写在前面:全网唯一讲清楚,为什么GPS干扰,复位无效;为什么会出现GPS干扰;以及复位的多种形式;欢迎评论区,一起讨论。
在很多飞行员或机务的报告中,都出现过类似现象:“一路GPS信号丢失,从A机场到B机场都没有恢复,复位跳开关也不行;但下一次起飞又自动恢复了。”
这并不罕见,尤其在 GNSS 干扰高发区域。要理解这一现象,得先区分几个关键概念:干扰、复位、冷启动、热/暖启动、星历。
先给结论
1、离开干扰区 ≠ 立刻恢复。干扰或欺骗会导致接收机内部的时间、星历、位置估算模型等关键状态失真;脱离干扰后,如果内部状态未重新初始化或仍由错误数据主导,系统就会持续表现为“无定位”或“定位异常”。这在FAA SAFO 24002与EASA多版SIB的情报中都有体现(例如可能出现位置显示/TAWS/ADS-B异常、FMS位置错误等影响)。
2、“复位跳开关无效”的常见原因:复位时间不足,多数情况下只是热/暖启动 (Hot/Warm Start),仍保留部分内部记忆(时间、粗略位置、甚至过期星历);接收机会基于错误预测继续搜索卫星,结果“越搜越错”。
3、冷启动是“最干净”的一招,在复位后仍“NO POSITION”的情况下,冷启动是唯一能彻底清空内部记忆并重建星座的手段。
4、“冷启动为何慢”:冷启动需要重新下载导航电文:
因此TTFF (Time To First Fix, 首次定位时间)显著变长。
详细解读
一、GNSS(如 GPS)接收机的定位能力,依赖于两个条件:
1、能接收到足够数量、信噪比合格的卫星信号;
2、内部状态(星历、时间、位置计算)正常。
当遭遇电磁干扰或欺骗时,接收机会长时间收不到有效星座信号;内部“滤波器”与“轨道预测”模型就会逐渐发散,当内部滤波器长时间未获得有效观测值时,其协方差增大,状态向量不再可信,这会使得重新捕获卫星信号的时间显著延长。即使脱离干扰区后,系统也需要较长时间重新获取卫星信号、重新建立星座跟踪。EASA 的2024年SIB明确记录了这种“离开后仍不能恢复”的情形
如果干扰持续时间较长(例如几十分钟以上),接收机原有的星历、时间同步都可能过期失效——这就不是简单的“断续信号”,而是“状态崩溃”。
因此,离开干扰区后仍无信号并不意味着外部环境仍受干扰,而是接收机内部状态未重新初始化。
二、为什么“复位跳开关”无效?
很多机务尝试复位跳开关,希望让系统重新搜索卫星。但在多数情况下,这只是一次热复位(Warm Start)或部分复位(Partial Reset),这种复位方式,通常只触发热启动或暖启动。GNSS 若保留有效时间+星历+星历库会走热/暖启动,更快但不清旧数据;若这些信息已被干扰期间污染,就会持续失败/得到误导。冷启动要先丢弃这些历史信息再重建。
所以,当接收机内部保存的“脏数据”仍在,它会继续用错误的预测去寻找卫星,反而永远找不到正确的卫星。
三、冷启动是唯一的“彻底清洗”
所谓 冷启动(Cold Start),就是让接收机完全遗忘过去的一切。通常需要通过维护界面(CFDS、OMS、MCDU/CDU 维护菜单)执行“Cold Start”命令,或者断开主电源并保持足够时间(一般 ≥5 分钟)以清空 RAM 数据,再重新上电,让接收机重新捕获星座、下载星历。
冷启动后,接收机会:
1、从零开始获取 UTC 时间;
2、扫描所有频点、捕获任意卫星;
3、下载新的星历数据;
4、建立位置解算。
因此,当飞机脱离干扰区后仍无信号时,若通过常规复位无法恢复,执行一次冷启动是有效手段。
四、不同机型与 MMR 的启动方式差异
