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民航 VHF 地空通信干扰源与处理措施研究

作者

黄腾飞

中国民用航空新疆空中交通管理局 新疆乌鲁木齐

引言:民航 VHF 地空通信作为航空器和地面管制系统间实时信息交互的一种重要手段,是确保航班安全起降和航线监控的“神经中枢”,其通信质量会影响到空中交通秩序的稳定性和飞行安全,在民航运输体系中具有重要的地位。近年来,在我国民航事业不断发展下,航班起降架次攀升,空域资源紧张,VHF 地面通信面临着干扰问题。所以在今后有必要对 VHF地空通信干扰产生机理进行探究,精准识别各类干扰源的特性以及分布规律,建立有效干扰处理措施,以提供民航通信保障能力。

一、民航 VHF 地空通信干扰源与处理的重要性

(一)确保飞行安全

VHF 地空通信干扰的危害具有直接性,航空器在万米高空飞行的过程中,飞行员和地面管制员的实时通信是应对险情的重要保障。如果通信受到干扰,管制指令可能出现一系列的问题,比如话语失真和信息断传等,致使飞行员难以对管制意图给予正确的理解。但排查民航 VHF 地空通信干扰源,再加上处理,会成为民航安全保障体系最重要的一项任务。通过构建全空域对网络实时监测,快速定位干扰信号,及时的消除安全隐患。再加上制定跨部门协同机制,联合多个部门专项整治,在源头上控制干扰源,筑牢空中交通安全防线,推动航空运输业高质量的发展。

(二)提高运行效率

民航 VHF 地空通信干扰源与处理有利于提高运行效率。通过建立覆盖终端区和航路的立体化监测体系,可缩短干扰响应时间。再加上执行干扰源快速处理机制,联合无线电管理部门实现“发现—定位-消除”闭环管理,避免由于干扰造成航班延误。通过常态化频谱净化行动,保持通信效率,确保管制指令“一次传递、一次确认”,提高单位时间内航班放行量。近年来,随着航空运输量的增长,VHF 通信干扰治理会成为行业运转的必有之路。

二、民航 VHF 地空通信干扰源处理的措施

(一)技术处理措施

要想更好地处理民航 VHF 地空通信干扰源,在具体处理的过程中,工作人员可利用技术处理措施:首先,在干扰监测这方面,实现对覆盖全国空域的智能频谱监测网络的构建,并做好对固定监测站和移动监测车以及无人机监测平台的部署,实时的对 VHF 频段电磁信号数据进行采集。运用频谱分析算法对干扰信号频率和宽带以及功率等特征进行识别,根据地理信息系统定位干扰源位置,实现“秒级预警、分钟级定位”;然后,在抗干扰通信技术这方面,在 VHF 系统中,可尝试着应用跳频通信和扩频通信等抗干扰技术。跳频通信通过在多个频率点迅速切换,达到信号传输目的,规避固定频率干扰。扩频通信将有用信号扩展到更宽频段,避免受干扰信号的影响[1]。与此同时,完善通信协议,发挥交织技术的优势,利用这项技术,提高信号抗干扰能力;最后,在设备优化这方面,不定期升级改造地面和机载 VHF 设备,确保发射机的频率稳定性,降低杂散辐射。对高性能接收机进行更换,提高微弱信号的接收能力。实现天然系统设计,运用定向天线减少干扰信号接收。除此之外,可利用智能监测技术,运用人工智能算法实时分析监测数据,建立“信号采集—特征提取—类型识别”的智能处理链。借助卷积神经网络模型实现对干扰信号的频率、宽带、调制方式等特征参数的识别,实现自动分类干扰类型,以提高其准确率。

(二)管理处理措施

这也是民航 VHF 地空通信干扰源处理的一项措施,需要引起工作人员的重视,并做好以下几个方面:第一,制定干扰预警机制,运用频谱监测网络对电磁环境实时的监测,如果干扰信号强度已经超出阀值区域发布预警信息,提前和管制单位取得联系,以便更好地应对。第二,完善应急处理流程,制定干扰事件分级响应预案。如果造成通信干扰,管制员可尽快对备用频率进行切换,引导航空器对飞行姿态进行调整。技术人员人员及时启动干扰源定位流程,和无线电管理部门共同做好排查工作[2]。第三,在日常管理这方面,制定 VHF 通信设备定期检测制度,并加大测试力度,全面测试发射机杂散辐射和接收机灵敏度等指标,如果发现部件老化,要及时的更加换。合理配置频率资源,基于空域流量对通信频率动态调整。同时,对机场的频率规划,要做好电磁兼容评估。

(三)法规和协同措施

法规保障是遏制干扰问题的制定基础,需要针对电磁保护建立健全完善的法律法规,并对民航 VHF 频段的保护范围和干扰限制合理的明确,把民航电磁环境向重点保护区域管理中纳入。加强无线电台站审批管理,对可能影响民航通信设备实施频率标准。协同治理是提高干扰处理能力的重点。在这方面有必要制定民航和无线电管理、公安以及工信等部门的联动机制,由这些部门共同联动巡检电磁环境,实时对干扰监测数据进行共享[3]。比如,民航局和工信部联合借助互联网,打造“空天地一体化干扰排查协作平台,快速响应干扰事件,实现跨部门协同处置。行业之间要保持密切的联系,和通信运营商等单位将电磁兼容协议签订好,协调频率使用规划,以对设备进行升级改造。

结束语:综上所述,民航 VHF 地空通信作为确保飞行安全的关键环节,其稳定性特别的重要。当前干扰源呈现出多元特征,内部设备干扰源于设备老化,安装不规范,面对这些问题通过落实技术措施和管理措施,不仅能精准识别和快速处置干扰源,还能提高处理的水平。未来,在人工智能和大数据技术迅速发展和应用下,智能干扰预测和自适应抗干扰系统会成为主要的方向,通过打造干扰特征数据库,实现机器学习模型的构建,实时识别干扰类型和抑制策略的动态优化,确保民航 VHF 地空正常通信。

参考文献:

[1]李勇.民航 VHF 地空通信干扰分析与研究[J].长沙航空职业技术学院学报,2020,20(01):64-67.

[2]孙久立.民航甚高频地空通信干扰对策研究[J].电子测试,2020,(03):102-103.

[3]颜涛.民航 VHF 地空通信干扰源分析与处理措施[J].数码世界,2019,(09):18-19.