民航空中干擾的一種快速定位干擾源方法及應(yīng)用

摘要：民航通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備使用無線電頻率工作，航空器在空中飛行受到干擾時，因飛行高度高，可能存在干擾源的地面區(qū)域廣大，導(dǎo)致干擾排查困難。作者在總結(jié)長期無線電干擾排查經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了一種借助Global Mapper軟件進行矢量圖建模，結(jié)合地圖平臺的地理信息和干擾信號變化特點來快速分析判斷干擾源大致位置的方法。以期為民航無線電管理人員和地方無線電管理機構(gòu)提供一種空中無線電干擾快速定位干擾源的方法。

關(guān)鍵詞：民航;空中干擾;矢量圖建模;干擾特點

一、引言

近些年民航業(yè)快速發(fā)展，航班流量不斷增加，同時伴隨社會經(jīng)濟和信息技術(shù)高速發(fā)展，各類社會無線電臺數(shù)量不斷增多，加之設(shè)臺不夠規(guī)范，導(dǎo)致民航用頻環(huán)境日益復(fù)雜，航空器受干擾情況日趨嚴重。無線電干擾是近年來民航系統(tǒng)亟待解決的“五個環(huán)境”問題之一，成為民航運行的重要安全隱患。航空器在地面滑行、起飛、爬升、巡航、進場、降落的各個階段都有可能受到外界的無線電干擾。由于航空無線電使用頻率的視距傳播特性，航空器在空中飛行高度越高，受到干擾時，對應(yīng)需要排查的地面區(qū)域范圍越大。如何提高排查效率，快速定位干擾源所在位置，進一步派出技術(shù)人員到現(xiàn)場測試清除干擾源是目前排查民航空中干擾急需解決的問題。

二、空中干擾案例

（一）干擾出現(xiàn)

2021年6月某日，在蘭州管制區(qū)某航路PointE報告點附近，民航地空通信專用頻率1XX.525MHz頻率中，多個機組報告受到干擾，26日干擾持續(xù)出現(xiàn)，干擾內(nèi)容為廣播、戲曲、歌曲、雜音等。

（二）干擾信息搜集

技術(shù)人員通過管制員提前溝通飛行員，讓其留意干擾出現(xiàn)位置、消失位置以及干擾最強位置，地面管制人員將多個機組報告的結(jié)果記錄。

（三）Global Mapper軟件介紹

Global Mapper是一款地圖繪制軟件，可以利用坐標(biāo)點繪制矢量圖，還可以對地圖進行編輯、轉(zhuǎn)換、打印操作。利用軟件輸出的矢量圖可以方便地移植到其他地圖平臺，利用地圖平臺豐富的數(shù)據(jù)和資源對矢量地圖進行深入分析。

（四）繪制矢量圖

根據(jù)民航空中交通管理局航行情報服務(wù)中心公布的中國民航航路圖，或者其公布的其他情報數(shù)據(jù)，利用導(dǎo)航臺、報告點的坐標(biāo)信息，在Global Mapper中繪制干擾區(qū)域的航路航線圖（如圖1所示），并將繪制好的圖形導(dǎo)出為矢量格式，便于在其他地理平臺使用。

（五）干擾分析

在地理平臺中導(dǎo)入繪制好的航路矢量圖，在地理平臺標(biāo)注干擾出現(xiàn)位置、干擾最強位置、干擾消失位置。

在地理平臺中分析干擾航線周邊地理信息和人口分布等信息，判斷C縣城存在干擾源的可能性最強。將信息通報當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機構(gòu)，在干擾發(fā)生數(shù)小時內(nèi)，無線電管理機構(gòu)在C縣城查獲了設(shè)備發(fā)射指標(biāo)嚴重不符合有關(guān)要求的設(shè)備。責(zé)令設(shè)臺單位關(guān)機整改后，該區(qū)域空中無線電干擾消失。

三、空中干擾迅速定位干擾源方法

（一）干擾信息搜集“三要素”

