济南遥墙国际机场二次雷达干扰排查工作侧记

 中国电子报、电子信息产业网  作者:
发布时间:2016-10-20
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驰援义不容辞 工作恪尽职守

——济南遥墙国际机场二次雷达干扰排查工作侧记

自2015年2月起,济南遥墙国际机场两部雷达之中,位于机场北部的雷神雷达出现了航班在由北向南19号跑道落地的过程中,一段固定区域内有疑似电磁干扰的现象。民航山东空管分局在山东省无线电管理办公室的协助下从2015年5月起开展了有序的干扰排查工作,虽然干扰情况有所改善,但是干扰源仍然无法根除。2016年7月,国家无线电监测中心正式介入进行第二轮干扰排查,经过一个多月的日夜奋战,最终找到了干扰源,并给出了解决方案,保障了民航安全。国家无线电监测中心副主任兼总工程师李景春向《中国电子报》记者表示,此次济南机场空管二次雷达丢失高度信息现象独特,在国内尚无相关先例,影响因素复杂,排查难度大,当得知找到干扰源时,就像心中的一块石头落地一样倍感踏实。

首轮排查持续一年

据中国民用航空山东空管分局技术保障部雷导室主任张立峰介绍,民航空管局作为民航飞机的地面指挥单位,需要对飞机的二次代码及高度信息进行精确监视,此任务由航管二次雷达承担。航管二次雷达通过收发指定频率的电磁波脉冲与民航飞机进行信息交互,因其信息具有交互性而称为二次雷达。雷达发射载频为1030MHz的定向信号,机载应答机应答载频为1090MHz的全向信号。民航空管局将机载应答机关于二次代码的应答信号称为A码,将机载应答机关于高度信息的应答信号称为C码。这两种应答码的载频均为1090MHz,由地面雷达设备交替接收、单独解析。并且两部雷达不会产生相互之间的干扰。

自2015年2月起,济南本场两部雷达之中位于机场北部的二次雷达出现了航班在由北向南19号跑道落地的过程中,一段固定区域内有疑似电磁干扰的现象,二次雷达只能解析出A码,不能解析出C码。

二次雷达高度信息无法完全获取对民航安全带来重大的安全隐患,严重影响到管制指挥安全。“在我们确定雷达设备及机载应答机均无问题后,特申请专家协助解决。”张立峰表示。山东省无线电监测站站长任军告诉记者,从2015年3月起,紧张有序的排查工作开始进行。这一轮排查工作一直持续到2016年7月。

“刚开始,我们通过设备停机检修,排除了设备本身故障因素,判定该现场可能是天线或外场信号干扰,于是在济阳境内和山东省无线电管理办公室协同排除外场干扰,并针对天线辐射场形问题制定了验证方案,不过,最终排除了天线故障的可能性。针对外场信号干扰,虽然在监测过程中发现了不规范的发射源,排查整改做了很多工作,同时还邀请了德国专家进行排查分析,二次雷达信号干扰情况有了一定的改善,但是还是不能根除干扰源,没有把最重要的干扰源排查出来,干扰依然存在。在今年7月二次雷达大修调整天线转速由每分钟10转调到15转后,丢失高度信息现象从最多丢8~10圈降低到4~5圈。干扰排查工作仍需进一步推进。”任军告诉记者。

于是,中国民用航空山东空管分局正式向国家无线电监测中心发出请求,山东省无线电管理委员会也邀请国家无线电监测中心专家协助排查二次雷达固定位置丢失高度信息的疑似干扰现象。随着国家无线电监测中心专家到位,2016年7月,第二轮排查工作正式展开。

二次排查细致入微

2016年7月,国家无线电监测中心接到山东省无线电管理委员会办公室协助排查请求,高度重视,由李景春带队,先后抽调频谱工程处、监测处、设备检测处、研究所等处室的技术骨干,奔赴山东进行实地测试。

“我和同事接到任务后,立即从北京赶到济南开展干扰排查工作,经过一个多月的排查终于找到了干扰源,当时我们的兴奋之情难以言表。”国家无线电监测中心高工杨文翰在接受《中国电子报》记者采访时表示。

据介绍,2016年7月8日,国家无线电监测中心频谱处动用移动雷达车,在首都国际机场附近采集二次雷达信号,作为排查样本。7月10日,李景春主持干扰现象分析会,与频谱处、研究所、监测处技术人员一起讨论干扰现象的可能成因及解决方法,提出三点可能:一是雷达信号反射;二是1030MHz地面干扰;三是机载接收机饱和。针对这三点可能性,展开排查。

