航空安全保护的无线电监测技术措施-马方立讲课教案.doc

航空无线电安全保护的法规、标准与监测技术四川省无线电监测站 马方立摘要 介绍了航空无线电安全保护的法规和技术标准，提出了安全保护的多种技术措施，着重讨论了电磁环境测试技术、设备检测技术、日常监测技术和干扰查找技术，分析了航空部门可以实施的配合工作。关键词 航空无线电 安全保护 法规 技术标准 无线电监测 设备检测1. 引言 从怀特兄弟1903年发明飞机开始的前几年，航空先驱者们忙于解决飞行中的基本问题。1910年，加拿大的设计师和飞行员JDA麦柯边在美国开了在飞机上利用无线电台的先河。在第一次世界大战中，飞机被不同国家的军队用来执行侦察任务，需要有空地无线电联络设备。从此，无线电与航空业接下不解之缘。今天，航空无线电设备是飞机、机场和导航站的必不可少的重要组成部分。航空无线电业务的种类较多，从不同的角度出发，有不同的分类法，最常用的方法是按照功能，分为通信和导航两大类。无线电通信主要用以实现飞机与地面之间、飞机与飞机之间的相互通信，也用以进行机内通话、广播、记录驾驶舱内的语音以及向旅客提供视听娱乐信号；无线电导航的基本功能是引导飞机按选定航路安全、经济地完成规定的飞行任务。 有时，也可将机载无线电系统分为通信、导航、雷达三种。这里从导航系统中列出的雷达系统，是指那些利用目标对无线电波的反射而实现目标探测和定位计算的无线电系统，例如气象雷达系统和多普勒导航雷达。这样，可以把无线电高度表称为测高雷达。空中交通管制应答机则是二次雷达系统的机载设备。当然，这种分法也只是一种习惯而已，其间并没有严格的界线。有的航空无线电系统，不需要任何地面设施，便可实现系统的既定功能，这样的系统称为自备式（或称自主备式）系统，例如无线电高度表、气象雷达和多普勒导航系统；相应地，那些需要和地面设施配合才能实现既定功能的系统称为他备式系统，如测距机、应答机、定向机、全向信标系统等。 飞行安全关系非常重大，而保障航空无线电专用频率的安全使用是航空飞行安全的重要前提之一。随着我国无线电台（站）总量的增加，以及机场、航线、航班数量的日渐增多，航空无线电专用频率遭受干扰的机率也随之增加，国家对此越来越重视。2. 航空无线电法规2.1 国际性 1944年12月签订的国际民用航空公约附件10“航空电信” 国际电信联盟无线电规则2004年版2.2 全国性 1996年3月1日起施行的中华人民共和国民用航空法 2001年8月12日起施行的军用机场净空规定修订版 2003年，信息产业部、国家安全生产监督管理局、国家空管和中国民用航空总局以信部联无2003203号发布关于开展保护民用航空无线电专用频率专项整顿活动的通告 2006年8月1日起施行的保护军用航空无线电专用频率实施细则2.3 民航部门性 1990年11月1日起施行的中国民用航空无线电管理规定 2000年1月5日起施行的CCAR-93TM-R2中国民用航空空中交通管理规则修订版 2000年12月18日起施行的CCAR166民用机场总体规划管理规定 1990年11月1日起施行的中国民用航空通信导航雷达工作规则 2001年8月1日起施行的中华人民共和国飞行基本规则修订版 2005年11月15日下发的关于航空安全遇险和安全通信频率的通知2.4 地方性 1999年3月1 日起施行的安徽省民用机场净空环境保护条例 1999年8月1日起施行的上海市民用机场地区管理条例 2001年9月22日起施行的四川省民用机场净空及电磁环境保护条例 2003年10月1日起施行的重庆市民用机场保护条例3. 航空无线电技术规范3.1通用规范 GB/T14431-93无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强 MH/T4003-1996航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范3.2 地空通信业务 MH4001-1995甚高频地空通信地面设备通用规范 MH4001.1-1995甚高频设备技术要求 MH4001.2-1995甚高频设备维修规范 MH/T4002-1995短波地空通信地面设备通用规范3.3 陆基导航业务 GB6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB/T14282.1ILS下滑信标性能要求和测试方法 GB/T14282.3ILS航向信标性能要求和测试方法 GB/T9026-2000指点信标性能要求和测试方法 GB/T9027-2000无方向信标性能要求 GB/T18897-2002多普勒甚高频全向信标性能要求和测试方法 GB/T18902-2002超高频测距仪性能要求和测试方法 MH/T4006-1998航空无线电导航设备 