民用航空導(dǎo)航信號(hào)影響因素分析

時(shí)間:2022-06-15 09:56:45

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民用航空導(dǎo)航信號(hào)影響因素分析

摘要:本文主要分析了民用航空導(dǎo)航信號(hào)中常見的幾種干擾類型以及影響到民用航空導(dǎo)航信號(hào)的主要因素,并探討了具有可行性的解決方案,以期能為有關(guān)人員提供到一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞:民航;航空信號(hào);因素;管控措施

近年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展,同時(shí)也推動(dòng)了民航事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。民航安全問題是當(dāng)前人們共同關(guān)注的問題,其在運(yùn)行的過程中民航航空導(dǎo)航信號(hào)容易收到多方面因素的影響,威脅到航空飛行的安全。為了有效確保到民航航空導(dǎo)航的運(yùn)行,應(yīng)當(dāng)分析影響到其信號(hào)的因素,同時(shí)采取科學(xué)合理的解決措施,才能為民航事業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。[1]

1航空導(dǎo)航

先進(jìn)的智能系統(tǒng)的各種技術(shù)以及智能民航地圖導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都得到了極大的發(fā)展[2],另外,各航空公司對(duì)飛行安全都有較高的要求。因此,根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行和應(yīng)用模式,民航地圖導(dǎo)航系統(tǒng)在航路導(dǎo)航系統(tǒng)中可以分為人工實(shí)現(xiàn)、空中導(dǎo)航地圖系統(tǒng)、實(shí)施和輔助飛行移動(dòng)導(dǎo)航軟件系統(tǒng)。三者各有特點(diǎn),在應(yīng)用上分別有明顯的優(yōu)勢(shì)。它們?cè)诓煌母咚亠w行條件下的飛行地圖導(dǎo)航中可以發(fā)揮非常好的作用[3]。在中國(guó)目前的民航導(dǎo)航地圖中,GPS通常被用作標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有的GPS系統(tǒng)和相應(yīng)的接收設(shè)備可以達(dá)到良好的獨(dú)立性和完整性的應(yīng)用模式,并可以在大部分航空工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,而且GPS的精度也很高。特別是現(xiàn)代GPS系統(tǒng)在民航中的應(yīng)用受到了民航飛行員的高度評(píng)價(jià)。由于GPS系統(tǒng)本身在整個(gè)應(yīng)用過程中,其自身能力的市場(chǎng)價(jià)值不僅局限于航線導(dǎo)航的多元化推廣,還包含了大量接連提供的支持服務(wù)。有了清晰的高速飛行地圖導(dǎo)航塔,還可以實(shí)時(shí)飛行。

2導(dǎo)航信號(hào)干擾

2.1互調(diào)干擾

互調(diào)干擾(IMD)是由傳輸信道中非線性電路產(chǎn)生的,當(dāng)2個(gè)或多個(gè)不同頻率的信號(hào)輸入到非線性電路時(shí),由于非線性器件的作用,會(huì)產(chǎn)生很多諧波和組合頻率分量,其中與所需要的信號(hào)頻率ω0相接近的組合頻率分量會(huì)順利通過接收機(jī)而形成干擾。低頻將影響相同的時(shí)間段,而無用的非常相似的低頻可以非常平穩(wěn)地傳輸。電信飛機(jī)的影響將在很大程度上限制低有用頻率的正常傳輸。如果水平儀受到干擾,將導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量差或丟失,使控制器與飛機(jī)之間的通信嚴(yán)重阻塞[5]。并且對(duì)導(dǎo)航地圖軟件系統(tǒng)的恢復(fù)和連續(xù)運(yùn)行有很大影響,可造成非常嚴(yán)重的航空安全隱患。調(diào)整外部干擾也會(huì)破壞相關(guān)的設(shè)備。調(diào)節(jié)發(fā)射器必須在控制輸出電路部分獲得最佳諧振頻率時(shí)保證工作頻率,以確保最小的高壓電流和剩余電壓功率。其他線路的失諧會(huì)使電壓值增大,這些部件也會(huì)有嚴(yán)重的低熱,極有可能導(dǎo)致發(fā)射機(jī)故障,影響航空器連續(xù)飛行的安全性和可靠性。

