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(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種借助Global Mapper軟件進(jìn)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(diǎn)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(jī)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(diǎn)

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(jì)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(yán)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(yùn)行的重要安全隱患。航空器在地面滑行、起飛、爬升、巡航、進(jìn)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(jìn)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(bào)告點(diǎn)附近，民航地空通信專用頻率1XX.525MHz頻率中，多個機(jī)組報(bào)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(qiáng)位置，地面管制人員將多個機(jī)組報(bào)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(diǎn)繪制矢量圖，還可以對地圖進(jìn)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(jìn)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(bào)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(bào)數(shù)據(jù)，利用導(dǎo)航臺、報(bào)告點(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)。將信息通報(bào)當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機(jī)構(gòu)，在干擾發(fā)生數(shù)小時內(nèi)，無線電管理機(jī)構(gòu)在C縣城查獲了設(shè)備發(fā)射指標(biāo)嚴(yán)重不符合有關(guān)要求的設(shè)備。責(zé)令設(shè)臺單位關(guān)機(jī)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(bào)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(bào)告干擾的方式有兩種，第一種是報(bào)告某位置附近受到干擾，第二種是報(bào)告某位置XXX方位XX公里受到干擾。這種報(bào)告某點(diǎn)受到干擾的方式，需要從此干擾點(diǎn)出發(fā)，向各方向發(fā)散排查干擾源，精準(zhǔn)度差，排查難度大。

因?yàn)楦蓴_信號在空中信號強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)弱變化，可以獲得干擾源最強(qiáng)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(zhǔn)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(jìn)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(bào)部門提供的專業(yè)航圖，航圖上只有航路航線、導(dǎo)航臺點(diǎn)、報(bào)告點(diǎn)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(bào)告點(diǎn)坐標(biāo)，無線電管理機(jī)構(gòu)由該點(diǎn)向外發(fā)散，無法準(zhǔn)確判斷干擾源位置，排查難度大。

目前無線電管理機(jī)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(jìn)行準(zhǔn)確定位，分析干擾源位置時準(zhǔn)確度不夠。

根據(jù)航圖中準(zhǔn)確的導(dǎo)航臺和報(bào)告點(diǎn)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(jī)造成干擾。灰廣播是指有合法設(shè)臺手續(xù)的無線電設(shè)備，因?yàn)闉V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(jī)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(jī)通信造成干擾，但是干擾范圍較小，易對機(jī)場場面和起落航班造成干擾，對空中飛行的飛機(jī)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(jìn)行標(biāo)記，干擾源分布在航路航線兩側(cè)出現(xiàn)點(diǎn)和消失點(diǎn)之間區(qū)域，根據(jù)與干擾最強(qiáng)點(diǎn)的位置距離關(guān)系，由近及遠(yuǎn)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(jī)構(gòu)到對應(yīng)位置進(jìn)行精確查找，現(xiàn)場測試確認(rèn)干擾源后，可以將設(shè)備關(guān)機(jī)或者降低功率，民航部門通過詢問空中飛機(jī)來進(jìn)一步確定干擾源排查的準(zhǔn)確性。

四、“三點(diǎn)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(diǎn)：干擾出現(xiàn)點(diǎn)、干擾消失點(diǎn)、干擾最強(qiáng)點(diǎn)，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(diǎn)。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(diǎn)一線”法判斷干擾源位置的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：1.只需要機(jī)組反饋干擾信號三要素，信息獲取難度低，信息準(zhǔn)確性高。2.不需要租用無線電監(jiān)測專業(yè)飛機(jī)，干擾排查費(fèi)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(jī)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(cái)力。

缺點(diǎn)：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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)QAR數(shù)據(jù)或者根據(jù)飛機(jī)發(fā)射ADS-B信號質(zhì)量來精準(zhǔn)判斷飛機(jī)受到干擾的位置，并獲取準(zhǔn)確的三點(diǎn)坐標(biāo)，即干擾出現(xiàn)點(diǎn)、干擾最強(qiáng)位點(diǎn)和干擾消失點(diǎn)。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(jìn)一步排查干擾源。

六、結(jié)束語

民航空中受干擾的機(jī)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(zhǔn)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(jī)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(jìn)行矢量建模，并在地圖平臺進(jìn)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(yùn)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(xiàn)

[1]吳濤，霍莉，師利民.對一起民航機(jī)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].