空中干擾一般由飛行員向地面管制員報告，或者管制員主動詢問飛行員。干擾情況完全依靠飛行員語言描述，再由地面管制人員記錄和轉(zhuǎn)述。

民航管制人員傳統(tǒng)報告干擾的方式有兩種，第一種是報告某位置附近受到干擾，第二種是報告某位置XXX方位XX公里受到干擾。這種報告某點受到干擾的方式，需要從此干擾點出發(fā)，向各方向發(fā)散排查干擾源，精準度差，排查難度大。

因為干擾信號在空中信號強度弱，航空器飛行高度高、速度快，駕駛艙各類噪聲大，飛行員精力分配等因素疊加，一般干擾內(nèi)容很難分辨。這時候請飛行員判斷干擾源的有無狀態(tài)、和干擾最強位置成為分析干擾源位置的三個關(guān)鍵要素。

飛行員根據(jù)干擾的有無兩種狀態(tài)的變化，可以獲得干擾出現(xiàn)位置和干擾消失位置兩個要素。

飛行員根據(jù)干擾的強弱變化，可以獲得干擾源最強位置一個要素。

地空話音通信的無線電干擾沒有測試設(shè)備和準確的測試數(shù)據(jù)，干擾信息三要素主要靠飛行員的主觀判斷，受限于不同航空器設(shè)備和不同飛行員的個體差異，應(yīng)該盡可能多地獲取多組數(shù)據(jù)，然后對多個樣本進行分析。

（二）矢量圖的繪制和應(yīng)用

民航管制人員和技術(shù)人員使用的是民航航行情報部門提供的專業(yè)航圖，航圖上只有航路航線、導(dǎo)航臺點、報告點等飛行專用信息，缺少行政區(qū)名稱、地形等地理信息。無法直觀了解干擾區(qū)域周邊的情況。民航部門申訴干擾時，如果只提供報告點坐標(biāo)，無線電管理機構(gòu)由該點向外發(fā)散，無法準確判斷干擾源位置，排查難度大。

目前無線電管理機構(gòu)一般通過手工繪制地圖的方式來分析干擾情況，使用的普通地圖和電子地圖上只有地名、道路信息，手工繪制地圖誤差較大，信息有限，不能對干擾三要素位置進行準確定位，分析干擾源位置時準確度不夠。

根據(jù)航圖中準確的導(dǎo)航臺和報告點的坐標(biāo)信息，在Global Mapper中繪制干擾區(qū)域周邊的航路航線矢量圖，并將繪制好的矢量圖載入到地圖平臺。地圖平臺中包括了豐富的地理信息，包括地名、地形、道路、地貌、海拔高度、衛(wèi)星高清影像等，對精確定位干擾區(qū)域和干擾源位置起到很大的輔助作用。

（三）干擾源位置判斷

民航地空通信空中無線電干擾的干擾源一般是廣播干擾，主要分為黑廣播和灰廣播兩類。黑廣播是指未經(jīng)廣電主管部門和無線電管理部門審批，私自設(shè)立的非法廣播電臺，主要用于違法藥品宣傳、假藥推銷等商業(yè)活動，給社會造成很大危害，而且黑廣播發(fā)射設(shè)備質(zhì)量差、功率較大，容易對民航飛機造成干擾?；覐V播是指有合法設(shè)臺手續(xù)的無線電設(shè)備，因為濾波器參數(shù)漂移、設(shè)備老化、提高功率等原因?qū)е聦γ窈斤w機的干擾。筆者在工作過程中還發(fā)現(xiàn)了一些供電設(shè)施設(shè)備故障也可以對民航飛機通信造成干擾，但是干擾范圍較小，易對機場場面和起落航班造成干擾，對空中飛行的飛機沒有影響。

