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近期估计很多公司都碰到GPS信号丢失问题,典型的现象是DU上出现UNABLE REQD NAV PREF-RNP(达不到所需导航性能):
一般都是测试正常,判断为信号干扰或位置有遮挡所致。地面上一般是换个机位或滑出就能恢复正常。
也可尝试复位MMR跳开关:
↑出现LOC故障旗
MMR跳开关:左MMR1:P18-1 A2RADIO NAVIGATION MMR 1右MMR2:P6-1 A13 RADIO NAVIGATION MMR 2
例如上次广州区域干扰导致的GPS信号不稳定,大家应该都还有印象:
2019年7月4日至7月11日,共有19个机组报告在广州白云机场下降过程中出现机载GPS信号失效的情况,并出现“导航RNP不可用”和“地形位置”的告警信息。
中南空管局技术小组逐一进行确认和排查,最后判断此次广州白云机场五边进近出现的GPS失效问题最大的可能还是干扰引起。
7月15日,广东省无线电监测处利用监测车和无人机精准定位了GPS的干扰源位置。确定干扰设备为联通4G的GPS设备,因故障导致其发射干扰信号,联通到现场进行测试并关停故障设备,随后GPS干扰信号消失。
分享一篇空客《安全第一》的文章。
GNSS InterferenceSafety first #29 September 2019
在大多数空客飞机上,来自全球导航卫星系统(GNSS)的信号,被用于飞机定位,和通信、导航和监视功能的时间基准的主要输入之一。
根据航空公司的报告,在世界一些地区的运营中,由于无线电干扰(RFI)导致的GNSS信号丢失事件越来越多。
本文阐述了无线电干扰产生的原因、对飞机系统的影响,并对飞行和维修人员提出了建议。
全球导航卫星系统(GNSS)始于1978年,当时全球定位系统(GPS)卫星星座的第一颗卫星发射。全球定位系统的全面运作能力正式开始于1995年。2000年,为改善民用的定位性能,全球定位系统开放了全面的可用性。用户数量和用途因此增加,特别是在民用航空领域。
GPS全球定位系统是美国为军事目的而建立的。1983年一架民用飞机在空中因被误以为是敌军飞机而遭击落后,美国承诺GPS免费开放供民间使用。美国为军用和民用安排了不同的频段,并分别广播了P码和C/A码两种不同精度的位置信息。美国军用GPS精度可达1米,而民用GPS理论精度只有10米左右。特别地,美国在90代中期为了自身的安全考虑,在民用卫星信号上加入了SA (Selective Availability),进行人为扰码,这使得一般民用GPS接收机的精度只有100米左右。2000年5月2日,SA干扰被取消,全球的民用GPS接收机的定位精度在一夜之间提高了许多,大部分的情况下可以获得10米左右的定位精度。美国之所以停止执行SA政策,是由于美国军方现已开发出新技术,可以随时降低对美国存在威胁地区的民用GPS精度,所以这种高精度的GPS技术才得以向全球免费开放使用。
01.无线电干扰(RFI)RADIO FREQUENCY INTERFERENCE (RFI)
从太空发出的低功率信号
A low power signal sent from space
GPS信号是低功率信号。它相当于距离地球表面20000多公里的一个60W灯泡所发出的能量。这意味着,信号很容易受到位于飞机附近的任何在GPS L1频带(1575.42 MHz +/-10 MHz)内发射的地面源的干扰,从而导致GPS数据丢失(图1)。
图1:RFI的主要来源
无线电干扰的主要已知来源
Main known sources of RFI
● 个人私设装置Personal Privacy Devices (PPD)
一些报告的干扰是由便携式个人私设装置引起的,这些装置会干扰附近区域的GPS信号以避免跟踪。当机场附近的这些装置被激活时,由于机场周围区域的GPS信号丢失,导致机场的运行中断。
● 敏感场所和贵宾的保护Protection of sensitive sites and VIPs
出于安全原因,某些敏感地点可能会使用全球导航卫星系统无线电干扰来保护,例如监狱设施或政要或政治人物居住或访问的地点。在这些地点附近作业的飞机可能受到GPS信号干扰的影响。
● GPS中继器GPS repeater
GPS中继器用于在飞机维修期间使飞机库内的GPS信号可用。在一些报告的事件中,GPS中继器信号干扰了实际的GPS信号,导致靠近机库的飞机出现接收问题。
