民航移动网格化无线电监测应用探讨范文

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随着无线电技术被广泛应用于航空无线电通信、导航、监控等各个领域，保障地空通信、导航、雷达等无线电空管设备不受干扰，成为航空安全的重中之重。然而近年电磁环境日益复杂，无线电干扰频发，对航空管理部门的无线电通信安全保障能力提出了新要求。所以，无论从解决短期机动监测问题，还是从无线电管理工作长远发展来看，建设新型监测系统，都是保障民航通信导航业务符合民航发展需求的必要举措。

一、移动分布式网格化监测需求

当前，民航管制扇区划分越来越细。扇区数量不断增加，地空通信频点数量随之增加，对电磁环境的要求也越来越高。然而，随着工业化进程、通信技术迅速发展，新通信设施不断出现，通信资源日益紧张，电磁环境越来越复杂，给管制地空通信、飞行导航、监视雷达等重要保障设施带来严峻考验。随着航空无线通信受无线电干扰情况不断增多，无线通信有效覆盖范围降低，影响了正常的管制指挥陆空通信，航空电磁环境紊乱无序，给民航飞行安全带来了极大隐患。为确保华东民航无线电频率正常使用，提升华东民航重要节点区域周边无线电监测技术能级，通过可移动小型监测单元快速网格化布局、灵活移动组网体系架构部署新一代移动网格化监测系统，可有效提高民航重要节点的无线电管控能力。特别是针对上海地区以外没有固定站覆盖的华东重要民航节点的监控，以及对弱功率信号、突发干扰信号、同时多辐射源信号、短时发射信号的捕捉，更难截获并跟踪定位。在此形势下，航空管理部门亟需建设新一代移动网格化监测系统，作为现有无线电监测手段的补充和完善。

二、移动网格化监测系统测试

为了验证移动网格化监测系统能够满足无线电监控要求，为民航系统未来的无线电管理工作和民航网格化监测系统提供参考借鉴，民航华东空管局进行了移动网格化的现场应用测试。现场测试覆盖了上海虹桥机场禁区、虹桥商务区、北新泾街道等典型的民航机场和城市复杂环境区域。选用贝克GK415便携电台作为模拟信号源发射，调制方式为AM，发射123.5MHz频点（5W，EIRP约37dbm）验证利用TDOA（TimeDifferenceofArrival，双曲线定位法）、AOA（AngleOfArrival，角度测量值定位法）、POA（PowerofArrival）等定位技术实现固定发射源定位、移动发射源趋势定位。移动网格化系统以英国CRFS公司的射频眼为接收单元进行测试，采用4G公众移动通信方式进行组网。

三、固定信号源定位能力测试

在虹桥机场禁区内部（均位于5个可用节点联线区间内）随机选取5个测试点，在每个测试点使用发射源持续发射60秒用于测试，分别使用系统定位发射点和实际发射点GPS计算定位精度。根据现场勘察，测试共选定四个地点，安装四个射频眼节点，位置分别在虹桥机场周边的飞行控制区外。

四、移动信号趋势定位测试

首先，在虹桥机场禁区内部（均位于5个可用节点联线区间内），使用发射源在移动车辆上连续发射2分钟，采用分布式网格化系统进行趋势定位的应用。其次，在虹桥机场禁区外部（均位于5个可用节点联线区间外），使用发射源在移动车辆上连续发射2分钟，采用分布式网格化系统进行趋势定位的应用。

五、现场测试分析

快速部署方面，从下达正式测试开始，每个测试点的系统安装和撤离均控制在30分钟以内，达到了快速部署的目的。性能测试方面，系统可以有效地对网格区域中的固定信号源进行定位，并对移动信号源趋势进行分析，但根据不同信号特征，需采用不同定位分析方式，即网格化节点应支持多种跟踪定位方式，下表列出了POA、TDOA的适用场景。

从测试过程看，监测点部署位置对测试结果具有重大影响。因此，在监测节点数量有限的情况下，应不断调整移动网格化的监测节点位置，来获得理想效果，以适应不同要求的工作任务。从测试结果看，内场（节点联网监测范围内）移动趋势定位测试是内场固定定位效果的一次加码升级考验。而从外场（节点联网监测范围外）移动信号趋势定位测试结果看，难度远大于前期调研和设计测试方案所料想的。这主要因为对于网格化区域外的信号，距离较远的监测节点接收到的信号强度较弱，没有参与或没有有效参与系统定位计算，因此得到的结果不甚理想。综上，监测接收单元的灵敏度，是影响整个系统区域覆盖能力的重要指标。

作者：闫淑琴