民航GPS导航和塔台地空通信的干扰排查研究

解晓佳

摘 要：进行复航前校飞工作的过程中，全球定位导航系统无法在机场跑道和起降区域发挥应有的作用，无法提供卫星导航定位信息，这给飞行器的飞航安全带来了巨大的负面影响。同时，机场塔台通信系统也出现了对讲语音不清晰、地空指挥调度无法顺利进行的问题，同样受到了一定的干擾，必然会给后续民航运行带来不便。在这种情况下，某地区无线电管理办公室组织监测排查人员到现场了解实际情况，并给出具体的故障排除方案。

关键词：民航GPS导航;塔台地空通信;干扰排查

引言

中国特色社会主义现代化建设初步取得了成果，特别是民航业的现代化发展给人民群众带来了巨大的便利，越来越多的人开始认可飞机出行这种方式，在这种情况下保证飞行器的顺利起降、安全飞航就显得尤为重要。而无线电是飞行器管制和通信的重要渠道，一旦无线电受到干扰，塔台的地空联系必将受到严重的影响，飞行器定位运行也会无法正常进行，因此在受到无线电干扰的情况下，有必要结合实际情况做好干扰排查工作。

1 GPS导航系统干扰的排查

某地区机场校飞工作负责人反映，2015年8--9月期间，民航复航校飞工作过程中，跑道地面盲降台和滑行飞机的GPS接收机无法顺利接收导航信息，使得航班无法顺利在起降区域进行降落。考虑到民航校飞所使用的接收机频率在F1 MHz、F2MHz、F3 MHz，排查人员在机场跑道上选择了若干位置尝试接收GPS信息，并利用民用导航仪和校飞GPS接收机，在同一位置接收导航卫星信号，其中民用GPS导航仪搜索到十颗卫星信号，能够正常运行，但是校飞GPS接收机却无法正常收到信号，更谈不上正常定位。而后，再将上述实验在机场外围进行一次，发现两套设备都能正常收到卫星信号并准确定位，这样一来即可确定受干扰区域在机场内部。排查人员和校飞工作人员进行了简单地沟通，并明确了彼此的分析思路，在此基础上决定在塔台针对GPS卫星信号进行电磁环境测试。即将抛物面天线安装到塔台楼上，通过40分贝的噪音放大器、安捷伦E4407B频谱分析仪和安立MS2721B手持频谱仪等进行电磁环境检查，跨域从20MHz逐步增加到1G，在这个过程中逐渐出现一异常连续长发信号（见下图）。对抛物面天线方向进行调整。

这一信号的强度非常大、方向性也非常明确，排查人员第一时间利用安立MS2721B手持频谱仪和定向天线，对该干扰信号进行徒步查找定位，经一段时间的检查后发现，200MHz频段范围内出现了杂散信号（见上图），搜索至机场塔台周围的社区民警中队时，该干扰信号的电平值达到了-31d Bm，经过仔细查找发现其楼顶安装了公众移动通信基站。在与中队民警沟通以后进入中队并上到了办公室楼顶，再利用安立手持频谱仪进行检测评估电平值达到了-29d B m，同时又发现了架设了一套直放站八木定向天线，该天线的方向直接对准机场跑道，工作频段与全球定位系统的导航卫星信号相重叠，故而影响到接受卫星导航信息。确定干扰信号来源以后，排查人员利用铁板遮挡天线后，飞机全球定位系统就能够顺利接收信号，校飞GPS接收机在跑道、盲降台、塔台等位置都能够正常运行并实现有效定位，为了确保排查的准确性将铁板移开，而后发现之前存在的干扰问题再次出现，此时可以确定，民警中队安装的一系列设备，恰好成为了民航GPS导航和塔台地空通信的干扰源。

2 GPS接收机干扰成因分析

全球定位系统是一种基于24小时全球环绕卫星而存在的庞大卫星导航定位系统，能够对使用者的位置进行高精度确认，卫星将自身的星历参数和时间信息持续不断地发送出来，校飞GPS接收机在顺利接收到信号的情况下，能够第一时间计算出飞行器的位置坐标、移动方向和速度。同时，卫星发射的信号普遍属于扩频信号，定位精度取决于原子钟精度，为了消除电离层折射误差，分别作154、120、115倍频，对卫星发射的三个信号载频F1、F2、F3进行计算。从实际情况来看，民用航空涉及到大量人员的人身财产安全，为保证万无一失，校飞GPS接收机必须要同时解调在F1和F3的两种伪码确定卫星信号到达时间，并确定伪距，才能最终保证定位信息的精确度等。通常情况下，双频GPS接收机的基线解精度为5mm+1ppm，民航飞机采用RNP技术导航，使用GPS技术和现代化的飞机计算机，确保飞行器能够遵循预计的航线进行飞行。案例中，该地区的机场校飞GPS接收机在特定区域受到干扰，主要原因不在设备本身，而在于机场内部安装了无线直放站施主天线设备，该天线设备发射的信号掩盖可F1频率，造成GPS输入信噪比降低、接收卫星信号质量大幅度下降等问题。除此之外，直放站施主天线的方向性非常明显，往往能够对应着某个基站小区，接收基站的下行信号后，对其进行放大处理再传输给移动台，再把移动台的上行信号放大发向基站小区，完成一个信号循环。实际上，这样的天线信号传输空间和传输线路比较稳定，影响范围并不大，在传输距离比较远、地理环境比较复杂的情况下会快速衰减并变成极为微弱的信号，必须要利用低噪声放大器和定向抛物面天线经一点测向，再根据测定方向进行追查，才能最终确定干扰源的位置并进行有效处理，提升民航GPS导航和塔台地空通信的干扰排查工作效果。

3结语

民用航空业的发展，标志着我国现代化脸皮进入新时期，为人民群众的出行带来了不可忽视的便利性，解决了长距离出行的问题。但是与此同时，一旦飞行器和塔台的无线通信受到影响，飞机将无法顺利起降和航行，机上乘客和机组人员的人身安全将受到重特大影响，机场的正常运行也无法进行。因此工作人员必须要结合实际情况和工作经验，利用相关设备做好民航GPS导航和塔台地空通信的干扰排查。

参考文献：

[1]罗伟.民航甚高频地空通信电台干扰及预防对策[J].数码世界，2019（02）：30.

（中国民用航空华北地区空中交通管理局空管中心进近管制室，北京市 朝阳区100621）