MH/T4006.1-1998仪表着陆系统（ILS）技术要求 MH/T4006.2-1998甚高频全向信标（VOR）技术要求 MH/T4006.3-1998测距仪（DME）技术要求 MH/T4006.4-1998无方向性信标（NDB）技术要求3.4 雷达业务 GB/T11468-1989 265无线电高度表 GB/T11469-1989无线电高度表通用技术条件 GB12120-89空中交通管制航路监视一次雷达通用技术条件 GB12182-90空中交通管制二次监视雷达通用技术条件 MH4010-2000空中交通管制二次监视雷达设备技术规范3.5 其它业务 MH/T4004-1997航空移动业务卫星通信地面地球站总技术要求4. 航空无线电安全保障的技术措施航空无线电安全保障的措施，有法规措施、行政措施和技术措施。法规措施是指制订法律和规章制度；行政措施是指思想教育、加强管理，避免疏漏；技术措施是指通过改进航空无线电技术提高安全性能，或通过无线电监测技术，解决存在的无线电安全问题或隐患。技术措施包括无线电通信抗干扰技术（对于研制、生产单位）、操作使用技术（对于空管部门、飞行员）、维护和维修技术（对于维修保养单位）、频谱工程技术和无线电监测技术（对于无线电管理机构）。 近年来，随着航空业的迅猛发展，来自航空部门的无线电安全隐患时有发现。这其中既有行政管理上的问题，也有操作使用和维护维修技术方面的问题。四川省在2002年至今发生过4起，有民航部门的，也有空军的。2005年11月15日民航总局无办以2005122号函下发了关于航空安全遇险和安全通信频率的通知，通知指出：近期，在航空遇险和安全通信频率上发生误发射或误报警信号的事件时常发生，给航空无线电干扰排查工作带来极大影响。为保护航空遇险和安全通信频率，避免因使用或保护措施不当，造成有害干扰或引起自动紧急系统不正确的报警，对航空遇险和安全通信频率的保护规定通知如下：（1）根据国际民航组织的通信程序要求，在飞行中遇险的航空器必须使用当时与航空电台正常通信所使用的频率。但是为了在全世界范围内取得一致，使尽可能多的电台包括定向台和水上移动业务各电台保持或建立守听，有必要制定如下频率供已迫降在陆地或水面上的航空器使用（共10条，略）（2）任何单位和个人严禁对上述频率的遇险、报警、紧急或安全通信造成有害干扰。（3）若进行可能对上述频率产生影响的报警试验，须经试验地点所在的民航地区管理局无线电管理委员会办公室及其他相关部门同意。试验前，须先在试验频率上进行收听，确认在没有遇险信号传输的情况下再进行试验。（4）对机载无线电应急定位发射机进行维护测试工作，至少提前3天发布航行通告，并以书面形式通知测试地点所在的地区管理局无线电管理委员会办公室。每次测试只能在每小时开始的5分钟内进行，且每次发送不超过10秒钟。下文将重点讨论无线电监测技术措施，包括电磁环境测试技术、设备检测技术、日常监测技术和干扰查找技术。5. 电磁环境测试技术5.1 机场和航路导航台站的选址电测新机场和航路导航台站电磁环境保护，应始于建设之前。在选址时就必须考虑电磁环境因素，并作电磁环境测试，以免建成后遇到不易协调的干扰，造成重大损失。为新建机场和航路导航台站选址而进行的电磁环境测试，叫做选址电磁环境测试，简称选址电测。测试地点应选择各种地面电台的预选站址或其附近，尽量选择来波不受周围建筑物或地形影响的场地。为预防飞机在空中受干扰，对于VHF地空通信频率，最好在机场或其附近的制高点测试。对于开航电测，如果条件允许，还可调用航路附近的固定监测站参与测试。5.2 机场的开航电测由于电磁环境不是一层不变的，会随着无线电台站和辐射无线电波的非无线电设备的增减和参数变化而改变。因此，新机场开航前，或长期未用的旧机场复航前，应进行有关频段的电磁环境测试，以确定预指配频率上是否存在干扰。如果存在干扰而又不易消除，就应根据测试数据另选频率。为新机场开航或较长时间未启用的旧机场重新开航而进行的电磁环境测试，叫做机场开航电磁环境测试，简称开航电测。5.3 机场的周边电测机场开航以后，其无线电设备大都长时间开机，为避免相互影响，进行的电磁环境测试一般在其周边实施，称为机场周边电磁环境测试，简称周边电测。 测试地点的选择应根据机场塔台的发射和接收是否在一起来进行。对于发射和接收在一起的塔台，测试地点应选在离机场塔台1公里外的地方，以防产生假信号；对于发射和接收不在一起的塔台，测试地点可选在机场塔台附近。 6. 设备检测技术无线电设备检测从源头上减少干扰，及时发现问题，保护无线电频率资源。对于航空业务电台来说，可以有型号核准检测、新设台检测、在用设备检测、干扰查处检测、进口批次抽样检测几种形式。找出干扰源后，通过检测，判断问题所在，为干扰处理和协调提供技术依据。严格把关，只许可符合我国无线电管理规定的产品进口和为国内市场生产，维护国家的无线电主权。