浅谈民航通信系统预防和查找无线电干扰的方法

论文关键词：民航通信系统无线电干扰预防检测重要性方法论文摘要：航空业的发展速度越来越快，国内机场和航线以及航班的次数逐年上升，无线电台的数量也在日益攀升，而在民航通信系统中，无线电干扰给飞机造成严重的飞行影响，也会给国民经济的发展带来巨大的损失。加强民航通信系统的无线电干扰的预防和查找能力是一项需要长期完善的工作。主要论述民航通信系统无线电干扰的类型和预防、查找无线电干扰的方法，以期能够为相关实践提供些许理论参考。长期阻碍民航通信系统和导航系统高效运作的主要因素就是无线电的干扰。以某机场的航空通信系统为例，笔者分析了互调干扰和串扰这两种无线电干扰的类型，并相应提出了预防的解决办法，最后提出了可以借鉴国外的监测与查找办法来不断提高我国的无线电干扰的查找与监测能力。1、民航通信系统无线电干扰的类型根据某航空公司的具体设置情况和无线电干扰情况，总结出两种常见的干扰类型。其一，互调干扰。它的涵义是如果收信机和发信机同时被输入两个以上(包含两个)的频率信号时，电路产生非线性特征，倘若另外还有一个信号正好与有用的信号频率相似或相等，这个信号也能通过收信机和发信机，进而就会对有用的信号产生干扰。带来的结果就是会降低通话的质量，甚至使接受到的信号失真，发生这种情况的时候，空中的飞行人员很难取得与地面控制中心的联系，这就容易造成民航地空指挥通信系统不能正常工作，飞机的飞行安全得不到应有的保障。这种互调干扰的影响还会波及到航空设备的正常运作。例如发射机在进行合理科学调试之后的工作频率可以达到输出电路的最佳谐振点标准，此时通过电路的电流值保持在最低限度。倘若互调干扰信号导致工作电路失灵，那么通过电路的电流量就相应地增大，致使设备元件在运作过程中产生过多的热量，很容易烧坏发射机。因此要采取必要的预防措施来减少互调干扰的故障率。1)可以先从发射机方面入手，在每一台发射机分用天线的时候，可以适当加大各天线之间的水平隔离距离和垂直隔离距离，这样就能够有效防止馈线相互靠近平行敷设，也可以将高Q带通滤波器接入到发射机的输出端口，从而有效提高收发信号的间隔，还可以不断改进发射机末级功放的性能。2)可以从接受机方面着手来减小干扰程度。将衰减器接入到接受机的前端，使得干扰信号的电平降到最小限度。此外还可以采用多级调谐回路以保证接受机具有性能良好的工作回路，降低无线电的干扰程度。同时还可以在混频器中使用平方律特性比较突出的构件，这样也可以起到降低干扰的效果。3)检查所有金属配件的接触情况，发现有接触不良的及时更换，避免超负荷运行。其二，串扰的情况是两个以上(包括两个)的无线电波道，当它们在通信时的频率间隔非常接近的时候，其中的一个电波道的通话声音就会在两一个电波道中响起，从而干扰了该电波道的正常通信。现阶段，民航通信系统的甚高频通信系统专用频段集中在7MHZ的范围内。综观我国的民航通信系统情况，由于空管的单位数量大，每一单位都需要使用几个甚至几十个频率，所以频率相近的问题也在所难免。要有效避免这一干扰的发生就需要对信号频率进行科学化、合理化的设计和布局，将那些比较相似的频率均分到不同的无线电台。如果一家无线电台中存在多个间隔相近的频率，就将这些相近的频率分布到不同的天线共用系统中去。还可以在保证地空管制系统运作良好的情况下，减少间隔相近的频率的发射机的正常发射功率，在一定程度上加大接受机的静噪门限值。另外还要经常检查与维护收发信机、滤波器、单向器等，随时随地掌握这些设备的运行情况，及时发现问题，做好设备的优化升级工作。2、民航通信系统无线电干扰的查找方法如何科学准确查找民航通信系统的无线电的干扰方法值得进一步研究与探索，这里以美国的实践为例来说明具体的运作方式。美国民航无线电干扰监测系统(简称IMDS)在具体的应用中不断得到完善，对无线电干扰的具有很高的监测能力，也可以对干扰源进行高精度的查找和定位，此方法转变了民航通信系统中的导航方式，即由地基导航转变卫星导航。