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无线电监测站关于治理民航干扰的一些思考

2021-07-28延边州工业和信息化局韩将星

网信军民融合 2021年5期
关键词:干扰源监测站频段

延边州工业和信息化局 韩将星

民航无线电干扰严重影响飞机正常运行,如何快速应对与排查干扰源是民航长期以来始终努力探索解决的一项重要课题。本文对近年来我国各地区主要民航无线电干扰案例进行了剖析,从中挖掘出目前存在的各种问题点,并围绕技术设施建设、人才队伍建设、学术发展、法制建设等方面提出了相关建议,希望能为无线电管理部门提供参考。

民航无线电通信对飞机的正常运行起到至关重要的作用,一旦受到不明无线电干扰,轻者影响飞机正常起降与飞行,重者关系到飞机和人身安全。因此,当民航无线电通信受到干扰时,如何快速应对与排查干扰源是长时间困扰着民航的一项重要课题。无线电监测站作为空中正常无线电安全保障部门,如何协助民航快速解除无线电干扰,治理好民航周边的无线电秩序是需要深思解决的课题之一。为此,本文围绕近年来我国各地区民航无线电干扰案例及解决途径,并进一步分析与探索,结合无线电监测站当前存在的各种问题点,展开了一些治理民航无线电干扰的思考及建议,供无线电管理部门参考。

一、近年来我国民航无线电干扰案例分析

目前,我国民航主要无线电通信频段大体上分为两大类,一个是频率为108-137MHz之间的甚高频民航通信导航专用频段,另一个是频率为1575.42M的GPS频段,如果这两个频段受到外来干扰,导致飞机将无法正常运行,后果将不堪设想。所以,一般情况下,当飞机飞行时受到不明无线电干扰或地空导航系统受到干扰时,民航方面马上采取干扰查处行动,必要时联系无线电管理部门进行联合排查,并解除干扰源。从近几年的民航干扰案例来看,干扰类型大体上主要包含互调干扰、同频干扰、临道干扰、杂散干扰、谐波干扰、电磁辐射干扰等,其出现形式多种多样,查处起来非常耗时耗力,有的远距离、微功率、隐蔽性强的干扰源要花很长时间才能解除掉。下面具体来分析一下近几年民航几个典型的无线电干扰查处案例,从中寻求一些治理干扰源的改善方案。

(一)“黑广播”干扰

“黑广播”作为推销违法药品、假药等无线电广播广告手段,非法占用频率范围为87~108MHz的正常调频广播频段。但由于大部分“黑广播”设备为了节省成本粗制滥造,完全不符合生产标准,并且为了覆盖范围,架设在高山或者高楼处以大功率发射非法信号,其产生的杂散波很容易落到民航108-137MHz之间的通信导航频段,严重影响正常飞行秩序,关于“黑广播”查处,如图1所示。例如,2018年6月中旬到七月初,成都市无线电监测站经过近半个月的不懈努力和艰苦奋战,先后成功查获了9个影响西南航空频段的蜂窝式“黑广播”窝点,解除了“黑广播”带外杂散波对航空频段的干扰[1]。此案例可以看出,“黑广播”干扰问题确实很严重,并且据调查,从2018年到2020年全国累计查处“黑广播”违法犯罪案件数量分别为2251起、1921起、1711起,显示具有逐渐减少趋势,但仍然非常猖獗。

图1 “黑广播”查处

(二)农村应急广播“村村响”干扰

随着无线广播通信的发展,“村村响”无线调频广播系统已在我国大范围全面铺开,成为了农村信息传播的重要无线电通信手段,关于“村村响”广播,如图2所示。目前市面上流通的“村村响”无线广播系统,其发射功率最高可达200W,覆盖范围几公里到几十公里,频率范围一般在65MHz到108MHz之间,一旦无线发射系统设备出现故障或不符合标准,其设备系统发出的杂散谐波很容易落到相邻航空频段造成航空无线电通信干扰。例如,2018年,湖南省邵阳市无线电管理部门陆续查处了一批甚高频航空导航频段受到“村村响”无线广播系统干扰的案件。民航方面反应其干扰覆盖范围大约在10公里左右,干扰持续时间不规则,一度引起短时间的地空通信中断。邵阳市无线电管理部门排查小组动用移动监测车进行定位发现,干扰源为××村“村村响”广播,其发射频率为67.3MHz。技术人员对这套发射系统通过开关机实验发现,发射频率为67.3MHz的2次谐波正好落在134.6MHz航空移动通信频段。最终在技术人员的进一步调查之下,发现本次“村村响”广播系统完全不符合国家生产标准,为了节约成本,省略了滤波模块,导致了谐波干扰的产生[2]。

