民航导航测距设备案例故障处理浅析

尹喜

甘肃省民航机场集团有限公司张掖机场公司       734099

【摘 要】 机场导航设备是民航飞机空中安全飞行以及航空器起飞、降落的主要保障手段，人们生命财产安全的有力保障手段。本文针对机场导航设备出现的故障问题进行分析，探讨机场导航设备运行时出现类似问题的技术解决思路，对民航导航设备运行安全起到一定的指导作用。

【关键词】 机场导航  FSD-40  校飞  故障  多路径干扰

引言

随着生活水平的提高，人们对物质要求越来越高，出行方式选择变得更加多样化，民用航空发展变得尤为重要。民航导航设备作为飞行安全的一个重要环节，对机场航班正常运行起到非常重要的作用。因此如何做好导航设备维护维修，在当今机场导航设备运行中引起了高度重视。本文主要是机场FSD-40测距设备校飞时出现故障时的解决过程和后期分析，对民航导航设备安全运行具有一定的指导意义。

测距设备属中程民用导航设备，它工作在1000MHz频段。在ICAO附件10中所述，测距设备工作原理属于二次雷达类型，它可以使几架飞机在受到地面基准信号（DME应答机发出的信号）之后同步测量飞机的各自距离。测距设备的主要部分包括：询问机单元和接收机单元。

一、校飞时测距设备出现的故障

近期，在张掖机场西跑道11L仪表着陆系统飞行校验中，FSD-40测距设备在实施测距设备覆盖校验时出现8海里处测距设备信号覆盖强度小于-81dBm，随即张掖机场导航设备校飞人员对测距设备发射机1和发射机2进行切换检查，确认双机均存在测距覆盖超限的情况(其他科目一切正常)，导致测距设备飞行校验结论为不合格。

通过对FSD-40测距设备的全面检测及2023年校飞前设备巡检数据和历年测距设备飞行校验数据进行分析对比检查，可以得出FSD-40测距设备的机柜设备板件、天线和天线分配单元性能都是正常的，在2015至2022年期间并未发生明显的性能漂移，设备发射机参数也没有发生明显变化，因此设备本身没有问题。

根据飞行校验结果，可以得知FSD-40测距设备在相同高度，8海里处信号覆盖出现急剧下降，8海里以外测距信号覆盖未超标，8海里内信号覆盖也未超标，可以推断信号发生抖动的原因来自外界而非设备原因（如图例1、2所示）。

       图例1： 发射机1              图例2：发射机2

二、故障排除过程

2023年6月26日张掖机场西跑道11L仪表着陆系统飞行校验，校飞过程中校飞机组通过甚高频设备告知下滑台地面校飞人员测距覆盖有问题，FSD-40测距设备在实施测距设备覆盖校验时出现8海里处测距设备信号覆盖强度小于-81dBm，数据超限需要对FSD-40测距设备进行调整，保证测距设备信号覆盖大于-81dBm。下滑台地面校飞人员立即对FSD-40测距设备进行全面检查也评测，确认FSD-40测距设备、天线部分均运行正常，初步估计为机外测距场型发生变化使测距设备在8海里处有多径反射干扰信号，致使校验时出现8海里处测距设备信号覆盖强度小于-81dBm，张掖机场校飞人员通过初步推断所得结论，立即采取降低1、2号发射机功率、升高寂静时间、降低灵敏度的方法，对测距设备进行了初步的调整工作，并将已调整测距设备数据通过甚高频告知校飞机组。校飞机组再次对FSD-40测距设备进行测距设备覆盖校验飞行，通过再次飞行校验FSD-40测距设备后告知地面校飞人员测距设备覆盖效验合格。

三、故障排除原理分析

张掖机场测距问题初步推断为机外测距场型发生变化使测距设备在8海里处有干扰信号，首先张掖机场邀请张掖市无委会技术人员对测距设备信号覆盖强度小于-81dBm所在位置的8海里附近进行了无线电电磁干扰信号检测工作，根据张掖市无委会技术人员检测结果8海里附近无测距设备干扰源。

通导人员怀疑为张掖机场测距设备所处下滑台前方800米左右有成片树林，致使测距设备在8海里处有多径反射干扰。树林相对仰角约为：tan-1（115/800）=1.07°，理论推断：测距信号为直线可视角传播，对3度下滑角上的测距信号是没有影响的，直线不存在测距覆盖信号遮挡问题（如图例3所示），只有一种可能就是测距信号存在多径反射干扰，主要为测距设备的直达信号和树林反射后的反射信号在8海里处形成多径反射干扰，导致8海里处测距设备信号覆盖强度急剧下降。

图例3：飞机下滑线

四、同频信号的多径反射干扰形成原理浅析

在导航设备无线传播里，信号传递是通过天线辐射和接收电磁波来完成的，不同的天线形状和场地条件不同，就会产生不同的辐射或接收场型，下面主要以测距设备发射天线来分析多径反射干扰形成原理。（如图例4所示）单个飞行目标会由于地形反射原因在接收机上会同时接收到，直达应答信号和反射应答信号。两种信号在同一时间进入机载接收机后会严重影响接收机的识别能力，由于矢量叠加原理会导致信号急剧的衰落。

图例4：多径反射干扰形成原理图

五、结语

机场导航设备的维护维修工作涉及到设计、安装、校验、准入、后期维护等多个环节，是一项复杂的、综合的项目。因此在实际导航设备维护工作扎实做好的同时，还要重点研究导航设备运行理论技术，在导航设备理论知识技能学习和研究中下功夫，对每一个节点技术做到心中有数，精心管理，将导航设备故障事件发生的概率降低到最小。

参考文献：

［1］附件 10《航空电信》

［2］THALES  FSD-40/45 TECHNICAL MANUAL

［3］FSD-40/45测距设备巡检作业指导材料.周亚涛、罗汶锋、张云帆.中国民用航空局空中交通管理局发布

［4］导航原理与系统.倪育德.中国民航大学