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一场太阳风暴使美国各地的 GPS 中断了 33 英尺，科学家从未见过这种干扰
该事件暴露了依赖精确定位的系统中隐藏的弱点。
来源:ZME科学GPS 已经变得如此可靠，以至于我们几乎没有想到它。我们询问我们在哪里，数千英里外的卫星系统会在几秒钟内给出答案，精确度不到十英尺（三米）。大多数时候，系统是如此可靠，以至于没有理由认为有什么东西会使其偏离轨道。
但在 2025 年 11 月 11 日，事情发生了。
在严重的地磁风暴期间，美国大陆部分地区的 GPS 位置漂移超过 10 米（33 英尺）。骚乱持续了几个小时，席卷了该国大片地区。 GPS 并没有彻底失效，但它变得不够准确，足以威胁到依赖超精确定位的系统。
一项新研究解释了这一切是如何发生的，更重要的是，改变了科学家认为可能发生此类问题的位置。研究人员发现，极光椭圆区（极光最常出现的每个磁极周围的环形区域）异常地向南推进，并在中纬度地区（通常被认为相对安静的地区）产生了一条宽阔的受干扰、带电不均匀的空气带。
之前曾在中纬度地区观察到强烈的信号衰落，但仅限于个别情况。这场风暴表明，同样类型的破坏可以蔓延到更大的区域。
下一个问题是科学家是否可以利用这些知识来预测太阳风暴将在何时何地使 GPS 精度偏离轨道。
闪烁信号
GPS 卫星通过向地球上的接收器发送精确定时的无线电信号来确定位置。这些信号必须穿过电离层，这是一个充满带电粒子的区域。
导致 GPS 信号闪烁的干扰（一种称为闪烁的现象）最常发生在两极和赤道附近。与美国大部分地区一样，中纬度地区往往较为平静。科学家们之前曾在那里检测到强烈的振幅闪烁，但大多是在孤立的地点。这项新研究首次报告了大范围经度的情况。
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研究人员利用地面 GPS 站、极光相机和其他仪器重建了这场风暴。随着风暴加剧，极光椭圆形向赤道扩展。高能粒子涌入电离层，形成宽阔的东西向带，其中电子密度突然变化。沿着这些边界形成了较小的不规则形状。
对于 GPS 信号，结果有点像透过热路面上闪闪发光的空气。信号强度急剧波动，位置估计恶化。
部分地点误差超过10米。作者指出，即使是一两米的误差也会给精准农业和自动车辆导航带来严重问题。
我们可以缓解它吗？
对于日常活动来说，除了错误的转弯之外，GPS 误差不应该造成太大的干扰。但拖拉机沿着作物行自动转向，出错的空间要小得多。
精准农业利用高精度卫星引导进行种植、施肥和收获，并尽可能减少重叠。 GPS 还为电信、金融和其他关键基础设施提供计时。根据 NIST 的说法，GPS 计时有助于同步手机通话和为金融交易添加时间戳。
“如果 11 月份的超级风暴发生在美国农耕季节，可能会给美国农业和运输业带来重大损失，”研究人员写道。
有时 GPS 精度可能会变得更差。在 2024 年 5 月的地磁超级风暴期间，该漏洞变得异常明显。 2025 年发布的一项同行评审分析发现，美国中部部分地区的 GPS 定位误差达到 70 米，与报告的农场设备中断时间相吻合。
2025 年 11 月有所不同。误差通常较小，但强振幅闪烁以前所未有的地理规模在中纬度地区传播。风暴于 11 月到来，当时正值美国主要播种季节之外。
科学家可以看到太阳的大规模喷发并预测地磁风暴，但将风暴警报转化为当地 GPS 性能仍然很困难。闪烁不仅取决于太阳活动，还取决于地球的磁场、电场和快速变化的电离层。该研究呼吁协调观测和基于物理的模型来改进这些预测。
NOAA 太空天气预报中心同样指出，预测风暴强度与预测其对地球的影响不同。
随着机器变得更加自主，越来越多的行业依赖于精确的卫星定位，这些干扰变得更难被视为罕见的太空天气现象。 11 月的风暴表明，在通常被认为相对安全的地区，GPS 精度可能会迅速恶化。下一个挑战是在错误发生之前将新的理解转化为有用的警告。
该研究发表在《地球物理研究快报》杂志上。