电磁干扰对民航GPS系统的影响研究

易磊

摘要：目前,GPS已广泛应用于交通、民航、测绘和救援等各个领域,对社会经济发展具有重要意义。GPS应用可以使用两种频段,包括民用和军用:L1:1575.42 MHz(10 MHz)和L2:1227.60 MHz(10 MHz)。民用工作频带的有效带宽为2046MHz。GPS信号通常仅在-160 dBm至-150 dBm的地面上到达,远远低于-120至-130 dBm的常规监控接收器。因此,在正常情况下,固定监控站和移动监控车辆无法接收GPS信号。

关键词：民航导航；GPS；干扰查找

引言

本文通过对笔者所在单位在无线电干扰排查过程中遇到的两起经典GPS干扰案例进行分析，对GPS干扰进行排查研究。

1 GPS（或无人机）干扰器

未经授权使用GPS干扰或无人机干扰是目前民用航空中GPS干扰的主要来源。GPS干扰被抵押贷款公司用于某些车辆(见。图1)因此,应更多地关注抵押贷款公司存放车辆的仓库和停车场。无人机主要用于干扰飞行控制信号和无人机图像传输,但有些无人机也会干扰GPS频段,这种干扰可能发生在秘密单位,部队阵地和大型团体中。

2 GPS干扰对民航客机的影响

一般来说,民航通信、导航和监控系统都具有基本的备份和应急设备,GPS干扰一般不会导致系统完全故障,但会导致误报、信号质量差等问题,影响飞行控制和安全。干扰对各种系统时钟模块的影响的具体表现可能会导致各种故障,例如:b.第一雷达、二次雷达、广播自动相关监控系统(ADS-B)等不寻常的时标监控和信息检测系统,也影响机场管理,影响飞行安全;ADS-B是一种由地面站和机载站组成的双向通信系统,无需人工干预即可自动接收机载站的数据,并传输识别信息、四维位置信息(经度、纬度、高度、时间)和速度,使控制人员能够控制飞机,实现空地一体化监控。ADS-B高度依赖于GPS,如果GPS干扰导致定位不准确或计算错误,ADS-B信号的质量将受到严重影响,飞机的状态将无法实时监控。GPS信号从卫星传输到地面,而民用飞机的GPS天线位于飞机的顶部。如果飞机在10的高度。飞行距离为1000米,飞机的金属外壳阻挡了从下方传输的GPS信号,因此,GPS信号在飞行过程中受到的干扰较少,而GPS卫星信号在飞机起飞和降落时(接近阶段)已经很弱,到达地面时非常容易受到干扰。

3对民航GPS干扰信号的查找

3.1完善干扰排查机制

空管部门、地方无线电管理部门、市场监管部门、公安部门之间应加强沟通协调，不断完善电磁干扰的联合排查机制。空管部门应当详细记录受干扰的时间、地点、频率、高度、影响范围等详细信息；无线电监测站应当积累完善干扰数据库，引入先进的干扰排查设备，总结干扰排查经验，不断提升电磁干扰排查定位的效率；公安部门应当全面掌握为了安保或演习等特殊任务而特意设置的无线电发射设备；必要时，需要市场监管部门配合查处违法安装的电磁发射设备。各部门之间应加强业务沟通交流，互通信息，形成电磁干扰监管排查的合力。

3.2五是要强化源头管理，做好宣传和执法工作

根据此次干扰调查结果和公安部调查结果,我们了解到,一些单位和个人私下安装和部署了无人机防御系统,以防止无人机秘密射击。这种无人对抗装置主要通过干扰GPS,北斗和2.4 GHz和5.8 GHz的遥控频率等卫星导航频率来实现其目标。因此,无线电监管机构应加强与有关市场监督管理机构的合作,不断加强宣传,加强共同执法,进一步规范无线电传输设备的生产和销售,有效防止此类干扰设备进入市场并造成隐性干扰。

3.3科研创新，提升干扰排查的技术水平

为了应对当下日益复杂的电磁环境，科研领域需要研究快速测向、定位和排查技术，做好电磁防护工作，保障航班运行安全。目前常用的排查手段为无线电监测站通过移动监测车、便携式测向设备等进行的地面二维排查技术，该方法对于空中干扰的排查仍然存在较大盲区；也有研究人员利用多旋翼无人机进行空间三维排查，但该方案存在电池续航时间短、监测高度不够、监测范围有限的瓶颈。研究开发三维空间的实时性干扰感知定位检测技术平台，在飞机上安装ＧＰＳ干扰检测和预警装置则是民航领域有效应对电磁干扰的一种新思路，干扰检测的实时性和预警功能有利于无线电管理部门迅速关停干扰源，可以大大缩短干扰危害的时间，将ＧＰＳ干扰对民航飞行安全的影响降至最低。

3.4查找过程中持续监测GPS干扰信号

在消除GPS干扰的过程中,我们还需要对信号干扰进行持续监控,以避免信号消失后的干扰,继续进行筛选工作。如果有无人机监控设备,在筛选过程中可以定期飞行以确认是否存在信号干扰,如果没有无人机监控设备,则可以在干扰源附近使用固定监控站进行连续监控。在缺乏确定干扰信号存在的技术手段的情况下,可以根据从民航部门收到的干扰信号的规律性制定相应的工作计划。

3.5提升对抗GPS信号干扰的技术手段

预计民航将提高其飞机对外部干扰的抵抗力,并确保系统的安全可靠运行。无线电监管机构应加强对民航无线电接收机使用频率的保护和监测,努力通过建立固定空中监视站,尽快发现和发现民航无线电接收机的干扰。同时,对于未来可能出现的低功耗干扰源,需要逐步优化专用网络干扰检测设备。在GPS干扰调查中,可添加天线进行放大,必要时可连接放大器;在计算之前,可以添加地理数据,监测数据,干涉数据等。提高了干涉计算的效率。

结束语

如今，相关部门、企业、个人、厂商出于安全和保护自身利益的需要，配备和使用无人机干扰设备、车辆GPS屏蔽设备等，这些设备的使用增加了民航GPS受干扰的风险。为了避免此类情况的出现，为民航航空安全运营提供良好的条件，需要对违规使用的无人机干扰设备、GPS屏蔽器设备等做好排查工作，对不合法的使用主体进行教育和惩罚，对合法的使用者进行严格监管，从而有效降低民航GPS受干扰的事件发生。

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