● 电视广播电台故障TV broadcast station malfunction
据报告,一个电视台故障干扰了全球定位系统信号,影响了飞机的运行。
● 冲突地区军用GPS无线电干扰Military GPS RFI in conflict zones
如果距离军事冲突地区太近,GPS无线电干扰也会导致飞行中GPS信号丢失。这些区域通常是已知的,NOTAMs 告知飞行机组,它们可能在这些区域附近遇到干扰。可能的情况是,军事无线电干扰活动事先不知道,或未事先通知,导致GPS信号丢失。
全球导航卫星系统欺骗攻击 GNSS Spoofing
据报道,一些已知的无线电干扰源能够发射模拟的GNSS信号。
这种欺骗的目标包括在机库内提供带有中继器的全球导航卫星系统定位服务,防止全球导航卫星系统接收器计算超出禁止区域的位置,或作为反无人机措施的一部分触发区域限定响应。
到目前为止,没有全球导航卫星系统欺骗事件导致空客飞机上的飞机位置和时间错误的任何报告。然而,空中客车公司不断监测新出现的威胁,并展开调查,以进一步评估全球导航卫星系统欺骗威胁及其可能的后果。 全球导航卫星系统欺骗攻击 GNSS Spoofing
据报道,一些已知的无线电干扰源能够发射模拟的GNSS信号。
这种欺骗的目标包括在机库内提供带有中继器的全球导航卫星系统定位服务,防止全球导航卫星系统接收器计算超出禁止区域的位置,或作为反无人机措施的一部分触发区域限定响应。
到目前为止,没有全球导航卫星系统欺骗事件导致空客飞机上的飞机位置和时间错误的任何报告。然而,空中客车公司不断监测新出现的威胁,并展开调查,以进一步评估全球导航卫星系统欺骗威胁及其可能的后果。
02.对飞机系统和相关驾驶舱的影响EFFECTS ON AIRCRAFT SYSTEMS AND ASSOCIATED COCKPIT EFFECTS
对飞机位置计算的影响
Impact on the aircraft position computation
GNSS射频干扰会导致GNSS位置和时间的丢失。即使GNSS在飞机定位系统中起着重要作用,空客飞机也被设计成能稳定应对GNSS信号丢失。
使用其他数据源(IRS、VOR和DME)可以使飞机系统保持位置计算能力。GNSS输入丢失不会导致地图移动或飞行管理系统(FMS)错误的位置计算。
在GPS信号丢失的情况下,FMS按优先顺序从混合GPS/IRS位置切换到IRS-DME/DME位置或IRS-VOR/DME或纯IRS位置。更多细节请参考FMS位置计算的FCOM描述。
可能失去某些导航和监视功能以及某些操作能力
Potential loss of some navigation and surveillance functions as well as of certain operational capabilities
如果GPS信号丢失,可能失去某些导航和监视功能或操作能力(图2)。这是因为没有了能满足高精度和完整性要求的GPS位置数据(例如,对于RNP AR、SLS、GLS等),当功能仅依赖可用的GPS数据进行位置或时间参考时。
图2:GNSS信号丢失对系统/功能的潜在影响及其相关的驾驶舱效应
图2中列出的所有或部分驾驶舱效应可能会按顺序触发,顺序取决于每个系统的监控功能的确认时间和GPS信号丢失的时间。
03.操作注意事项OPERATIONAL CONSIDERATIONS
飞行准备期间
During Flight Preparation
● 检查无线电干扰航行通告Check RFI NOTAMs
航空公司在规划航班时,应考虑与已知或计划区域相关的全球导航卫星系统的无线电干扰。如果航行通告适用于该航班,则必须检查受影响区域是否有非基于GNSS的航路、程序和进近(如ILS、VOR和DME)。
飞行中
During Flight
● ECAM/FCOM 程序的实施Application of ECAM/FCOM procedures
如果在驾驶舱效应如(图2)所述的飞行过程中发生GNSS信号丢失,机组必须遵循相关的ECAM或FCOM程序。
● 信号恢复Recovery of the signal
GPS信息的丢失通常是暂时的,一旦飞机离开受无线电干扰影响的区域,基于GPS数据的正常导航模式(“GPS PRIMARY”或“NAV PRIMARY”)以及通信和监视功能就会恢复。因此,在受无线电干扰的情况下,不必取消选择GPS,因为这将阻止飞机在恢复GPS信号时恢复其全部能力。
● 需要ADS-B OUT的区域Zones with ADS-B OUT required