2.2鄰頻道干擾

由外部干擾站的相鄰信道的輸出功率引起的外部干擾落在接收天線的通帶上,這通常被稱為相鄰信道干擾。在民航通信網(wǎng)的工作頻段附近,容易發(fā)生鄰道干擾而影響站點(diǎn)。不斷傳輸?shù)男盘?hào)中的一小部分存在于航空通信網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航地圖站的頻帶中,然后由導(dǎo)航地圖軟件系統(tǒng)進(jìn)行采訪。此時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)相鄰信道干擾信號(hào)。

2.3同頻干擾

同一信道中的外部干擾的方面是指無意義的信號(hào)的載波頻率與強(qiáng)信號(hào)的載波頻率相同的現(xiàn)象,對(duì)衛(wèi)星接收機(jī)發(fā)送到同一信道的無用信號(hào)會(huì)造成外部干擾。帶外干擾通常是指由各種機(jī)載發(fā)射設(shè)備產(chǎn)生的諧波和受雜散輻射影響的傳入有用信號(hào)產(chǎn)生的通帶引起的干擾。帶外干擾會(huì)引起強(qiáng)烈的諧波和雜波,極大地影響民航運(yùn)輸路線導(dǎo)航的各種信號(hào)。

3影響民航航空導(dǎo)航信號(hào)的主要因素

3.1內(nèi)部因素

通常情況下,內(nèi)部干擾信號(hào)指示源主要是由非航空因素引起的,以及與無線電通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,系統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)控制,錄像機(jī),機(jī)載雷達(dá)等有關(guān)的設(shè)備。例如,VHF短內(nèi)波無線電通常用于飛機(jī)起飛,民航飛機(jī)或直升機(jī)與地面之間的單向語(yǔ)音文本和數(shù)據(jù)通信;長(zhǎng)波通信和用于救災(zāi)的方面,通信支持和跨海通信網(wǎng)絡(luò);光波通信和設(shè)備及其二次利用;低光波頻率以獲取相關(guān)信息和數(shù)據(jù)傳輸;用于民航飛機(jī)的導(dǎo)航地圖,也可以對(duì)飛機(jī)進(jìn)行監(jiān)視。同時(shí)記錄飛行的綜合數(shù)據(jù)和探測(cè)雷達(dá)的綜合數(shù)據(jù),上述儀器設(shè)備所使用的設(shè)備經(jīng)常布置在機(jī)房?jī)?nèi),逐漸形成較大的電器,輻射到系統(tǒng)中,造成很大的沖擊,對(duì)航空安全構(gòu)成威脅。

