基于天地圖API的航空無線電干擾區(qū)域定位平臺設(shè)計與實現(xiàn)

鳳瀧+余焰

摘 要：結(jié)合實際，重點探討了基于天地圖API的航空無線電干擾區(qū)域定位平臺設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：航空無線電干擾；定位平臺；設(shè)計；實現(xiàn)

引言

近年來民航空管甚高頻地空通信受到干擾情況日益嚴(yán)重，多個頻率均出現(xiàn)了不同程度的干擾，其中有些干擾嚴(yán)重的影響到管制對空通話，有些干擾持續(xù)長達(dá)數(shù)周時間，給飛行安全帶來了隱患。本文針對較難排查的空中受無線電干擾的特點，基于天地圖API，通過JavaScript腳本語言，設(shè)計并實現(xiàn)一個可視化、精確化的航空無線電干擾區(qū)域定位平臺，將空中航班反映的受干擾區(qū)域更精準(zhǔn)的定位，報送給地方無委，以期更快速準(zhǔn)確的定位干擾源。

1 航空無線電干擾

1.1 干擾類型

1.1.1 無線電干擾從原理來分，可分為同頻干擾、鄰頻干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾等。

1.1.2 從干擾源來分，可分為民航內(nèi)部干擾、廣播干擾、出租車電臺干擾、工科醫(yī)射頻設(shè)備干擾、無線電壓制設(shè)備等。

1.1.3 從干擾特征分，可分為廣播電視干擾、背景噪聲干擾、電流聲干擾、嘯叫聲干擾、警笛聲干擾、卡波道、電話語音、咔咔聲、不明干擾等。

1.1.4 從受干擾空間區(qū)域來分，又可分為空中受干擾、地面受干擾、空中與地面都受干擾。

1.2 空中受干擾區(qū)域的定位方案

空中受干擾的特點：干擾多發(fā)、排查困難。由于空管地面設(shè)備接收不到干擾，干擾情況全憑飛行員描述，同時受航班飛行高度、速度、航線、時間等因素制約，需從多個航班飛行員描述中確定干擾較強(qiáng)的大致區(qū)域。有時空中受干擾還是間歇型的，排查干擾源難度更大，如不能提供準(zhǔn)確的干擾區(qū)域范圍，地面排查可能會撲空。正是由于空中受干擾的特性，我們需要對受干擾區(qū)域更精準(zhǔn)的定位，為此我們曾提出兩個方案：

1.2.1 在空管自動化系統(tǒng)上加載行政區(qū)域圖，定位空中干擾區(qū)域所對應(yīng)的行政區(qū)域。能在空管自動化系統(tǒng)上直接標(biāo)記干擾區(qū)域最理想，可惜自動化廠家目前只能提供中國邊界的圖層，更詳盡的行政區(qū)域圖層無法提供。這同我們的需求相差甚遠(yuǎn)，不得不放棄該方案。

1.2.2 在常用電子地圖（如百度地圖、GOOGLE地圖、天地圖等）上準(zhǔn)確加載機(jī)場、航路、航線、定位點等信息，將航班報告的空中干擾區(qū)域直接定位在電子地圖上。此方案的優(yōu)勢在于，除了詳細(xì)的行政區(qū)域圖之外，還可以疊加衛(wèi)星圖層、地形圖層，可以更直觀的了解受干擾區(qū)域地面的地理信息數(shù)據(jù)。通過對常用電子地圖比選，從衛(wèi)星圖層完整性、數(shù)據(jù)安全等方面綜合考慮，我們選擇了國家地理信息公共服務(wù)平臺--天地圖。

2 天地圖API介紹

“天地圖”是國家測繪地理信息局主導(dǎo)建設(shè)的國家地理信息公共服務(wù)平臺。天地圖API將“天地圖”的數(shù)據(jù)及功能服務(wù)資源以應(yīng)用接口的形式對外開放，開發(fā)者可以利用天地圖API將“天地圖”豐富的地圖功能嵌入到各類應(yīng)用系統(tǒng)、網(wǎng)站或移動終端應(yīng)用中，以此來實現(xiàn)各類增值服務(wù)及應(yīng)用。

天地圖API包括WEB API和移動API，天地圖Web API是一套基于JavaScript全新升級的應(yīng)用程序接口，為開發(fā)者提供了快速調(diào)用天地圖在線地理信息服務(wù)的通道，包括快速創(chuàng)建地圖、調(diào)用地圖、在地圖上添加覆蓋物等。

JavaScript是一種屬于網(wǎng)絡(luò)的腳本語言，已經(jīng)被廣泛用于Web應(yīng)用開發(fā)，通常JavaScript腳本是通過嵌入在HTML中來實現(xiàn)自身的功能的。JavaScript 具有如下幾個特點：這是一種解釋性的腳本語言（代碼不進(jìn)行預(yù)編譯）；主要用來向HTML 頁面添加交互行為；可以直接嵌入HTML 頁面，但寫成單獨的js文件有利于結(jié)構(gòu)和行為的分離；跨平臺特性，在絕大多數(shù)瀏覽器的支持下，可以在多種平臺下運行。