图2 “村村响”广播图

(三)调频广播干扰

广电部门的调频广播一般架设在高山、高塔、高楼,其发射功率大,且相邻民航地空通信频段,一旦设备故障或老化,很容易对航空频段产生杂散干扰或者互调干扰。 例如,2019年7月初,甘肃民航受到调频广播干扰,机组在被干扰频率内能听见广播和电流的声音,受干扰航路地面投影涉及3个市州的3个县区,由于此次干扰情况复杂,监管部门历时近4个月彻底解决了民航干扰的问题。首先,宕昌县的三套调频广播的发射设备使用时间长达十余年,设备严重老化导致杂散干扰,因此,相关技术人员及时更换新的发射设备和天馈系统,并调整天线高度和间距,还加装了新的滤波器和多工器,再把发射功率从300W降低至100W,杂散干扰才得以彻底消除掉。其次,在岷县的调频广播发射台发现发射频率为88.1MHz和104.8MHz的两套广播互调产生12x.xMHz的发射信号,通过维修发射设备和调整天线位置后,干扰问题基本上得以消除[3]。

(四)GPS干扰

GPS信号作为飞机飞行时的重要导航手段,一旦GPS信号受到干扰,意味着飞机将失去了双眼,无法正常飞行,其严重性不言而喻。近几年来GPS信号干扰非常多,比如GPS干扰器、反无人机系统、相邻频段设备的杂散干扰等,不计其数。例如,2020年11月18日,中国民航局湖南空管分局反映,长沙黄花机场以南空域多个航班机载GPS接收系统受到干扰,造成飞机GPS信号丢失。11月18日至20日,湖南省触动周边长沙市、株洲市等无线电监测站供出动20余人、动用移动监测车5辆、GPS干扰专用监测设备2套、便携式监测测向设备8套,进行了三天三夜的联合排查行动,最终在长沙黄花机场南侧某越野车内查获车载式GPS干扰器一台,经过进一步的调查发现,该车辆为抵押车,车主为了防止车辆被卫星定位,私自在车内安装了GPS干扰器[4]。再例如,2020年11月16日,山东省威海市无线电监测中心接到威海机场无线电干扰投诉,称自13日以来,威海机场管制区民航飞机连续发生GPS信号丢失现象,民航局统计资料显示,11月13日至15日,威海机场管制区GPS信号受干扰次数达49次,干扰非常严重。由于GPS干扰器一般对空方向性很强,且地面上的覆盖范围很小,功率也不大,因此,很难用固定监测站监测发现,只能动用移动监测车进行移动式查找,最终11月30日14时许,当技术人员行进至距烟墩角码头约2公里处时,多个监测设备的显示屏上均“蹦跳”出疑似干扰信号,干扰源为正处于工作状态的非法设置的无人机干扰器[5]。再例如,2021年1月,甘肃兰州中川机场航班GPS信号受干扰,为尽快解决干扰,甘肃省无委办兰州新区管理处与省办技术科大范围联合排查,最终在中川机场跑道西侧区域监测到频率为1574.17MHz(带宽约 200kHz)的不明信号,经调查得知,干扰源是机场路口由公安部门设置使用的“联网式智能交通信号控制机”,联系机场公安对设备断电后,干扰GPS信号消失[6]。再例如,2020年2月中旬,军队航空GPS信号受到干扰,3月初,辽宁沈阳市无线电管理机构成功排查了设置在养猪场的无人机干扰器,经进一步调查发现,该无人机干扰器的使用频率为1550 MHz~1650MHz,拦截方式为“强制返航、迫降、悬停、图传干扰”[7]。关于GPS相关干扰,如图3所示。

