关于航空器地面发射ATC干扰信号的故障分析及操作建议

陈萼松

摘 要：本文通过分析航空器地面发射ATC干扰信号的产生机制及危害，提出一些故障的防范措施，为飞机维修工作和机组操作提供建议。

关键词：ATC;干扰;危害;机制;防范措施

一、背景：

近年来，随着机场飞机数量的增加，空管塔台反映地面出现ATC干扰的事件越来越多，严重影响空中管制秩序和航班的正常运行。通过造访空管塔台，走访遇到过ATC干扰的机组，并经过原理分析得出了一些结论。旨在总结出一些预防ATC干扰的建议，减少因ATC干扰造成的影响航空器正常运行和空管指挥不便的事件发生。

二、干扰的来源以及危害：

1、来自飞行机组起飞前或飞越机场上空时发现的地面ATC干扰的信号：

飞行机组在能见度比较低的机场跑道上等待起飞，如机组在ND下方看到一个显示（XX.X）NM无方位和高度报告的TA（Traffic Advisor）入侵者信号，或者琥珀色实心圆（表示一个有高度报告和方位TA）入侵者信号，而飞机在地面只存在TA模式，RA（Resolution Advisor）模式被抑制，加之跑道能见度低，无法通过目视排除前方入侵者不在跑道或起飞路径上，所以机组报告空中管制：地面存在向飞机发射的ATC 应答机干扰信号。即当入侵者足够近时（地面TAU<20秒（预计撞到入侵者的时间）），飞机TCAS收到了TA（Traffic Advisor）入侵者信号。此时飞机不能起飞，直到空中管制排除ATC干扰信号。

若地面ATC应答机信号带了高度信息，则飞越该区域的航空器就会收到地面TCAS告警，这些区域包括机场区域、跑道、起落一边、五边，同时机组会向空管不断证实该信号是否为干扰信号。

2、来自空中管制雷达收到的地面ATC干扰信号：

空管塔台通常使用两种雷达监视航空器动态，一种是场监雷达，为一次雷达，不需要接收ATC A/C模式信号，ATC应答机信号中A模式发送飞机代码识别号，C模式发送高度信号。在航班出港前空管员在飞机圆形图标上会注释航班号，飞机型号，目的地机场和起飞跑道/落地跑道。如果空管员在场监雷达上看到某个方形信号长期在某处不移动（正常情况下航空器起飞后感受起落架伸长传感器信号，图标才会变成方形信号），则空管员则会认为该方形信号为ATC干扰信号，影响交通管制秩序。

另一种是空中管制雷达，为二次雷达，需要接收ATC A/C模式信号，即飞机ATC应答机接收到地面的询问后回答一个ATC应答信号，空管雷达接收到应答信号后显示的信息依次包括飞机的航班，速度，高度（多加两个00），上升还是下降（箭头表示），目标高度，飞机型号，目的地机场四字代码。正常情况下，飞机离地后（感受起落架伸长传感器信号）才会发射ATC A/C模式应答信号，才会在空管雷达上显示，因此空中管制雷达正常情况下都是监控在空中的飞机。如果空中管制雷达上，接收到不移動，高度为本场高度的ATC A/C模式应答信号，则空管员认为该ATC 应答信号为干扰信号，影响交通管制秩序。

三、干扰信号的产生机制

众所周知，飞机TCAS和地面基站（空管）发出的询问信号，最终的应答信号均为ATC应答机信号。下面我们从飞机接收到的TCAS应答信号和地面基站接收到的应答信号来重点分析ATC应答机信号产生的机制，以及如何演变成干扰信号。

1、如图1所示对ATC/TCAS控制面板功能进行简介

图1

“STBY/AUTO/ON”：直接控制ATC应答机的开关。下文会详细介绍不同开关位置下触发ATC应答机发射的条件。

“ATC 1/ATC 2”： 对ATC应答机1或2的选择，选择的ATC处于激活模式，没有选择的处于备份模式。

“ALT RPTG”：高度报告开关，在开位时ATC应答机信号会包括高度信息，反之则不包含高度信息

“THRT/ALL/ABV/BLW”：

选择THRT模式时，ND上只显示TA/RA的飞机图标（最多只能显示8架），ALL模式时显示所有飞机的图标，选择ABV时上部探测范围从2700ft延伸到9900ft，BLW时下部探测范围从2700ft延伸到9900ft。

