航空通信导航干扰因素的分析及解决
作者 刘晔彤 张新博
发表于 2025年8月

【关键词】航空通信导航;干扰因素;解决措施

引言

现代卫星导航系统依靠多卫星组网技术,这种技术架构使得它在军事和民用领域都扮演着关键角色。从技术实现角度看,多颗卫星协同工作实现大范围覆盖,配合自适应信号处理技术,理论上能突破传统地面基站的物理限制。不过实际应用中,这种开放式的信号传播方式容易受到自然环境影响——像电离层电子浓度变化造成的信号延迟,建筑反射引发的多路径干扰,这些都是常见问题。更麻烦的是卫星设备本身的设计特点,采用透明转发模式虽然简化了系统架构,但面对人为恶意制造的虚假信号时,缺少本地识别机制就会成为致命弱点。当这些系统从实验室的理想环境转入真实电磁场景时,原有设计漏洞就会被放大,不仅可能导致导航服务中断,还存在引发连锁故障的潜在风险。

一、航空通信导航干扰的影响

(一)飞行安全隐患

作为航空运行系统的神经中枢,现代通信导航体系承载着空天地协同的关键职能,其运行效能直接决定飞行器在四维空间内的可控性。干扰因子的侵入将引发系统功能的渐进式劣化,主要涉及空间定位精度衰减、地空信息链断裂、飞行指引失真等典型故障模态。在机场终端区的电磁敏感环境中,无线电频谱的竞争性占用已成为不可忽视的风险源。非法信号注入与合规信号的时域冲突,可能诱发机载系统出现选择性接收障碍。当多源干扰形成协同作用时,系统冗余机制可能发生预期外的功能降级,这种降级过程往往突破传统故障树的预测边界,形成具有自组织特性的新型威胁拓扑[1]。

(二)系统性能下降

现代飞行器的电子系统采用深度整合设计,各功能模块间存在紧密关联。在飞行过程中,这种架构能让自动驾驶仪、导航计算机与通信终端形成协同运作,有效支撑着飞行任务的安全执行。但需要警惕的是,这种精密体系实际潜藏着连锁风险——当特定设备遭受干扰时,看似独立的功能模块会产生异常互动。以民航客机遭遇无线电干扰为例,当干扰信号强度超出设备承受范围,自动驾驶系统接收的航向数据会产生明显偏移,这种偏差体现在飞行高度和航向参数上,可能引发机翼姿态控制系统与发动机推力的配合失调,最终导致飞行稳定性下降。

(三)空管协调难度加剧

现代飞行器内部电子系统已形成高度集成的网络架构,这种深度互联的设计初衷在于提升系统协同效率,但当特定模块发生异常时容易引发多米诺骨牌效应。当遭遇高强度无线电干扰时,飞行器滤波装置可能无法有效拦截异常信号,此时自动驾驶系统就会像迷路的孩子般失去方向基准。更棘手的情况出现在卫星导航遭受欺骗式干扰时,在云层密集区域或复杂电磁环境中,导航接收器就像被蒙上双眼的向导,既无法锁定真实信号来源,也难以测算飞行器与地面站的实际距离——此类突发故障如同空中交通管制员与机组人员的通讯链路突发串频,导致地面监控系统与飞行器仪表盘同步陷入数据迷雾。

二、航空通信导航干扰因素的分析

(一)电磁环境复杂性对航空通信导航的干扰

在航空通信导航系统的运行机理中,电磁波传播质量直接决定着信息传输效能。当前面临的突出问题在于,开放电磁空间中多源信号的竞争性辐射已形成复杂干扰场,这种态势主要源于两个维度的矛盾演化。

从频谱分配维度观察,有限频谱资源与指数增长的无线通信需求之间形成结构性冲突。国际电信联盟划分的航空专用频段,在实际传播中面临相邻频段民用信号的越界渗透[2]。以地面蜂窝网络基站群为例,其广域覆盖特性导致发射信号在自由空间传播时,可能通过谐波辐射方式侵入航空通信频域边界,这种非故意干扰产生的互调产物,往往超出接收设备的带外抑制能力;从技术应用维度审视,大功率发射装置的空间布局密度已突破传统电磁兼容设计阈值。特别是第五代移动通信基站的高密度部署策略,以及超高清广播电视发射塔的功率升级,使得城市空域周边形成持续性背景噪声。

(二)人为操作失误引发的不利影响

在航空运行过程中,人员操作既是确保飞行安全的重要基础,也可能成为系统隐患的主要来源。实际工作中发现,当维护人员不按标准作业程序(Standard Operating Procedure,SOP)操作时,特别是在需要精确校准设备参数时漏掉步骤,容易导致通信导航设备出现异常状态[3]。

本文刊登于《消费电子》2025年16期
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