7月11日,抵达济南并将雷达进行关机实验,调整雷达天线仰角,发现丢失高度信息现象依然存在。于是排除了第一种可能性。

针对1030MHz地面干扰,从7月12日开始,工作人员开始在机场附近排查1030MHz信号。经过几天的测试,并未发现1030MHz干扰信号。

为了检验各种可能性,7月16日,工作人员开始排查机场雷达站附近、机场以北及航班降落下划线投影区域的GSM与CDMA基站。同时进行二次雷达关机实验,调整雷达发射模式,仅发C模式,却解析出航班号信息(A码)。7月18日~21日,通过与民航空管局协调,在机场跑道以北的多个测试点,利用无人机搭载天线及监测设备进行测试,采集二次雷达信号,编写程序进行分析。同时查找直放站,怀疑是运营商直放站的转发信号干扰了二次雷达。7月22日,继续查找直放站的同时,进行第三次雷达关机实验,验证原因是否为接收机饱和,在发射端加衰减后干扰现象消失,初步证明判断。8月15日~8月22日,频谱处排查机场周边基站,采集基站数据,在雷达站利用模拟应答机做闭路实验,在机场以北利用模拟应答机做外场实验。8月23日~9月初,将模拟应答机带回中心,在实验室中进行测试,最终证明丢失高度信息现象原因为应答机饱和。

尽管是一个多月的时间,但国家无线电监测中心专家的工作量非常大,用杨文翰的话说,基本没有睡好一个整觉。根据综合判断,可能不是某一个信号源造成的干扰,因此,还需要从信号层面进行分析,于是,国家无线电监测中心专家白天外出搜集大量的信号,晚上则在办公室加班编程分析数据。

“接到任务后,我们开始进行信号分析,在二次雷达塔上,用定向天线对着降落飞机采集1090MHz信号,通过分析发现,南雷达应答信号正常,北雷达则在A、C应答时都有丢包现象,也就是说,飞机应答机1030MHz受到干扰,未能正确解析询问信号,导致异常应答。由于A、C模式信号在雷达屏幕上的显示机理不一样,我们紧接着开展雷达关机实验。刚开始,我们怀疑地面反射物造成应答机应答错误,但发现改变机器仰角对应答机并没有影响,于是排除了地面发射物干扰。后来,我们怀疑雷达发射功率太高了,通过把功率降下来,就没有出现丢包的现象了。通过这个实验,一方面,初步判断是雷达功率过高造成的;另一方面也排除了外界电磁干扰。毕竟若有外界电磁干扰,雷达功率降低,其影响会更大。但通过降低功率,并没有出现其他的干扰。于是开始做应答机闭路实验,最后证实了我们的判断。”杨文翰如数家珍地向记者表示,一个多月的工作场景和细节历历在目。

找出“真凶”意义重大

根据现场测试结果,分析认为由于公众移动通信、集群通信等无线电系统的快速发展使机场周边电磁环境更为复杂,造成机载应答机底噪抬升,同时由于空管二次雷达发射功率较大,且飞机在降落时处于其天线最大增益方向,致使机载应答机接收功率过大,造成接收过载,应答错误,导致部分信息丢失。国家无线电监测中心专家建议通过在射频端加装衰减器等方式降低雷达发射功率,并依据相关规定,加强机场周边电磁环境管理。

2016年9月27日,国家无线电监测中心、山东省无线电管理办公室会同中国民用航空山东空管分局在济南组织召开了济南国际机场空管二次雷达干扰排查研讨会。来自空军频管办、华东空管局等单位的专家参加了研讨会。会议一致认为,此次济南机场空管二次雷达丢失高度信息现象独特,在国内尚无相关先例,影响因素复杂,排查难度大,国家无线电监测中心的专家恪尽职守最终找到了干扰原因,对我国今后的民航无线电管理工作意义重大。

李景春表示,我国无线电管理基础设施经过多年的努力已经提高到一定的水平,设备也相对比较先进,国家无线电干扰查处能力在国际上也处于领先水平。本次排查工作,经过大家共同努力,最终有了结论,国家无线电监测中心从中也学到很多,期待今后加强合作,共同努力把空中电磁环境维护好。


来源:            责任编辑:徐恒
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