图3 GPS相关干扰

(五)民航自身设备引起的干扰

民航内部为了保障飞机无线电通信,拥有大量的无线通信设备,其种类也多种多样。如果这些设备出现故障或老化,由于内部通信设备之间的距离都很近,很容易造成干扰。例如,2020年7月19日,江西省景德镇无线电管理局接到当地机场干扰投诉,称机场航班的地空调度通信频率1××.00MHz受到干扰。通过一番周折,技术人员利用小型便携式监测设备终于在机场调度中心塔台(机场制高点)发现干扰信号,场强为28.5dBμV,带宽约为25kHz,信号覆盖范围很小,连民航周边小型站都监测不到。经进一步的干扰排查发现,干扰源为民航地空调度通信设备自身发出,如图4所示。主要干扰原因为设备老化、误发信号造成。除此案例之外,景德镇无线电管理局在2019年年初,还排查了一起民航遇险频率干扰,结果发现干扰源为机场里停靠的一架小型直升机,后经技术人员现场验证发现,干扰起因为直升机上人员误操作,忘记关闭告警信号造成的[8]。再例如,2020年1月2日,当飞机经长春龙嘉国际机场上空准备起降时,驾驶员的耳机里听见“滴滴答”和“滋滋滋”的声音,接到民航部门干扰投诉后,吉林市无线电监测站迅速出动技术人员对周边区域展开了大范围的实地监测排查,最终确定干扰源为离长春龙嘉国际机场直线距离约30公里处的万昌镇航空导航台,经调查,干扰是由于航空导航台设备老化或故障造成的,导航台设备发射的杂散波刚好落入航空通信频率,造成了地空通信干扰[9]。

图4 民航地空调度通信设备

(六)其他各种民航相关干扰

除了上述民航干扰之外,还有很多种其他相关的民航干扰,比如,大功率移动电话、对讲机、广播电视设备、饭店点菜器、LED显示屏、大型工业设备、医科类电子设备、工科类电子设备、电子广告屏、大功率无绳电话、有线电视放大器、大型户外电子显示屏、塔台亮化灯、电力部门无功补偿设备等等引起的电磁辐射或者杂散干扰,其种类数不胜数[10-12]。民航其他各种相关干扰图,如图5所示。

图5 民航其他各种相关干扰图

二、治理民航干扰的思考及建议

上述案例中可以观察到,目前查处民航无线电通信干扰存在很多问题,比如,“黑广播”、调频广播、GPS干扰器等干扰源产生到完全被消除,有的需要花费很长时间,这严重影响了飞机正常运行。还有些民航自身内部干扰源由于内部设备管理上的问题,经常导致被干扰。还有些民航周边地区的很多电磁辐射类干扰源,比如电力部门无功补偿设备、大型工业设备、饭店点菜器、大型户外电子显示屏等,往往信号功率非常小,且覆盖范围有限,信号发射时间不规则,查处起来非常耗力。除此之外,民航方面对干扰源的描述具体性有所欠缺,导致影响快速准确判断干扰源。有时,由于技术人员的能力不足,无线电管理局和民航方面及时正确判断干扰源类型及应对方面不够成熟。还有时,由于干扰查处技术设施上的不足,有些方向性强、远距离、微功率等信号查处起来非常耗时耗力。针对目前以上各种问题点,笔者提出如下几点建议,以供参考。

一是强化技术设施建设,提高无线电干扰查处效率。5G时代,随着5G技术的普及,各种无线电技术会将蓬勃发展,意想不到的无线电干扰可能会突如其来。因此,如果不及时改善与强化技术设施建设,导致干扰查处效率低下,影响民航正常运行,比如,5G无人机“黑飞”、智能化反干扰电子设备、物联网、车联网、认知无线电等新技术的广泛普及,无线电干扰形式与通信模式可能比现在要复杂很多,如果技术设施跟不上时代的发展,难以应对未来新的无线电干扰。

二是加强专业人才队伍建设,提升专业人员素质。1G到4G时代为止,由于无线电传输技术的不足,像无人机、车联网、物联网、人工智能等高新技术得不到广泛普及与应用,智能化、网联化、数字化程度并不高,无线电干扰形式相比5G、6G时代要相对简单,无线电干扰查处技术人员即使理论知识有所欠缺,只要有充足的实战训练,大概也能应付得了。所以,有些地区无线电监测站的无线电相关专业毕业生所占的比例少至又少,导致这些地区技术人员的专业理论水平和对专业的理解程度很有限。技术人员实战经验虽然很多,但写不出相关学术论文,即使查处了很多干扰,不知道所查处干扰信号的具体原理与产生的根本性原因,就像黑暗中寻路一样,即使走对了,心里也没个底,找不出根本性的解决方案。目前在我国民航机场数量也不断扩充,所以5G时代的今天,如果不及时加强专业化的人才队伍建设以及技术人员的理论水平,面向B5G、6G时代,很难应付错综复杂的未来无线电电磁环境干扰。

