關(guān)于航空器地面發(fā)射ATC干擾信號的故障分析及操作建議

陳萼松

摘 要：本文通過分析航空器地面發(fā)射ATC干擾信號的產(chǎn)生機制及危害，提出一些故障的防范措施，為飛機維修工作和機組操作提供建議。

關(guān)鍵詞：ATC;干擾;危害;機制;防范措施

一、背景：

近年來，隨著機場飛機數(shù)量的增加，空管塔臺反映地面出現(xiàn)ATC干擾的事件越來越多，嚴(yán)重影響空中管制秩序和航班的正常運行。通過造訪空管塔臺，走訪遇到過ATC干擾的機組，并經(jīng)過原理分析得出了一些結(jié)論。旨在總結(jié)出一些預(yù)防ATC干擾的建議，減少因ATC干擾造成的影響航空器正常運行和空管指揮不便的事件發(fā)生。

二、干擾的來源以及危害：

1、來自飛行機組起飛前或飛越機場上空時發(fā)現(xiàn)的地面ATC干擾的信號：

飛行機組在能見度比較低的機場跑道上等待起飛，如機組在ND下方看到一個顯示（XX.X）NM無方位和高度報告的TA（Traffic Advisor）入侵者信號，或者琥珀色實心圓（表示一個有高度報告和方位TA）入侵者信號，而飛機在地面只存在TA模式，RA（Resolution Advisor）模式被抑制，加之跑道能見度低，無法通過目視排除前方入侵者不在跑道或起飛路徑上，所以機組報告空中管制：地面存在向飛機發(fā)射的ATC 應(yīng)答機干擾信號。即當(dāng)入侵者足夠近時（地面TAU<20秒（預(yù)計撞到入侵者的時間）），飛機TCAS收到了TA（Traffic Advisor）入侵者信號。此時飛機不能起飛，直到空中管制排除ATC干擾信號。

若地面ATC應(yīng)答機信號帶了高度信息，則飛越該區(qū)域的航空器就會收到地面TCAS告警，這些區(qū)域包括機場區(qū)域、跑道、起落一邊、五邊，同時機組會向空管不斷證實該信號是否為干擾信號。

2、來自空中管制雷達收到的地面ATC干擾信號：

空管塔臺通常使用兩種雷達監(jiān)視航空器動態(tài)，一種是場監(jiān)雷達，為一次雷達，不需要接收ATC A/C模式信號，ATC應(yīng)答機信號中A模式發(fā)送飛機代碼識別號，C模式發(fā)送高度信號。在航班出港前空管員在飛機圓形圖標(biāo)上會注釋航班號，飛機型號，目的地機場和起飛跑道/落地跑道。如果空管員在場監(jiān)雷達上看到某個方形信號長期在某處不移動（正常情況下航空器起飛后感受起落架伸長傳感器信號，圖標(biāo)才會變成方形信號），則空管員則會認(rèn)為該方形信號為ATC干擾信號，影響交通管制秩序。

另一種是空中管制雷達，為二次雷達，需要接收ATC A/C模式信號，即飛機ATC應(yīng)答機接收到地面的詢問后回答一個ATC應(yīng)答信號，空管雷達接收到應(yīng)答信號后顯示的信息依次包括飛機的航班，速度，高度（多加兩個00），上升還是下降（箭頭表示），目標(biāo)高度，飛機型號，目的地機場四字代碼。正常情況下，飛機離地后（感受起落架伸長傳感器信號）才會發(fā)射ATC A/C模式應(yīng)答信號，才會在空管雷達上顯示，因此空中管制雷達正常情況下都是監(jiān)控在空中的飛機。如果空中管制雷達上，接收到不移動，高度為本場高度的ATC A/C模式應(yīng)答信號，則空管員認(rèn)為該ATC 應(yīng)答信號為干擾信號，影響交通管制秩序。

三、干擾信號的產(chǎn)生機制

眾所周知，飛機TCAS和地面基站（空管）發(fā)出的詢問信號，最終的應(yīng)答信號均為ATC應(yīng)答機信號。下面我們從飛機接收到的TCAS應(yīng)答信號和地面基站接收到的應(yīng)答信號來重點分析ATC應(yīng)答機信號產(chǎn)生的機制，以及如何演變成干擾信號。

1、如圖1所示對ATC/TCAS控制面板功能進行簡介

圖1

“STBY/AUTO/ON”：直接控制ATC應(yīng)答機的開關(guān)。下文會詳細(xì)介紹不同開關(guān)位置下觸發(fā)ATC應(yīng)答機發(fā)射的條件。

“ATC 1/ATC 2”： 對ATC應(yīng)答機1或2的選擇，選擇的ATC處于激活模式，沒有選擇的處于備份模式。

“ALT RPTG”：高度報告開關(guān)，在開位時ATC應(yīng)答機信號會包括高度信息，反之則不包含高度信息

“THRT/ALL/ABV/BLW”：

選擇THRT模式時，ND上只顯示TA/RA的飛機圖標(biāo)（最多只能顯示8架），ALL模式時顯示所有飛機的圖標(biāo)，選擇ABV時上部探測范圍從2700ft延伸到9900ft，BLW時下部探測范圍從2700ft延伸到9900ft。

“STBY/TA/‘TA/RA”：

處于TA時只在ND顯示TA信號，PFD不顯示RA操作提示，RA轉(zhuǎn)換成TA。處于TA/RA時，既有TA又有RA顯示。處于STBY時，TCAS處于備份狀態(tài)。