不論是黑廣播還是灰廣播，設(shè)臺目的都是要覆蓋人口密集區(qū)域，一般建在城市、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)。民航空中干擾發(fā)生后，在地圖平臺導(dǎo)入矢量圖，對干擾信息三要素在圖上進行標(biāo)記，干擾源分布在航路航線兩側(cè)出現(xiàn)點和消失點之間區(qū)域，根據(jù)與干擾最強點的位置距離關(guān)系，由近及遠的來快速定位干擾源。在山區(qū)較多的地區(qū)還需要結(jié)合區(qū)域的地形特征，綜合判斷干擾源的大致位置。

判斷出干擾源的大致位置后，通知地方無線電管理機構(gòu)到對應(yīng)位置進行精確查找，現(xiàn)場測試確認干擾源后，可以將設(shè)備關(guān)機或者降低功率，民航部門通過詢問空中飛機來進一步確定干擾源排查的準確性。

四、“三點一線”方法定位干擾源

根據(jù)干擾排查案例和理論分析，空中的空通信干擾發(fā)生后，需要確定三個點：干擾出現(xiàn)點、干擾消失點、干擾最強點，以及繪制出矢量航路航線。在地圖平臺上導(dǎo)入矢量圖，并標(biāo)注關(guān)鍵的三個點。綜合分析附近區(qū)域的人口分布情況和地理信息，就可以快速定位干擾源位置，協(xié)助無委快速排查和清除干擾源。

“三點一線”法判斷干擾源位置的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：1.只需要機組反饋干擾信號三要素，信息獲取難度低，信息準確性高。2.不需要租用無線電監(jiān)測專業(yè)飛機，干擾排查費用低。3.地理平臺有多種選擇，信息共享度高，可以協(xié)助無線電管理機構(gòu)快速單位干擾源。4.排查時間短，排查效率高，節(jié)約人力物力和財力。

缺點：1.只能大致判斷干擾源所在區(qū)域，不能精確定位干擾源。2.矢量建模和地圖平臺等專業(yè)軟件需要一定學(xué)習(xí)成本。

五、空中GPS干擾的排查

近年來，空中飛機受到無線電干擾事件頻繁發(fā)生，干擾數(shù)量和危害程度呈現(xiàn)上升趨勢。對飛行安全影響最大的兩類就是地空通信干擾和機載GPS干擾。地空通信受干擾將導(dǎo)致飛行員無法有效守聽和識別地面管制人員的指令，機載GPS受到干擾會導(dǎo)致航空器失去部分導(dǎo)航和監(jiān)視功能和操作能力。

目前民航系統(tǒng)已經(jīng)可以通過獲取飛機QAR數(shù)據(jù)或者根據(jù)飛機發(fā)射ADS-B信號質(zhì)量來精準判斷飛機受到干擾的位置，并獲取準確的三點坐標(biāo)，即干擾出現(xiàn)點、干擾最強位點和干擾消失點。和地空通信受干擾的情況一樣，繪制矢量圖后在地圖平臺分析干擾源的位置，并協(xié)助無委進一步排查干擾源。

六、結(jié)束語

民航空中受干擾的機載設(shè)備處于高空高速飛行狀態(tài)，排查工作一直存在較大困難。民航部門在申訴干擾時應(yīng)提供準確的干擾信息，并初步判斷干擾源位置，協(xié)助無線電部門快速排查干擾。民航單位和地方無線電機構(gòu)的通力合作，才能快速排除干擾源，保障民航飛行安全。對航路航線和管制扇區(qū)進行矢量建模，并在地圖平臺進行應(yīng)用，不僅可以協(xié)助定位干擾源，還可以推廣到民航臺站選址、通信監(jiān)視覆蓋優(yōu)化、通導(dǎo)設(shè)備運維等工作中。

作者單位：朱永振" " 民航甘肅空管分局綜合業(yè)務(wù)部

參" 考" 文" 獻

[1]吳濤，霍莉，師利民.對一起民航機載GNSS系統(tǒng)干擾的排查與思考[J].中國無線電，2022（1）：60-63.

[2]吳航.民航VHF通信空中干擾的干擾源位置判定[J].