如果在根据规定需要ADS-B OUT的区域发生了GNSS丢失,机组应将ADS-B OUT丢失的情况通知空中交通管制,并报告这是由于GNSS信号丢失造成的。
在一次疑似失去全球导航卫星系统信号的飞行后
After a flight with suspected loss of GNSS signals
● 向机务部门报告Report to Maintenance
在经历了全球导航卫星系统信号丢失影响的飞行结束时,机组应向机务部门报告事件和驾驶舱的效应,以调查并确认事件是否由无线电干扰系统或设备故障引起。
● 共享信息Share information
航空公司应向区域(如ANSP)和国际组织(如欧洲空管局的自愿事件报告,EVAIR))报告任何已确定的疑似GNSS 无线电干扰事件。这将有助于和加快全球导航卫星系统无线电干扰事件的确认或解决,并使发布的航行通告能够与在受影响区域附近飞行的所有其他航空公司共享信息。
04.维护注意事项MAINTENANCE CONSIDERATIONS
在受全球导航卫星系统瞬时信号丢失影响的飞行结束时,应确认所遇到的影响是由于射频干扰而不是系统或设备故障造成的。
已知无线电干扰区域GNSS的瞬时丢失Transient loss of GNSS in an area with known RFI
在飞行结束时,在已知无线电干扰的区域内,受瞬时GNSS丢失影响,空客建议维修人员重置系统并测试两个多模接收机(MMR)。
为了确保没有系统故障,空客还建议根据飞行期间观察到的驾驶舱效应,对任何受全球导航卫星系统信号丢失影响的设备进行系统测试。如果任何系统测试失败,维护人员必须按照相关的故障排除手册(TSM)程序进行故障排除。
请参阅空客世界门户网站上的“空客飞机的GNSS丢失和GNSS干扰”ISI文34.36.00049,了解更多详细信息,以及系统测试的相关AMM/MP任务列表。
如果地面上仍然存在干扰怎么办?What if the interference is still present on ground?
如果在地面,全球导航卫星系统仍然受到无线电干扰的影响,飞机应离开无线电干扰区域。如果不能这样做,应考虑按GNSS失效MEL放行。
在无线电干扰未知区域的GNSS瞬时丢失Transient loss of GNSS in areas not known for RFI
在没有已知无线电干扰问题的区域内,受瞬时失去GNSS影响的飞行结束时,空中客车公司建议维修人员通过研究所有可能来源来确认失去GNSS的根本原因:飞机系统故障 GNSS卫星异常 环境遮挡 多路径或太空天气事件,如电离层闪烁
当所有这些潜在的原因都排除后,就可以怀疑是无线电干扰。在这种情况下,应将飞行数据发送给空中客车公司进行进一步调查。
空客世界门户网站上的“空客飞机的全球导航卫星系统丢失和全球导航卫星系统干扰”,ISI文章参考号34.36.00049中提供了要报告的信息项列表。
由于无线电干扰而报告的瞬时GNSS丢失的数量正在增加。GPS信号的丢失会导致飞机位置计算能力下降。然而,空客飞机的设计上可以通过使用IRS或地面导航设备数据,在没有GPS信号的情况下保持位置计算能力。
可能会暂时失去某些导航和监视功能。当飞行中遇到无线电射频干扰时,机组将收到任何功能或能力丧失的警报。然后,机组必须使用与这些驾驶舱效应相关的ECAM/FCOM程序。
在大多数报告的射频干扰情况下,飞机离开受影响区域后立即恢复正常运行。
在飞行准备过程中,当飞行到无线电干扰已知区域或上方时,应采取预防措施,以避免操作负担。
当维修人员确认受影响的区域怀疑有无线电干扰时,应与航空界共享信息。
附录:
GNSS loss and GNSS Interferences on Airbus A/Chttps://www.airbus-win.com/wp-content/uploads/2019/03/gnss-loss-and-gnss-interferences-on-airbus-ac-1.pdf
之前的空气交流内容:
当出现GPS信号丢失时,机组可以按主警告通告牌再现,看惯导模式选择面板上GPS灯亮不亮,如果GPS灯不亮,一般都是GPS信号弱或干扰问题。
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完
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