三是积极学习与采纳先进的民航频率保护方法和途径,迅速提升落后地区的民航无线电管理水准。例如,2018年,江西省景德镇市政府发布了《景德镇机场净空管理实施细则》,离机场中心跑道区域几十公里范围之内建立了净空和电磁环境保护协调机制,相关工作领导小组每年负责召集相关成员单位召开两次联席会议,开展当前净空保护区电磁环境的分析与研究,并部署、协调、督促相关成员单位的管理工作。在日常监测工作中,景德镇市无线电监测站利用机场周边航道上设置的固定站与小型站,进行联网式监测,快速定位干扰源的大致方位,并完善监测频率数据库,建立了民航电磁环境变化态势图,迅速掌握和比对机场周边和航道电磁环境变化情况,大幅度提高了干扰查处效率[8]。

四是强化各地区无线电监测站的学术论文发表,提升我国整体的无线电学术水准,促进各地区的相互学习与发展。当前,各地区无线电监测站每年查处的无线电干扰以及技术设施方面的改善,采购的新设备,新制定的方针与政策等系列工作数不胜数,如果只有实践,没有学术论文,就等于各地区变成了“信息孤岛”式发展,对快速促进各省市相互之间的学习交流与发展极其不利。5G时代的科技发展变化速度是4G时代的好几倍,未来的6G时代更是如此,如果我国无线电事业不重视学术发展,将会导致学术上无作为,实践上对付着干的倾向,对我国无线电事业的发展极为不利。例如,据研究调查,某无线电管理机构近4年离职人数逐年呈递增趋势,而且离职人员多为博士、硕士这类高学历人才[13]。这表明我国无线电管理机构在人才管理与战略上存在一些问题,一批高学历、高技术人才得不到重视和发挥。发展越好的领域,一般学术水准越高,而无线电管理机构相关的学术期刊还仍然停留在普通的国家级水准,每年所发表的高质量相关学术论文数量并不多,将阻碍我国无线电事业进入超一流行列的道路。要提升我国无线电整体管理水准,进入超一流行列,必须打造一支强大的高学历专业学术人才团队,鼓励无线电专业学术发展,把所做的工作内容以学术论文方式表达出来并进行分享与交流,这样才能更加有利于发挥出专业人才的模范作用,有利于提升我国整体的无线电管理水准。学术论文应该从地级市无线电监测站开始做起,如果只靠国家和省无委的专业技术人员,会导致中上层机构与下层机构人员素质差距越来越大,下层对中上层的依赖性越来越高,下层的执行效率跟不上节奏,影响整体的发展速度。总而言之,如何改善目前我国无线电管理机构的人才战略与管理方式,如何吸引更多超一流高等专业学术人才,如何提高我国无线电学术水准是需要深思而解决的长远课题。

五是加强无线电法制建设,做好无线电宣传工作,提高民众法律意识。目前国内市场上存在违法生产无线电产品、违法设台等现象,比如“ 黑广播”、“村村响”等,严重影响民航、广电等部门的正常运转。因此,有必要加强法治建设,加大法制力度,严厉打击违法无线电产品生产与违规设台,并做好对民航周边地区的无线电宣传工作,提高人民群众的法律意识,提前预防及防范群众购买违法无线电产品。

三、结束语

5G时代的今天,科技发展速度变得越来越快,随之而来的是各种无线电干扰设备数量巨增,困扰着民航飞机正常运行。本文对无线电监测站关于治理民航干扰问题上进行了初步的探讨与思考,并提出了几点建议。未来,希望无线电管理部门早日克服目前存在的各种困难与问题点,不断提升各项技术设施建设、人才队伍建设、学术水平、法制建设以及各项无线电管理等,治理好种类繁多的民航无线电干扰,大力保障民航飞机与人身安全。

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