示出一个强烈的干扰信号。通过点击图中没有尖峰的随机时期（2020年7月），显示没有干扰的图像被加载。

默认情况下，该工具中显示的图像是按月汇总的。这意味着，如果在某个月的任何一点上检测到干扰，它将显示在地图上。

按年汇总需要更长的时间来加载，但对于监测大面积区域非常有用；如果在一年中的任何一点检测到干扰，它将显示出来。下面的GIF显示了如何利用年度汇总来发现乌克兰边境附近的雷达。

视频以2021年5月的图像开始。在此期间没有检测到任何信号，所以没有什么可看的。

然而，如果我们改变工具左侧仪表板中的时间框架，按年份汇总，我们突然看到两个强烈的信号：一个在Liski，另一个在Pogonovo。通过点击Liski的信号，我们可以看到雷达只在2021年的一天，即11月13日被探测到。但如果我们按年份汇总，这就能发现它。点击图上的尖峰，加载该日的图像，我们可以加载该日的具体图像。每日图像将显示为紫色。

一旦你发现了一个雷达，你可以通过放大干扰条纹找到精确的来源。通过降低不透明度来显示高分辨率的卫星基图。在下面的视频中，我们放大了Liski的信号，并降低不透明度，发现在市中心似乎有一个军事基地。

为了使用一个不同的例子，我们甚至可以确定可能导致干扰的实际武器系统，让我们回到沙特阿拉伯的达曼。

从 "访问示例地点 "下的下拉菜单中选择达曼，视图放大到干扰条纹中心点，显示出一个MIM-104爱国者PAC-2导弹防御系统。在该系统的中心，有三个由高亮框表示的车辆：AN/MPQ-53雷达（红色）、控制站（蓝色）和发电车（绿色）。黑色方框表示导弹发射车。在美国国民警卫队的这段视频中，可以看到爱国者导弹电池的组成部分的特写。

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在这一步骤中，有两个重要的注意事项。首先是高分辨率的卫星基图不一定是最新的。虽然图像通常是相当新的，但也可能是几年前的。例如，如果一枚S-400地对空导弹在2021年被随意架设在一块场地上，但基图图像是2020年的，我们将无法看到武器系统本身。可能需要更多最近的或特别委托的商业卫星图像来进一步调查。

第二个注意事项是，不能保证信号是来自某个特定的设施。在干扰带中可能有多个潜在的来源，而且仅仅因为某些东西看起来像一个军事基地，并不意味着它就是。

概括地说，为了监测一个大区域在过去七年中是否存在地面雷达，请遵循以下步骤。

通过拖动地图和放大或缩小导航到你感兴趣的区域。

1.在写有 "显示图像汇总 "的地方，从下拉菜单中选择 "年份"。
2.点击每一年中的一个随机日期来加载该年的数据
（1）例如，点击2018年6月10日将加载2018年全年的综合图像。
（2）对每一年重复这个步骤。
3.如果你发现了干扰，点击它以显示检测到信号的日期。
4.放大到干扰条纹，逐渐降低不透明度，利用高分辨率的卫星基图找到干扰源。
开放源码调查员的最大挑战之一是知道在哪里寻找或发现第一条线索，使搜索范围大大缩小。雷达干扰追踪器允许任何有互联网连接的人对大片区域进行拉网式监测，以确定军事雷达的存在。