3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 設(shè)計方案

3.1.1 功能要求。在對航空無線電干擾區(qū)域定位平臺的設(shè)計中應(yīng)該具有如下功能：通過為地圖加載控件實現(xiàn)地圖縮放平移等基本功能，衛(wèi)星、地形等圖層的選擇加載功能；通過為地圖添加覆蓋物，實現(xiàn)地圖上機(jī)場、航路、航線、定位點、管制區(qū)、距離環(huán)等信息的顯示；通過為地圖加載地圖工具，實現(xiàn)干擾區(qū)域測距、標(biāo)注等功能。

3.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該平臺功能的實現(xiàn)可用如圖1結(jié)構(gòu)表示。

3.2 部分JavaScript實現(xiàn)代碼

3.2.1 地圖加載

（1）初始化地圖對象

map = new TMap（“mapDiv”）；

（2）設(shè)置顯示地圖的中心點和級別

map.centerAndZoom（new TLngLat（longitude， latitude），zoom）； //中心點經(jīng)緯度

（3）允許鼠標(biāo)雙擊地圖放大

map.enableDoubleClickZoom（ ）；

（4）允許鼠標(biāo)滾輪縮放地圖

map.enableHandleMouseScroll（ ）；

3.2.2 添加覆蓋物

（1）向地圖上添加航路航線，以添加G341航線為例：

3.3 系統(tǒng)效果展示

本地區(qū)航空無線電干擾區(qū)域定位平臺已實現(xiàn)在行政區(qū)域圖上準(zhǔn)確加載機(jī)場、航路、航線、定位點、管制區(qū)、距離環(huán)等信息；可以選擇疊加衛(wèi)星圖層、地形圖層，方便查看并了解受干擾區(qū)域地面的地理、地形等信息數(shù)據(jù)；還提供測距、標(biāo)注功能的地圖工具，用來標(biāo)記干擾區(qū)域。平臺整體效果圖，見圖2；局部加載地形混合地圖效果，見圖3。

3.4 系統(tǒng)應(yīng)用實例

2015年12月13日起，進(jìn)港航班反映本場24號跑道五邊，距離本場10-25km高度900-1200m空中塔臺主頻有背景廣播聲嚴(yán)重干擾，有航班反映能聽到唱二人轉(zhuǎn)，無法聽清管制員指令。由于干擾區(qū)域剛好處于進(jìn)近管制、塔臺管制交接區(qū)域，航班聽不清塔臺管制指令，影響了正常管制交接，嚴(yán)重影響了航班飛行安全，塔臺管制被迫更換備頻。收到塔臺干擾申訴后，我們立即將情況填寫航空無線電頻率干擾申訴報告表，并利用當(dāng)時處于測試中的航空無線電干擾區(qū)域定位平臺畫出干擾區(qū)域范圍，見圖4，報請省無委協(xié)助排查。

省無委組織相關(guān)技術(shù)力量前往受干擾區(qū)域進(jìn)行排查，由于干擾范圍定位準(zhǔn)確，很快確定干擾源來自省廣播電臺某頻道，位于干擾區(qū)域附近的某調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺，設(shè)備發(fā)射功率超高，經(jīng)省無委協(xié)調(diào)已調(diào)低設(shè)備功率，干擾消失，塔臺改回主頻工作。

3.5 系統(tǒng)新功能開發(fā)

目前建成的平臺還處在基礎(chǔ)階段，我們將不斷完善并添加新的功能。受西北同行啟發(fā)，我們計劃將利用垂徑定理定向的功能加入，屆時將提供干擾源方向參考功能。

垂徑定理，推論二：弦的垂直平分線經(jīng)過圓心，并且平分這條弦所對的弧。我們選取干擾強(qiáng)度相同的兩個點連線作為弦，并做該弦的垂直平分線，垂直平分線應(yīng)當(dāng)經(jīng)過以干擾源為圓心的圓。只要我們能從航班的描述中得到干擾強(qiáng)度相同的兩個點，尤其是干擾出現(xiàn)和消失的兩個點，通過做垂直平分線即可得到干擾源的兩個方向，雖然可能會有一定誤差，但這將極大的縮小地面干擾排查范圍，沿著垂直平分線的兩個方向排查總有一個方向會有收獲。這在前面干擾案例排查的結(jié)果中可以得到印證，干擾源剛好在垂直平分線西北方向附近。

結(jié)束語

航空無線電干擾日趨嚴(yán)重的今天，干擾排查申訴不只是排除內(nèi)部干擾，填表報告，我們需要提供詳實準(zhǔn)確的干擾信息，一個準(zhǔn)確的位置范圍信息可以縮小排查范圍，推動干擾排查進(jìn)展，直接影響干擾排查效率。本文從空中受干擾區(qū)域精準(zhǔn)定位入手，設(shè)計并實現(xiàn)基于天地圖API的航空無線電干擾區(qū)域定位平臺，希望能對經(jīng)常遇到空中無線電干擾的同行，開闊思路，提供一定借鑒和幫助，以期共同提高應(yīng)對航空無線電干擾的水平。