3.2外部因素

影響軟件系統(tǒng)地圖導(dǎo)航信號(hào)的主要外在因素是:無線電廣播產(chǎn)生的信號(hào)干擾。一般來說從某種意義上講,廣播電子商務(wù)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的特點(diǎn)是與電力傳輸相關(guān)的連續(xù)運(yùn)行設(shè)備。廣播電臺(tái)和電視臺(tái)廣播這些站點(diǎn)部署在大都市地區(qū),差分轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備安裝在山腰。另外,民航地圖導(dǎo)航系統(tǒng)的頻譜一般在74~75.5MHz之間,而移動(dòng)臺(tái)應(yīng)用中的低頻段其次是76~85MHz,這一范圍非常接近,但是高頻和有限的優(yōu)質(zhì)資源逐漸增加了無線電廣播的頻率。民用航空系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的低頻逐漸擴(kuò)大,導(dǎo)致頻段不占位,在實(shí)際運(yùn)行中很容易產(chǎn)生表示干擾的信號(hào)模式。有關(guān)單位在安裝一些節(jié)目廣播設(shè)備后,在設(shè)備安裝或調(diào)試過程中,違反規(guī)定擅自改變有關(guān)參數(shù)并未及時(shí)向當(dāng)?shù)鼐用駨V播電臺(tái)和管理部門報(bào)告,容易造成信號(hào)干擾。這些廣播設(shè)備常年7×24h不間斷運(yùn)行,其所屬單位未及時(shí)對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和維修,導(dǎo)致設(shè)備性能出現(xiàn)問題,也是造成信號(hào)干擾的因素。2014年6月,112.9MHz的民航導(dǎo)航頻率受到干擾。在大機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航地圖站附近,工程師進(jìn)行了監(jiān)視和比較,發(fā)現(xiàn)干擾影響了內(nèi)容,這與調(diào)頻廣播中94.1MHz廣播電臺(tái)的內(nèi)容主題符合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)比該電臺(tái)備案的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)模板發(fā)現(xiàn),該信號(hào)明顯高于2013年記錄的信號(hào),后者高出近30dbuv。日常制造和生產(chǎn)的應(yīng)用,如醫(yī)療設(shè)施和工業(yè)制造設(shè)備,也會(huì)在不同程度上引起民航運(yùn)輸路線導(dǎo)航系統(tǒng)功能的變化。外部干擾的主要原因是所用設(shè)備中的諧波和各種雜質(zhì)輻射,在各種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施的工廠化生產(chǎn)過程中,頻率在短時(shí)間內(nèi)較高,穩(wěn)定性不夠,造成明顯的瞬時(shí)低頻偏轉(zhuǎn),偏離互聯(lián)網(wǎng)電視和中高頻調(diào)制到強(qiáng)信號(hào)。電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸干擾效應(yīng)一般是指電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的中性點(diǎn)放電和電暈連鎖效應(yīng),尤其適用于高壓輸電線路長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境由此產(chǎn)生的載波頻率信號(hào)往往是由外界對(duì)航空信號(hào)的干擾引起的。

4民航航空導(dǎo)航信號(hào)干擾的管控措施

4.1定期對(duì)機(jī)場(chǎng)周邊電磁環(huán)境進(jìn)行測(cè)試

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的良好形勢(shì)下,有線數(shù)字電視、廣播的頻率降低,移動(dòng)通信和大功率汽輪發(fā)電機(jī)組在大機(jī)場(chǎng)周圍越來越多。相關(guān)工作人員應(yīng)在國(guó)際機(jī)場(chǎng)周圍進(jìn)行兩次電磁脈沖環(huán)境測(cè)試,并做一個(gè)完整的測(cè)試分析報(bào)告,為及時(shí)檢測(cè)和排除外部干擾源提供更可靠的參考依據(jù)。

4.2及時(shí)排查干擾源

減少外部因素的不利影響的唯一方法是及時(shí)調(diào)查各種信號(hào)干擾源和通信路線導(dǎo)航站,并在調(diào)查過程中使用相關(guān)信息,以確保民航通信的穩(wěn)定性以及航空器的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

5結(jié)束語(yǔ)

由于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,且隨著電子信息設(shè)備的廣泛應(yīng)用,致使民航無線電容易受到影響,對(duì)飛行安全造成一定的威脅。因此,針對(duì)此問題應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際情況采取科學(xué)合理的措施,并排除干擾源,才能有效保護(hù)到航空飛行的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]趙娟.淺談民用航空機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航信號(hào)干擾因素與應(yīng)對(duì)措施[J].甘肅科技,2018,(16).33-34.

[2]劉曄,馬純清,文敏.民用航空導(dǎo)航信號(hào)的干擾探究[J].信息系統(tǒng)工程,2015,(4).15.

[3]郭彥濤.探究民用航空機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航信號(hào)干擾因素與應(yīng)對(duì)措施[J].大科技,2019,(44):229-230

[4]王玲,路建華,王銳.民航地空通信受干擾原因分析及防治措施探討[J].數(shù)字通信界,2019,(5):38-39.

[5]苑芳銘.民航地空通信受干擾原因分析及防治措施探討[J].中國(guó)科技投資,2019,(18):244.

作者:張金寶 林青 蘇旭 單位:陳守客航科院中宇(北京)新技術(shù)發(fā)展有限公司