圖2

2、飛機TCAS接收到地面飛機的ATC應(yīng)答機信號

如圖2所示飛機在地面ATC開關(guān)在“AUTO”時不發(fā)射TCAS的應(yīng)答信號，所以正常情況下飛機TCAS無法接受地面其它飛機發(fā)送的ATC應(yīng)答機信號。

飛機在地面ATC開關(guān)在“STBY”位時，ATC應(yīng)答機不工作，同樣飛機TCAS無法接受地面其它飛機發(fā)送的應(yīng)答機信號，不存在干擾的問題。

飛機在地面ATC開關(guān)在“ON”位時，ATC應(yīng)答機會回答A/C模式的詢問， 處于非起飛和非進近階段的飛機TCAS會接受到其它地面飛機的ATC應(yīng)答機信號。AMM中有關(guān)TCAS接收ATC應(yīng)答信號的描述為：當(dāng)TCAS接收到其它飛機帶有C模式的高度脈沖的ATC應(yīng)答機信號后，會觸發(fā)TCAS開始接收該ATC應(yīng)答機信號。因此帶有高度報告的ATC應(yīng)答機信號（即C模式信號）存在觸發(fā)飛越該區(qū)域的飛機TCAS告警的可能性。飛機在地面ATC開關(guān)在“ON”位時，會產(chǎn)生對空中或地面的其它飛機產(chǎn)生ATC干擾信號。

飛機在空中ATC開關(guān)在“AUTO”和“ON”位時，ATC應(yīng)答機會回答其它所有飛機的TCAS詢問信號 。在飛機ND上會顯示飛機的高度，方位，上升或是下降。

3、空中管制雷達接收到地面飛機的ATC應(yīng)答機信號

如圖2所示，飛機在地面ATC開關(guān)在“STBY”位時，ATC應(yīng)答機不工作。同樣空中管制雷達無法接受地面其它飛機發(fā)送的應(yīng)答機信號，不存在干擾的問題。

飛機在地面ATC開關(guān)在“AUTO”時，不向空中管制雷達發(fā)射ATC A/C模式的應(yīng)答機信號，因此不會出現(xiàn)干擾信號 。如圖2表格中所示，ATC在“AUTO”位時會發(fā)射DF17格式的擴展脈沖信息，信息包含：飛機識別號，飛機型號，傳速率，高度類型，動態(tài)，地面軌跡，時間，經(jīng)緯度。目前國內(nèi)大部分機場的空管雷達不具備接收該信號的能力。但是在不久的將來，隨著空管多點定位系統(tǒng)的發(fā)展，飛機在地面ATC在“AUTO”位時發(fā)送給空管的信息將被用來實現(xiàn)多點定位功能，自動耦合計劃的功能，能顯著提高空中管制安全系數(shù)和工作效率。

飛機在地面ATC開關(guān)在“ON”位時，管制雷達和場監(jiān)雷達會顯示飛機發(fā)射的ATC應(yīng)答機信號，并帶有本場高度和飛機識別號（前提是ATC控制面板的高度報告開關(guān)在ON位以及飛機識別號已輸入）。場監(jiān)雷達接收到飛機離地的信號后，飛機顯示圖標(biāo)由圓形轉(zhuǎn)變成正方形，同時空中管制雷達上出現(xiàn)類似空中一樣的菱形圖標(biāo)，但是不會移動，高度只顯示本場高度。據(jù)空管人員反映：這會造成空管雷達告警，或者引起指揮不便。飛機在地面ATC開關(guān)在“ON”位時，會產(chǎn)生對空管的ATC干擾信號。

飛機在空中ATC開關(guān)在“AUTO”和“ON”位時，ATC應(yīng)答機會回答來自地面空管的詢問信號 。空管雷達上會顯示飛機的航班號（通過A模式信號耦合航班計劃得到），速度，高度，方位，上升或是下降。

四、手冊操作規(guī)范

機組在飛行準(zhǔn)備階段，飛行機組操作手冊（FCOM）中明確要求ATC處于STANDBY位。FCOM中提示，提前開啟ATC在ON位時，會產(chǎn)生干擾信號。

飛機推出后按機場空管要求啟用ATC（AUTO位或ON位），但是具體在AUTO位還是ON位FCOM中并未提及，建議與機場空管進行溝通。

飛機在著陸后FCOM要求ATC的開關(guān)位置按機場空管要求執(zhí)行。通常空管塔臺在飛機落地后會通知機組把ATC關(guān)閉在“STBY”位。

五、防范ATC干擾的建議

1、維護建議

A.飛機例行工作中做好ATC開關(guān)的檢查，確保ATC開關(guān)不在ON位。

B.飛機非例行維護工作中，做好防范ATC誤發(fā)射的維護工作。如做ADS-B驗證性測試、ATC操作測試、ATC S模式地址驗證（更改ICAO）時請?zhí)崆奥?lián)系空管，獲取代碼，忽略干擾信號。在進行相關(guān)模擬空中構(gòu)型，動靜壓測試等維護工作時，務(wù)必將ATC開關(guān)置于“STBY”位。進行ATC BITE測試、ATC天線功能測試時嚴(yán)格按手冊要求，關(guān)閉高度報告（ALT RPTG置于“OFF”位）。

2、操作建議

按FCOM和空管要求進行操作ATC開關(guān)位置。對于FCOM中明確按機場空管要求操作的項目，但沒有收到機場空管具體ATC操作指令的，建議空管和機組充分溝通后，進行具體操作。

參考文獻：

[1]《Airbus A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual》

[2]《Airbus A319/A320/A321 Flight Crew Operation Manual》