包括新设备检测、地面设备实地在线验收检测、机载设备开阔场检测、大修检测和重大任务检测。7.日常监测技术7.1对民航重要频段的监测定期利用与机场、航路距离在300公里之内，中间无障碍物阻挡的固定监测系统来实施。7.2对民航重要地点的监测定期利用机场、航路附近固定监测系统，以及移动或搬移式监测系统来实施。7.3对民航重要时段的监测在重大活动期间、重要专机飞行时，在重要的机场和航路附近的制高点，调动一切必要的监测力量来实施。8.航空干扰排查技术在用或备用的航空频率受到干扰，宜启动应急监测预案，立即查找；航空频段未用频率上出现非法信号或不明信号，采用常规干扰调查测试步骤。8.1 地面干扰航空无线电通信系统地面电台受到的、或者固定无线电监测网能够接收到的干扰。此类干扰一般比较容易解决，其查处方法同一般地面电台所受干扰。8.2 空中干扰航空无线电通信系统地面电台和固定无线电监测网均接收不到的、飞机在空中受到的干扰。排查的关键是找到能接收到干扰信号的地点。空中干扰，如果干扰信号不在固定无线电监测网的监测范围内时，解决起来往往要困难得多。因为 一方面，根据国际民航组织的规定，在民航客机上不能随意加装设备，这使得无线电监测设备不能轻易带上客机使用；另一方面，在没有阻挡的情况下，地空之间无线电波几乎按自由空间的模式传播，干扰源的作用距离比较远，可达300多公里。大功率无绳电话、FM广播发射机互调和杂散辐射的干扰距离可能达数百公里，其它干扰可能达数十公里。所以，空中干扰的干扰源，在地面所处位置的不确定范围比较大。干扰源查找的方法，按查找速度由快到慢的顺序，有以下三种： 配备一定数量的、带机载测向设备的测向飞机。首先通过空中飞行测向确定干扰源的大致区域，然后再由地面的监测测向设备进一步查找。此法的查找速度最快，在目前低空空域没有开放情况下的，飞行测向工作最好由空军实施，或者空军出飞行员，无线电管理机构出监测技术人员； 调动多套车载监测系统和搬移式监测系统搞拉网式会战（联合监测）。此法的查找速度较快，但投入人力物力较多。如果所用移动监测系统只有垂直极化方式，就应带上含有对数周期天线的便携式监测系统配合，因为如果干扰信号是水平极化的，用车载测向系统可能测不准方向，需要用对数周期天线和测试接收机验证极化方式和示向度。对于发射概率大的干扰，可采用移动监测搜索；对于发射概率小的干扰，可同时在受干扰区域附近的多处高楼顶和山头守候。如果某一时刻飞行员反映有干扰,而某地面守候地点收不到干扰，那么干扰源就不在该守候地点附近。一旦某一处或多处收到干扰，就可测向或定位。 出动1套或多套飞机散射信号定位系统，在受干扰区域附近的高楼顶和山头守候，只要有1套在1个地点测到干扰信号，就能够定位。 出动1套车载监测系统或搬移式监测系统，分时在不同地点作业，方法同。一旦在某一处收到干扰，就可测向并跟踪。此法的查找速度最慢，但投入人力物力较少。9. 航空部门的配合工作9.1发挥机场地面设备的监听作用笔者向民航西南空管局了解到，所有民航机场都有设备监听所在航路的区调频率。这样，当某区域出现空中干扰时，民航空管部门可首先询问干扰区域附近的机场地面能否收到干扰信号。如某机场地面能够收到，干扰源就在该机场的无线电视距内。9.2 干扰的证实与区域判断空中干扰的调查需要空管地面塔台和飞行员的配合。首先要通过地面塔台与飞行员的联络，记录尽量详细的干扰特征(如话音/数据/噪声，连续/间歇，出现时间段)和干扰起止位置。对于话音干扰，可以视为大功率无绳电话、FM 广播发射机互调或杂散辐射引起的干扰，需由近及远在较大范围内搜索；而对其它干扰，只需在较小范围内搜索。其次，在干扰源查找的过程中，也需要地面塔台和飞行员的配合，以便证实干扰源的真实性。9.3 开发机载监测系统在民用飞机上安装监测系统，配备12套天线。一套覆盖尽量宽的频段，置于机舱内，可迅速查出乘员失误造成的自带无线电设备开机；另一套（或与VHF电台共用，要增加共用器和馈线）置于机身外下半部分，可测量干扰场强。应与VHF电台联动。当机载VHF电台发射时，应使机外监测天线与监测设备断开，以免烧毁之。10. 结束语 航空无线电安全保护的法规和技术标准很多，限于篇幅，本文仅列出其名称和标准号（或施行日期），不能一一介绍其内容。参考文献1 蔡成仁，航空无线电，科学出版社，1992年2月第1版2 马方立，“VHF频段陆空通信秩序的综合治理”，中国无线电管理，2002年第7期3 李景春，刘斌，黄嘉，谭海峰，“飞机干扰源查找新方法初探”，中国无线电，2004年第7期4 梁军，“机载移动归航法测向系统”，中国无线电，2004年第9期5 李景春，刘斌，黄嘉，谭海峰，“民航飞机干扰源定位算法”，中国无线电，2004年第12期6 马方立，谢冬蓉，“机场选址和开航电磁环境测试探讨”，中国无线电，2005年第9期