如何定位军用雷达系统

哨兵-1探测到一个干扰图案合成孔径雷达工作原理的演示。图片:奥利·巴林杰哨兵1号图像捕捉到的瑞典条纹阵列RIT工具在2021年检测到俄罗斯与乌克兰边境附近的干扰雷达干扰跟踪器的注释界面

编者按:雷达干扰跟踪器(RIT)是奥利·巴林杰(Ollie Ballinger)创造的一种新工具，允许任何人在地球上定位活跃的军事雷达系统。

2018年，以色列地理空间工程师Harel Dan有了惊人的发现。

当查看由哨兵1号卫星捕获的合成孔径雷达(SAR)图像时，他注意到中东大部分地区存在强烈的干扰。

他原本打算过滤掉经常由哨兵1号拾取的图像干扰，但却意外地发现了这种干扰造成的原因。

他注意到生成的图像中有一个奇怪的图案。

对于开源爱好者来说，对这种小细节的发现是有一定成效的。

进一步的研究证实，这种干扰大部分是由部署在巴林、卡塔尔、约旦、以色列、也门等国的MIM-104爱国者PAC-2导弹防御系统造成的。

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都是光学的，这意味着它可以捕捉地球表面反射的阳光，但哨兵1号等合成孔径雷达(SAR)卫星的工作原理是发射无线电波脉冲，并测量有多少信号被反射回来，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。

巧合的是，一些导弹防御系统和其他军用雷达上的雷达使用北约G波段(4，000至6，000千兆赫)的频率，该波段与开源SAR卫星通常使用的民用C波段(4，000至8，000千兆赫)重叠。

用最简单的话来说，这意味着当爱国者的雷达打开时，哨兵1号既可以接收到自己无线电波脉冲的回波，也可以接收到地面雷达发出的强大无线电波，这表现为垂直于卫星轨道的干涉条纹。

爱国者导弹并不是产生这种干扰的唯一系统，其他工作在同一C波段频率的军用雷达包括海军雷达，如日本的FCS-3，俄罗斯的S-400地对空导弹系统。当打开时，在哨兵1号的视野中，都会产生这种干扰。

Dan通过使用其他公开来源，如谷歌地图上的图像，甚至来自Strava running应用程序的数据，确认了他在初步研究中发现的雷达位置。（想要对Strava了解更多，可以关注情报分析站公众号，搜索这篇文章：STRAVA的数据甚至涉及到部队）

他还强调了有意思的导弹电池位置，如瑞典STRIL阵列，作为该国针对俄罗斯飞机和导弹的早期预警系统。

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

整个地球是一个很大的覆盖区域，哨兵1号接收了大量的SAR数据，筛选这些数据将非常耗时。

在Harel Dan的初步工作和发现的基础上，建立了一个名为雷达干扰跟踪器(RIT)的工具，允许任何人在大范围和宽时间尺度内轻松搜索军用雷达的射频干扰(RFI)。

C波段干扰的年度总量也可以很容易地计算出来，并以简单易懂的方式显示在大面积的关注区域。如果一个雷达在哨兵1号的头顶上被打开，在某一年里只有一次，该工具就会发现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）。

这允许任何人跟踪某些军用雷达系统被部署的时间和地点。

您可以在这里访问该工具的源代码，而使用该工具的完整方法将在本文后面详细介绍。

事实证明，RIT工具在提供有关俄罗斯西部潜在部队和装备移动的线索方面非常有用，例如，去年9月，RIT在俄罗斯波戈诺沃和利斯基镇附近探测到两个较强信号。

在2019年和2020年的任何时候，这些地点都没有记录到信号。然而，在2021年末，随着俄罗斯军事力量开始向该国西部边境移动，这些印象出现了。尽管有报告称俄罗斯在7月下旬将军事硬件从波戈诺沃转移，但在2021年9月29日检测到干扰。

上图是通过使用RIT工具点击上述位置生成的。它显示了自2015年以来在这些坐标上返回哨兵1号的信号的历史强度。虽然有一些波动，但在2021年9月29日的信号中有一个巨大的尖峰，对应于上面图像中的蓝色RFI条纹。(上图来源:谷歌地图，下图来源:奥利·巴利林格)。

与此同时，利斯基是一个军事基地的所在地，尽管还没有主要的媒体报道军队在这一地区集结。

这一信号是否表明这是一个值得研究人员和分析师关注的领域？

这是RIT工具的主要优点之一，虽然许多记者和观察家利用商业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，但这可能是一个耗时的过程。

研究人员首先必须弄清楚在哪里寻找和指向卫星。然后，他们必须梳理收集到的每张图像，用肉眼寻找视觉证据，对这类图像的访问通常也是在付费墙之后。

识别上述雷达信号的妙处在于，它允许在聚焦于想要了解的区域之前撒下一张大网。当然，并非所有的部队集结或想要了解的地区都会被军事雷达系统的信号泄露。

最近几个月，RIT工具在俄罗斯西部捕捉到的另一个有意思的信号出现在顿河畔罗斯托夫市，该市距离乌克兰边境约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来源，该地区的其余部分似乎只不过是农田和几个小城镇。

尽管RIT工具有助于锁定目标区域，但仍需要手动搜索信号之下的内容，以识别产生的干扰，本文后面进一步展示了如何使用RIT工具定位信号源。

谷歌地图和街景显示了信号下方的一个类似巨型高尔夫球的大型结构，其中包含一个雷达系统。

如何使用雷达干扰跟踪器

尽管RIT工具应该相对直观，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作用。

下面是该工具与五个带标签的组件一起使用的屏幕截图，我们将分别查看每一个组件。在这个例子中，该工具集中在位于沙特阿拉伯达曼的MIM-104爱国者PAC-2导弹防御系统上，显示的图像是从2022年1月收集的雷达干扰的汇总。

1. 屏幕中央的点表示正在测量射频干扰(RFI)的位置。用户只需点击地图上他们想要调查的点，就可以在任何位置测量RFI。
2. 左图显示了地图中心蓝点位置的历史射频干扰(RFI)，地图上的红色和蓝色条纹对应于图中的大尖峰，这通常表明存在军用雷达或其他C波段干扰源。在这个例子中，我们可以看到这个雷达是在2021年年中的某个时候开启的。将鼠标悬停在图表上方将显示影像的拍摄日期，单击图表将加载该时期的影像。用户可以通过单击图表右侧的按钮来下载图表。
3. 这条线表示正在显示的图像的日期和聚合级别(年、月、日)。
4. 下拉菜单允许用户在三个层次上汇总卫星图像；按年汇总很费时间，但对拉网式监控很有用。如果在给定年份的任何一点检测到雷达，它将在这一层中可见。如果你已经发现了一个雷达并想进一步研究它，那么按月或按日聚合会快得多，也很有用，雷达层的不透明度可以通过右边的滑块来切换。
5. 要访问已知雷达的位置，请从下拉菜单中选择一个位置。

文章来源于bellingcat团队，无本人观点