在波音和空客机型上,GNSS 接收功能均由 MMR(Multi-Mode Receiver)承担。不同厂商(如 Collins GLU-925/2100、Honeywell iMMR)在冷启动逻辑上略有差异:有的可在维护菜单直接执行“Cold Start”,有的需断开保持电源才能清空星历。
星历:在 GNSS(例如 GPS)里,“星历” (ephemeris)是描述某一颗卫星在当前时段内精确位置和轨道参数的数据集。可以把它理解成“卫星的运动表”或“短期轨道预报”。接收机要想算出自己的三维位置,必须知道:
1、从卫星信号里测得的伪距(信号传播时间 × 光速);
2、当时每颗卫星的准确位置——这正是星历提供的。
没有星历,就算能接收到信号,也无法把时间差转成几何位置。
所以,离开干扰区不等于GPS立即恢复;只有彻底清空记忆、重新捕获星座的冷启动,才能让接收机回到“干净”的状态。
这也是为什么在波音《Flight Operations Technical Bulletin 737-23-01》与多国民航局 SAFO/SIB 文件中都强调:
“若 GNSS 信号丢失无法通过普通复位恢复,应视为接收机状态污染,建议执行冷启动或按非卫星导航程序飞行。”
接下来,我们再从
干扰机制与系统设计逻辑角度,看看“为什么会这样”。
首先GPS信号极其微弱,容易被更强信号覆盖;公共GPS/GNSS 信号缺乏安全防护机制,其数字数据消息未加密、未认证,正因为是开放标准,所以容易被仿制或伪造,同时大多数设备“盲目信任”接收到的信号;与计算机/路由器不同,GPS/GNSS 系统没有防火墙或病毒防护机制;最后干扰与欺骗(Spoofing)的技术与手段在互联网上广泛可得。
导航:区域导航(RNAV)、所需导航性能(RNP)与精密进近(LPV)
监视(Surveillance):自动相关监视广播(ADS-B)与自动相关监视契约(ADS-C)
安全:GPS/GNSS 支持地形感知与警告系统(TAWS)的前视预警功能
自动化与机型专属功能(Automation & Aircraft Specific Functions)
三、系统逻辑角度:GPS信号恢复依赖外部条件,不是立即重启即可
737NG的GPS(通常是Multi-Mode Receiver,MMR或早期的GPS Sensor Unit)在丧失信号后,进入以下状态:Lost Satellite Tracking(失去星历跟踪),一旦所有可用卫星信号的SNR(信噪比)低于阈值,MMR会标记为NO POSITION。此时系统仍维持上一次位置(Hold Position),而非重新搜索。
重新获取(Reacquisition)过程需要满足:外部干扰已完全消除;天线无遮挡;卫星几何条件(GDOP值)在允许范围内;时间同步恢复(Clock Bias未漂移过大)。
⚠️ 如果在干扰期间系统内部时钟(TCXO)漂移严重,即使干扰消失,MMR也需要重新建立星历数据库(需几分钟到十几分钟),这就是你看到“复位也不恢复”的根本原因。
地面或机载设备发射干扰(如ADS-B、LTE、卫星通信、雷达测距仪的谐波)。雷暴静电放电或雷达旁瓣反射。军用干扰源(常见于中东、黑海、东欧方向航线,也有国内特定区域临时干扰)。
干扰信号导致:GPS天线低噪放大器(LNA)暂时过载饱和;接收机内部自动增益控制(AGC)锁死在高增益;软件检测到异常后自动屏蔽通道;
即使干扰消失,LNA恢复需要时间,AGC也需重新校准;所以即使“信号恢复”,接收机仍可能保持“NO POSITION”。
✈️从工程角度看,GPS“离开干扰区后不恢复”,往往是硬件饱和(LNA/AGC 未恢复)+星历过期+内部状态未清零的综合结果。简单复位只是断电重启逻辑,而非彻底重建导航模型。