该系统运行步骤主要有四点：一是在用户的发送报告遭受到无线电的干扰的时候，那么该监测系统便会把这些干扰报告如实记录在案，最后汇总成无线电干扰事件报告表，详细统计了事故发生的时间、事故持续的时间、无线电的干扰程度、事故带来的后果和影响等，同时用发生时间作为检索信息的目录条件。倘若是飞行员报告的无线电干扰事件，其中记录的内容要增添事故发生的位置、海拔、航向等。这些信息经过整理后，还要使用自动化软件工具进行科学分析与鉴定，利用分析的结果可以随时掌握检测设备的使用状况。二是如果在已经确定的搜索区域中存有民航的地面设施时，要及时和地面设施取得联系，及时将可能实施的监测行动通知下去。如果地面固定无线电干扰监测系统监测到无线电的干扰，则有关专家要立刻在该固定无线电干扰检测系统设施附近部署地面移动的便携式无线电干扰监测系统。通常来看，无线电干扰源一般位于该地面固定无线电干扰监测系统设施的无线电示向线的范围之内。三是当用户所受干扰是间断性干扰的时候，就要运用可搬移无线电干扰监测系统来查找和定位，因为移动便携式无线电干扰监测系统不容易查找到间断性干扰信号。可搬移无线电干扰监测系统可以最大限度地拓宽监测范围，也可以在无人操作的条件下，自动实现数据搜集的目的，并且能保持较长的自动运作时间。该系统还可以由控制站通过RF调制解调器或电话线对其监测项目进行遥控。四是在飞行员只报告RFI干扰的时候，地面设施对无线电干扰源的查找与定位工作就变得有些困难。这是因为报告飞机的无线电示向线覆盖了面积较大的地理区域，这时候可以选择机载无线电干扰监测系统来科学查找与定位出影响民航安全飞行的无线电干扰源。上述的方式具有一定的普遍性，但是毕竟基于外国的航空事业基础上，所以我们在借鉴的同时首先要立足于本国国情，探索出更适合自身的监测办法。3、总结综上所述，民航通信系统中的无线电干扰的监测与控制工作关系重大，尤其在科学技术水平不断发展的今天，很多种类的通信设备和工业生产设备的应用越来越广泛，致使无线电干扰的现象频频发生，所以加强无线电及其频率审批的管理和组织也非常重要，有效的管理可以为民航通信系统的正常运作提供良好的环境基础。同时也要充分了解无线电干扰现象发生的根本原理，对不同的类型进行不同的预防和维护措施，提高规划与布局的合理性以及科学性，争取将甚高频通信系统的无线电干扰程度控制在最低的范围内，以便为管制运行提供良好的通信导航监视服务，促进民航事业的发展。参考文献：[1]李建英，外来信号对航空导航通信安全的干扰[J].安全与健康(上半月版)，2005(8).更多文章[2]何学群，航空通信导航频率日常干扰分析[J].中国无线电管理，2003(4).[3]韩其位、曾祥华、李峥嵘、王雪飞，卫星导航干扰监测技术的发展现状与趋势[J].航天电子对抗，2009(6).[4]黄建宇、吴仁彪、张春田、李志远，民航VHF地空通信干扰对策研究[J].中国民航大学学报，2008(1).1.绪论1.1研究背景网络被认为是互联网发展的第三阶段。网络的设计和实施能够带来切身实际的利益，城域网、企业网、局域网、家庭网和个人网络都是网络发展的体现。网络发明的初衷并不仅仅是表现在它的规模上，而是互联互通，资源共享，消除资源访问的壁垒，让生活更加方便、快捷、高效。随着网络技术的发展，网络在应用方面也体现出了很大的潜力，能够共享和调度成千上万的计算设备协同并发工作，能汇聚数百万计的信息资源加以归类、分析和发布，还可以让世界每一个角落的人们实时沟通交流。在现代高速发展的社会里，企业与企业之间的联系日益密切，大量的、复杂的信息交流显得由为重要。随着电子科技的高速发展，那些如何复杂大量的信息，通过网络技术帮助下，就可以轻而易举的从某一地方传送到另一地方，而且简单、快速、准确，给人们带来了很大的方便。而在现代企业中，网络技术在管理中的应用，已显得举足轻重。随着企业信息化进程的进一步深入和发展，计算机在企业中的应用越来越广泛，而企业对计算机的依赖越来越强。