“STBY/TA/‘TA/RA”：

处于TA时只在ND显示TA信号，PFD不显示RA操作提示，RA转换成TA。处于TA/RA时，既有TA又有RA显示。处于STBY时，TCAS处于备份状态。

图2

2、飞机TCAS接收到地面飞机的ATC应答机信号

如图2所示飞机在地面ATC开关在“AUTO”时不发射TCAS的应答信号，所以正常情况下飞机TCAS无法接受地面其它飞机发送的ATC应答机信号。

飞机在地面ATC开关在“STBY”位时，ATC应答机不工作，同样飞机TCAS无法接受地面其它飞机发送的应答机信号，不存在干扰的问题。

飞机在地面ATC开关在“ON”位时，ATC应答机会回答A/C模式的询问， 处于非起飞和非进近阶段的飞机TCAS会接受到其它地面飞机的ATC应答机信号。AMM中有关TCAS接收ATC应答信号的描述为：当TCAS接收到其它飞机带有C模式的高度脉冲的ATC应答机信号后，会触发TCAS开始接收该ATC应答机信号。因此带有高度报告的ATC应答机信号（即C模式信号）存在触发飞越该区域的飞机TCAS告警的可能性。飞机在地面ATC开关在“ON”位时，会产生对空中或地面的其它飞机产生ATC干扰信号。

飞机在空中ATC开关在“AUTO”和“ON”位时，ATC应答机会回答其它所有飞机的TCAS询问信号 。在飞机ND上会显示飞机的高度，方位，上升或是下降。

3、空中管制雷达接收到地面飞机的ATC应答机信号

如图2所示，飞机在地面ATC开关在“STBY”位时，ATC应答机不工作。同样空中管制雷达无法接受地面其它飞机发送的应答机信号，不存在干扰的问题。

飞机在地面ATC开关在“AUTO”时，不向空中管制雷达发射ATC A/C模式的应答机信号，因此不会出现干扰信号 。如图2表格中所示，ATC在“AUTO”位时会发射DF17格式的扩展脉冲信息，信息包含：飞机识别号，飞机型号，传速率，高度类型，动态，地面轨迹，时间，经纬度。目前国内大部分机场的空管雷达不具备接收该信号的能力。但是在不久的将来，随着空管多点定位系统的发展，飞机在地面ATC在“AUTO”位时发送给空管的信息将被用来实现多点定位功能，自动耦合计划的功能，能显著提高空中管制安全系数和工作效率。

飞机在地面ATC开关在“ON”位时，管制雷达和场监雷达会显示飞机发射的ATC应答机信号，并带有本场高度和飞机识别号（前提是ATC控制面板的高度报告开关在ON位以及飞机识别号已输入）。场监雷达接收到飞机离地的信号后，飞机显示图标由圆形转变成正方形，同时空中管制雷达上出现类似空中一样的菱形图标，但是不会移动，高度只显示本场高度。据空管人员反映：这会造成空管雷达告警，或者引起指挥不便。飞机在地面ATC开关在“ON”位时，会产生对空管的ATC干扰信号。

飞机在空中ATC开关在“AUTO”和“ON”位时，ATC应答机会回答来自地面空管的询问信号 。空管雷达上会显示飞机的航班号（通过A模式信号耦合航班计划得到），速度，高度，方位，上升或是下降。

四、手冊操作规范

机组在飞行准备阶段，飞行机组操作手册（FCOM）中明确要求ATC处于STANDBY位。FCOM中提示，提前开启ATC在ON位时，会产生干扰信号。

飞机推出后按机场空管要求启用ATC（AUTO位或ON位），但是具体在AUTO位还是ON位FCOM中并未提及，建议与机场空管进行沟通。

飞机在着陆后FCOM要求ATC的开关位置按机场空管要求执行。通常空管塔台在飞机落地后会通知机组把ATC关闭在“STBY”位。

五、防范ATC干扰的建议

1、维护建议

A.飞机例行工作中做好ATC开关的检查，确保ATC开关不在ON位。

B.飞机非例行维护工作中，做好防范ATC误发射的维护工作。如做ADS-B验证性测试、ATC操作测试、ATC S模式地址验证（更改ICAO）时请提前联系空管，获取代码，忽略干扰信号。在进行相关模拟空中构型，动静压测试等维护工作时，务必将ATC开关置于“STBY”位。进行ATC BITE测试、ATC天线功能测试时严格按手册要求，关闭高度报告（ALT RPTG置于“OFF”位）。

2、操作建议

按FCOM和空管要求进行操作ATC开关位置。对于FCOM中明确按机场空管要求操作的项目，但没有收到机场空管具体ATC操作指令的，建议空管和机组充分沟通后，进行具体操作。

参考文献：

[1]《Airbus A319/A320/A321 Aircraft Maintenance Manual》

[2]《Airbus A319/A320/A321 Flight Crew Operation Manual》