托德-汉弗莱斯给SpaceX的提议很简单。通过一些软件的调整，其快速增长的Starlink星云也可以提供超精确的位置、导航和计时。资助汉弗莱斯在德克萨斯大学奥斯汀分校工作的美国陆军，希望为其古老而脆弱的GPS系统提供备份。Starlink是否可以胜任这一角色？
汉弗莱斯说，当这个想法在2020年首次提出时，SpaceX的高管们对这个想法持开放态度。然后从高处传来消息。”汉弗莱斯告诉《麻省理工科技评论》：”埃隆告诉我们谈话的领导人：其他所有的低地球轨道通信网络都已经破产了。”因此，我们[SpaceX]必须完全专注于不破产的问题。我们不能有任何分心。”
但汉弗莱斯不愿意接受拒绝的答案。在过去的两年里，他在UT奥斯汀的无线电导航实验室的团队一直在对从低地球轨道上的数千颗Starlink互联网卫星发送到地面接收器的信号进行反向工程。现在汉弗莱斯说他的团队已经破解了这个问题，他相信来自该星座的定期信标信号，旨在帮助接收器与卫星连接，可以构成一个有用的导航系统的基础。最重要的是，这根本不需要SpaceX的任何帮助就能完成。
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在他的实验室网站上发布的一篇非同行评审的论文中，汉弗莱斯声称提供了迄今为止对Starlink信号的最完整描述。他说，这些信息是开发一种新的全球导航技术的第一步，这种技术将独立于GPS或其欧洲、俄罗斯和中国的同类技术而运作。
“Starlink系统的信号是一个被严密保护的秘密，”汉弗莱斯说。”即使在我们早期的讨论中，当SpaceX比较合作时，他们也没有向我们透露任何信号结构。我们不得不从头开始，基本上建立一个小的无线电望远镜来窃听他们的信号。”
为了启动这个项目，奥斯汀大学获得了一个Starlink终端，并利用它从YouTube上流传拉斐尔-纳达尔的高清网球视频。这提供了一个恒定的Starlink信号源，附近的独立天线可以监听到。
汉弗莱斯很快意识到，Starlink依靠的是一种叫做正交频分复用（OFDM）的技术。OFDM是一种高效的数字传输编码方法，最初于20世纪60年代在贝尔实验室开发，现在用于Wi-Fi和5G。”OFDM风靡一时，”弗吉尼亚理工大学的GPS专家和航空航天教授Mark Psiaki说。”这是一种将每秒最多比特装入给定带宽的方法。”
UT Austin的研究人员并没有试图破解Starlink的加密，也没有访问从卫星下来的任何用户数据。相反，他们寻找同步序列—由轨道上的卫星传送下来的可预测的、重复的信号，以帮助接收者与它们协调。汉弗莱斯不仅找到了这样的序列，而且 “我们惊喜地发现，它们比严格要求的更多的同步序列，”他说。
每个序列还包含卫星的距离和速度的线索。汉弗莱斯说：”由于星链卫星每毫秒传输大约四个序列，”这对他们的定位系统的双重用途来说真是太好了。
如果地面接收器对卫星的运动有一个很好的概念—SpaceX公司在线分享这些信息以减少轨道碰撞的风险—它可以利用序列的规律性来计算出它们来自哪颗卫星，然后计算出与该卫星的距离。汉弗莱斯说，通过对多颗卫星重复这一过程，接收器可以将自己定位在大约30米之内。
如果SpaceX后来决定合作，在其下行链路中加入关于每颗卫星确切位置的额外数据，那么理论上这一精度可以提高到不到一米，使其与GPS竞争。SpaceX没有对评论请求作出回应。
其他研究人员也在走类似的道路。Zak Kassas是俄亥俄州立大学电子和计算机工程系的教授，也是美国交通部一个专注于导航弹性的中心的主任。去年，他的团队率先证明Starlink信号可用于定位，其中部分使用了机器学习。
Kassas的方法，他称之为认知机会主义导航，分析来自卫星的信号的周期和变化频率，因为它在头顶上行驶。接收器也使用同步序列，学习卫星的轨道，并跟踪它。通过多次卫星传递，接收器最终计算出自己的位置。在最近的一次会议上，Kassas声称他的系统现在已经实现了Starlink的精确度低于10米。”他说：”这是一个非常通用的框架，我们可以将其应用于任何地面或地外信号。”它将在飞行中学习，告诉你正在传输什么，并告诉你你在哪里。”
星联到底是为谁而设？
低地轨道卫星的蓬勃发展可能会改变那些为高速互联网而奋斗的客户的生活，但前提是他们能够负担得起。
更全面地了解Starlink的信号有超越导航的意义。例如，Starlink卫星目前似乎没有使用SpaceX获得许可的八个频道中的两个。汉弗莱斯推测，这可能是因为马斯克非常希望不干扰在邻近频率上运行的射电望远镜。轨道上的Starlink卫星的明亮条纹已经被指责为干扰了光学天文学。
UT Austin的发现也强调了对Starlink本身进行蓄意干扰的可能性。汉弗莱斯指出，虽然同步序列为导航带来了希望，但它们是完全可预测的，而且是在整个星座中使用，这是一个安全漏洞。”Psiaki说：”Humphreys为确定这些序列为导航界做了很大的贡献。”但是任何在开源序列上工作的导航系统肯定会被欺骗，因为每个人都会知道如何发现这些信号并创造出假信号。”
据报道，Starlink9月下旬在乌克兰遭遇了灾难性的通信中断，它被广泛用于语音和电子通信，帮助无人机飞行，甚至纠正炮火。虽然目前还不清楚这些中断是否是由于俄罗斯军队的干扰，但马斯克上周在推特上说。”俄罗斯正积极地试图杀死Starlink。为了保障，SpaceX已将大量资源转用于防御”。
Starlink无疑是乌克兰的救命稻草。然而，关于故障的报道和关于谁将为那里的Starlink服务付费的持续混乱引起了对其未来的担忧。
“汉弗莱斯说：”随着时间的推移和他们对Starlink的依赖加深，乌克兰和它在西方的盟友逐渐认识到他们对Starlink几乎没有控制权，而且对它知之甚少。”但现在许多人对星际链接的安全，包括其抗干扰能力有了既得利益。评估这种安全性始于对信号结构的清楚了解。”