随着网络应用的日益丰富以及人们在日常生活中对网络依赖的日渐紧密，那么对于网络吞吐量，网络延时，网络链路的稳定性以及网络服务的多样性就会产生新的要求，同时也希望网络应用的花销能更加低廉，这样针对电信网络运营商所提供的服务将会产生巨大的挑战，本实时通信系统的成功应用将会给运营商们提供更加方便，快捷，稳定，并且低廉的网络运营成本，本实时通信系统帮助企业实现巨大的商业价值的同时也为用户带来的更加高效，快速，稳定并且廉价的网络服务资源。1.2选题理论1.2.1需求分析方法在软件的设计和开发过程中，需求分析是一个重要的阶段，是项目开发的基本要素，是项目实现和实行的关键。软件工程的需求分析指的是了解用户需求，在软件的功能上和客户沟通并且达成一致，评估软件的风险系数和项目需要付出的代价，最终形成一个完善设计实现的复杂过程。目前比较流行的软件需求分析方法有：结构化分析方法和面向对象的分析方法。1.结构化分析结构化分析方法给出一组帮助系统分析人员产生功能规约的原理与技术。它一般利用图形表达用户需求，使用的手段主要有数据流图、数据字典、结构化语言、判定表以及判定树等。结构化分析的步骤如下：①分析当前的情况，做出反映当前物理模型的DFD;②推导出等价的逻辑模型的DFD;③设计新的逻辑系统，生成数据字典和基元描述;④建立人机接口，提出可供选择的目标系统物理模型的DFD;⑤确定各种方案的成本和风险等级，据此对各种方案进行分析;⑥选择一种方案;⑦建立完整的需求规约。2.面向对象分析面向对象是在结构化设计方法出现很多问题的情况下应运而生的。从结构化设计的方法中，我们不难发现，结构化设计方法求解问题的基本策略是从功能的角度审视问题域。它将应用程序看成实现某些特定任务的功能模块，其中子过程是实现某项具体操作的底层功能模块。在每个功能模块中，用数据结构描述待处理数据的组织形式，用算法描述具体的操作过程。面对日趋复杂的应用系统，这种开发思路逐渐暴露了一些弱点。那么面向对象的分析首先根据客户需求抽象出业务对象;然后对需求进行合理分层，构建相对独立的业务模块;之后设计业务逻辑，利用多态、继承、封装、抽象的编程思想，实现业务需求;最后通过整合各模块，达到高内聚、低耦合的效果，从而满足客户要求。1.4.2系统开发设计方法软件的开发设计模型是将软件开发的整个过程、事件以及任务提取汇总而成的结构化框架。软件的开发包括了需求分析、系统设计、编码实现以及单元、系统测试等阶段，有时也会有一部分的后期维护阶段。软件的开发设计模型能够更加清晰、直观地反应出软件设计开发的全部过程，明确定义了开发过程中所需要完成的事件和任务。常见的软件设计模型有：边做边改模型、瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型、演化模型、喷泉模型、智能模型、混合模型等，下面将列举并介绍其中比较常用的两种模型。第2章实时通信系统的需求分析2.1客户业务需求分析网络如今已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，无论是个人娱乐还是工作拓展，以及将来的智能生活和办公需求，都需要网络的承载，随着网络应用发展的突飞猛进，人们对网络的承载能力，业务种类的多样性，以及网络的稳定性提出了更高，更多的要求。本通信系统针对自己的核心客户需求给出了不同的定制方案，本文针对各大客户的共同需求，有以下几个方面.1.网络带宽方面，要求核心网单口接入全面铺设10Gbps端口，最大单机承载达到960Gbps。2.服务多样性方面，要求全面支持IEEE802.1q，802.1p，802.1ad等全业务承载，对于多用户网桥要求支持基于虚拟专用局域网业务建连，对于核心网要求采用MPLS方式承载接入。3.网络稳定性方面，要求支持多链路，多接点通信保护，倒换时间不超过50ms，核心网保护需要支持BFD，FRR两种工作模式。4.链路维护方面，要求支持ITU-TY.1731的链路检测和诊断。5.网络运营质量和分级管理方面，要求支持层次化业务分级和管理。6.网管方面：需要提供图形化管理界面，需要具备跨厂商设备识别管理能