淺談民航GPS 導航和塔臺地空通信的干擾排查

趙 明

（中國民用航空西北地區空中交通管理局，陜西 西安 710003）

地空通信是當前民航在實施空中交通管控時采取的主要通信方式，通過這種通信系統，可以有效獲取通信信息，再結合應用GPS 導航等技術，獲取定位信息，可以提升通信技術水平。然而當前無線電技術飛速發展，各類電子產品被推向市場，這些設備的使用可能會給民航通信帶來一定程度的干擾。現研究民航對塔臺通信以及GPS 導航系統所受到的干擾進行排查的相關事項。[1]

1 主要干擾類型以及形成原因

互調干擾是比較常見的干擾問題，如果接收設備的前端電路存在選擇性方面的問題，干擾信號在經過輸入端時，受到變頻級具有的非線性作用的影響，不同的干擾信號會產生混頻現象，頻率近似正常信號頻率，加強了互調干擾的力度，抵達中放系統后，形成差拍檢波，形成嘯叫聲。除了互調干擾之外，還有同頻干擾，當有用信號與無用信號處于相同的載頻時，接收機會受到同頻道其他有用信號帶來的干擾；發射器形成雜散輻射與諧波在獲取有用信號時可能形成干擾，進而產生外帶干擾現象。如果有用信號相對比較微弱，受到高頻回路帶中強度較高的干擾信號的影響，出現阻塞干擾問題，程度輕微時，僅會使接收裝置的靈敏度降低，但是如果干擾問題比較嚴重，就會使通信中斷。[2]

地空通信活動的干擾信號形成原因比較復雜，首先通信設備本身可能存在問題，進而導致各種干擾現象形成，通信設備使用時間過長，存在老化現象，因此應當及時更換設備，同時要對設備配置進行檢查，使用規范的安裝方式，以此消除設備本身存在的干擾問題；周邊配套設施也會給地空通信帶來干擾，比如地空通信系統周邊有高壓電路，線路產生故障后，會形成擊穿放電現象，導致正常的通信頻率受到干擾，這種干擾現象在天氣干燥時容易產生。

2 針對GPS 導航以及塔臺通信系統展開干擾排查

2.1 排查GPS 導航系統受到的干擾

如果GPS 系統的接收設備無法獲取定位信息，航班在降落與起飛區域中就無法定位導航，在排查具體干擾因素時，首先可以展開比對試驗，啟動接收設備與導航儀設備，將其放置到同一個位置后，同時搜索衛星信號，導航儀設備可以實現精準定位，成功搜索10 顆衛星發出的信號；而接收設備并未搜索到任何衛星信號，無法實現定位。[3]

人員對外圍區域展開調查與比對，發現設備均能夠正常發揮作用，因此將干擾區域確定為內圍區域，即機場范圍內。在塔臺上測試衛星信號所處的電磁環境，將拋物面天線架設到塔臺樓頂，與放大低噪聲的設備進行連接，同時啟用頻譜儀以及分析儀（圖1 為信號頻譜）。

圖1 異常信號頻譜圖

將天線方向轉動，使其指向西南方向，發出異常信號，使電平達到最大數值，信號展示出極大的強度，同時還帶有方向性，針對信號，進行定位，發現雜散信號。西南方向為辦公樓，其電平值為-31dBm，樓頂設有移動通信基站，抵達樓頂，繼續檢測電平值，為-29dBm，樓頂還放置了定向天線，天線指向機場跑道位置，頻段覆蓋了機場的衛星信號，針對此天線，設置鐵板，而后衛星信號能夠被有效接收，定位速度較快，而轉移鐵板后，干擾現象重新出現，因此確定此處為干擾源。與通信企業取得聯系，調整天線方向，同時改變設備運作參數，消除GPS 導航受到的干擾。

民航所使用的GPS 接收器也可能受到干擾，直放站天線往往具有一定的方向性，它可以直接指向周邊的基站小區，基站發出信號，經過放大處理后，再發給天線，然后傳遞到移動臺，放大從移動臺發出的上行信號，發回基站小區。施主天線在傳輸信號時，往往會形成較為固定化的路徑，范圍很窄，在周邊環境的直接干擾下會產生衰減的情況，如果信號接收區域在路徑范圍外，只能會的微弱信號，需要結合使用拋物面天線以及放大噪聲的設備，才可確定干擾源的位置。[4]

例如，2020 年7 月，通遼機場聯合通遼市無線電管理委員會、通遼機場公安分局開展導航GPS 信號干擾排查行動，依法查處并沒收了違法設置在某養殖場的GPS 信號干擾器，消除了該干擾器對民航客機GPS 信號的嚴重干擾。通遼機場向通遼市無線電管理處報告了機場西南方向約30公里附近GPS 信號受到干擾事件，干擾范圍從距離機場約30NM 接收不到信號，距離約10NM 信號恢復正常，GPS 信號干擾嚴重影響民航客機的進近著陸，給飛行安全帶來了安全隱患。在開展排查工作前，通遼機場和無線電管理處制定了詳細排查方案。排查工作從無委會的定點監測站開始實時監測，確定干擾信號為不定時發射。后續通遼機場工作人員配合無委會繪制了受干擾航路下方投影區域圖，在排查過程中技術人員重點對養殖場、小型加工廠開展排查，經過一周的地毯式排查，確定干擾源是設置在開魯鎮工業園區的某養殖場的GPS 信號干擾器。最終，機場公安分局依法沒收了該GPS 信號干擾器，并對相關人員進行教育，詳細講解無線電干擾的危害。在通遼機場降落的所有航班GPS 信號恢復正常，影響航空飛行安全的隱患得以消除。

2.2 排查塔臺地空設備受到的干擾

在民航行業中塔臺地空通信系統運行時很有可能會受到短促雜音干擾，影響相關人員對民航飛行器實際運行模式以及各項基礎因素接受的及時性和有效性。如果不能有效改善各項問題，就會導致塔臺地空通信系統在民航飛行器安全指導中作用效果下降，嚴重影響民航飛行器在實際航行過程中安全效果和穩定內涵。分析監聽記錄，發現塔臺指揮對話與雜音內容存在一定的相似性，因此展開比對試驗，如果塔臺通信系統聽到雜音，接收器處于同一頻率上，并未形成干擾現象，連接其他接收器也未出現干擾問題。

在機場的外圍區域選擇制高點，在此處架設發射天線，連接信號發生器，發射出無線電信號。如果塔臺通信系統能夠維持正常運行狀態，干擾音也會隨之變得明顯與清晰。通過功率計對塔臺原本的接收天線形成的駐波比進行測量，同時檢查天饋線是否出現影響傳輸質量的問題，基本確定無線電系統具有的部分性能指標比較差，主要是中頻抑制與接收選擇性等。因此在不對塔臺原本的工作頻率與接收設備進行調整的前提下，需要對現有的高頻天線實施改裝，重新選擇安裝位置，同時添加性能穩定的屏蔽線與饋線。塔臺對天饋線進行更新后，雜音干擾問題得到解決。排查干擾源時，需要提升技術水平，有效應用各類技術設備，同時對排查信息進行記錄，以此來發揮其在后續排查工作中的參考作用，提升排查效率。

3 結語

針對民航地空通信系統以及導航系統存在的干擾現象進行排查時，不僅要有效排查航路區域內，同時還要對周邊環境進行排查與分析，充分發揮出頻譜儀的作用，運用多種不同功能的接收機，測量并分析干擾頻率。不僅要形成技術保障，同時還要結合干擾問題與相關單位進行協調，以此縮短干擾問題存在的時間，使塔臺通信與導航功能能夠快速恢復。