基于星基的民用航空无线电通信、导航、监视系统初探论文_何玲

中国民用航空中南地区空中交通管理局 广东广州 510405

摘要:民用航空无线通信系统当中的无线电通信、导航系统以及监控系统等,都是民用航空领域的重要组成部分。基于此,本文从三个角度,分别对民用航空无线进行了探究,并就其中存在的问题提出了具有针对性的问题解决方法。

关键词:民用航空;无线通信;干扰因素;软件开发

引言:国际民用航空卫星组织领域为了增加民用航空运行期间的安全性,在适应民用航空发展需求的基础上,对民用航空无线通信系统以及相关技术进行了研发与应用。但是,在基于星基的民用航空无线通信领域中,仍存在一些问题。因此,本文对民用航空无线通信以及导航监视等系统进行研究,并提出相应的问题解决方法,具有现实意义。

一、基于星基的民用航空无线通信系统初探

(一)干扰类型

民用航空无线通信系统信号干扰的类型主要包括了两种:第一种为无线电设备的干扰。部分频率在30M至300M赫兹频段的无电线设备和调频广播的无线电信号频段会存在交叉点。因为民用航空无线通信系统本身的抗电磁干扰能力较差,所以通信系统当中的各项调频设备会因为设备和技术等方面的问题,而出现功率过大的情况。这种非线性电磁波传输对于民用航空无线通信系统中的电磁波会产生严重的干扰。除此之外,部分电磁射频会因为自身的技术水平和质量没有达到国家标准,而产生影响电磁正常传输的情况。第二种为非无线电设备的干扰。非无线电设备的干扰主要是飞机通信无线电电波与非无线电设备出现同频的情况,这种情况下,系统内的信号有可能产生泄露。特别是一些机场附近会安装LED显示屏和卫星电视,都会对通信系统造成干扰。

(二)解决办法

为了解决通信系统中出现的干扰问题,技术部门提出构建全天候的动态监测机制,并且搭配可视化的监测方法,对周围的无线电信号进行监测。结合信息化学科学技术,还能对民用航空无线通信系统产生的各项数据进行记录与分析,以此判断无线电信号的变化趋势,分析存在干扰信号的威胁。有关部门通过加强组织沟通的方式,可以迅速地消除已经发现的干扰因素。并且,使用动态监测的方式,还能发现民用航空无线通信系统潜在隐患,从而在问题发生之前,就对其进行加强管理。及时地消除并有效控制民用航空无线通信系统隐患问题,降低对民用航空领域的不良影响。

二、基于星基的民用航空无线导航系统初探

(一)信号干扰问题

民用航空无线导航系统中出现的干扰问题最为显著的是互调干扰。出现这种干扰问题的主要原因是系统内部同时出现了两个或者两个以上频率的信号,并且能同时被发信机与收信机捕获。在电路会同时呈现出具有非线性特征的频谱,同时还会出现不必要的组合频率。互调干扰如果不能被及时发现和处理,甚至有可能引发系统的电路失灵,进而影响到设备的正常运行,还有可能引起发射机烧毁的情况[1]。除了互调干扰以外,带外干扰也是一种民用航空无线导航系统干扰问题。这种问题产生的原因是接收机信号受到外部环境中杂散信号的干扰,收信机在获取有用信号时,其内部也会受到一定的干扰。工作频率会发生鲜明的变化,并且还会产生大量的杂散辐射。

(二)问题应对策略

针对民用航空无线导航环节中出现的干扰问题,相关领域的技术人员要从实际运行的角度出发,结合具体的情况,构建更为完善的民用航空无线导航管理方法。例如,广东省某民用航空公司面对通行信号干扰问题时,提出要在电子设备正式安装之前,做好相应的接地管理。这种管理方法不仅可以杜绝设备之间电位差而产生的信号干扰问题,而且还可以有效地防止外部环境中的电磁干扰产生的影响。除了这种方法之外,民用航空公司还构建并设置了合理的屏蔽措施。这种屏蔽方法能降低民用航空机场内部电子设备所产生的电磁干扰信号。例如,对各类机箱、机柜等放置设备的柜门都要密闭处理。对于本身具有电磁辐射特征的设备,要单独放置或者以有效措施进行屏蔽[2]。

三、基于星基的民用航空无线监视系统初探

(一)系统设计

民用航空无线的监视系统示意图当中展示了,系统要先通过传感节点接收民用航空无线信号的方式,并进行调节解调,再经过传输网络将数据传输到汇聚中心的中心服务数据库中进行存储。这种方式下,可以通过汇聚中心服务器的方式,实现后台编程,并进一步进行数据的处理。与此同时,监控视频和环境参数不能不存储在数据库中,而是在前台展示。当系统内部各项信息发布到web服务器之后以后,客户端可进行数据信息的查看。在这种系统模式下,工作人员可以对传感节点中的多个设备进行远程开关机处理,并且还可以实时监控设备的运行状况。

图 1 民用航空无线监视系统总体框架示意图

(二)软件开发

民用航空无线监视系统的软件开发流程如下:

(1)从网络中抓取数据并进行处理和分析,这种方式能满足系统需求性设计目的。结合系统总体要求以及功能设计需求,可以明确地掌握不同数据的特征,并对其是否能进行可视化展示进行判断。

(2)结合前一阶段对系统的功能进行总体设计,并在完成总体设计之后,进一步细化软件内部的功能。

(3)对系统的各个模块进行分别实验分析,最后整合在一起。通过仿真实验的方式,可以检验功能是否能够实现,并以此判断系统的稳定性。

(4)在实测检测中,主要对系统能否直接应用到民用航空无线通信监测领域进行检验,并且对系统实际环境是否能完成功能需求进行检验。

(三)实现方案

民用航空无线监测系统若想能够真正地应用到民用航空领域当中,不仅要优化设计过程还要结合JAVA相关技术,对各个功能模块进行实现。以系统软件功能为例,在实现中能够要将历史轨迹查询模块、预测模块中的历史轨迹功能等进行逐一实验。运用login.aspx系统作为软件登录模块,借助这项技术更有利于系统的实现。例如,我国广东省某民用航空无线通信管理部门的技术人员,在对监视系统进行建设中,运用了CSS格式的文件,以确保相应的动态功能可以实现。在此后的系统建设中,技术人员还运用了doajax的方法,将输入的数据传回到后台,并对其是否登录成功进行判断。

总结:综上所述,民用航空无线在全球范围内有着较为广泛的应用实践,在我国民用航空不断兴起发展的背景下,相关领域的技术人员要充分地认识到,信息技术发展所产生的影响,结合系统内部问题以及在应用实践中出现的问题,提出具有针对性的问题解决方法,确保民用航空飞行器在飞行期间不会受到严重的干扰,从而加强飞机的飞行,合理地排除或者预防干扰事件的发生。

参考文献:

[1]张杰.民用航空甚高频通信无线电干扰监测与预防探究[J].信息与电脑(理论版),2018(17):149-150.

[2]王洪全,刘天华,欧阳承曦.基于星基的民用航空无线电通信、导航、监视系统发展现状[J].卫星应用,2017(11):50-55.

论文作者:何玲

论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期

论文发表时间:2019/11/20

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