Marijan Jozic 周青華

眾所周知，無(wú)線(xiàn)電高度表（RA）輸出的高度數(shù)據(jù)是飛行中的重要參數(shù)之一，因?yàn)樵摂?shù)據(jù)用于著陸飛行階段。同時(shí)，空中交通警戒與防撞系統(tǒng)（TCAS）、地形指示和警告系統(tǒng)（TAWS）和風(fēng)切變（Windshear）等其他系統(tǒng)也會(huì)用到無(wú)線(xiàn)電高度數(shù)據(jù)。在自動(dòng)著陸操作中，要求所有的無(wú)線(xiàn)電高度表都必須保持同步。

儀表著陸系統(tǒng)（ILS）分為CAT 1、CAT 2和CAT 3三個(gè)類(lèi)別，如CAT 3B，它要求飛機(jī)上所有相關(guān)的傳感器保持極高的精度，以實(shí)現(xiàn)在幾乎零能見(jiàn)度的情況下完成自動(dòng)著陸。CAT 3的官方定義是指在沒(méi)有決策高度或決策高度低于100英尺（30米）、跑道可視范圍小于700英尺（200米）的情況下實(shí)現(xiàn)的精確儀表進(jìn)近和著陸。對(duì)于這樣一個(gè)關(guān)鍵的過(guò)程，一切設(shè)備都必須完美無(wú)差錯(cuò)地工作。如果在自動(dòng)著陸過(guò)程中出現(xiàn)任何問(wèn)題，飛行員只能選擇復(fù)飛或繞行，沒(méi)有任何猶豫的可能，因?yàn)橥耆珱](méi)有排除潛在問(wèn)題的時(shí)間。由此可見(jiàn)，無(wú)線(xiàn)電高度表對(duì)于飛機(jī)著陸的重要性毋庸置疑。

近年來(lái)，外部環(huán)境的變化似乎給自動(dòng)著陸的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了一些不確定性，這就是5G網(wǎng)絡(luò)的推廣。5G網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)高速無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的必經(jīng)之路，而5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)離不開(kāi)信號(hào)發(fā)射基站，其中許多發(fā)射基站還建在機(jī)場(chǎng)附近。正因如此，問(wèn)題隨之而來(lái)。

截至2021年3月底，5G商業(yè)服務(wù)已經(jīng)在歐盟27國(guó)中的24個(gè)國(guó)家進(jìn)行了部署，使用最多的頻段是700MHz和3.3～3.8GHz，后者被確立為5G的全球主力頻段。美國(guó)在為5G提供28GHz頻段（短距離、家庭應(yīng)用）方面處于世界領(lǐng)先地位，其他幾個(gè)國(guó)家，包括日本和韓國(guó)也迅速跟進(jìn)。

即使稍微留意一下5G建設(shè)上的投入，人們也可以看到很多大的電信公司正在支付如天文數(shù)字一般的資金以獲得他們最想要的C波段頻率許可證，每一筆投入都可能超過(guò)數(shù)十億美元。在2021年初結(jié)束的拍賣(mài)中，美國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商就為3.7～3.98GHz頻段支付了巨額費(fèi)用，電信運(yùn)營(yíng)商總共為該頻段支付了810億美元，加上為現(xiàn)有衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商騰出該頻段而支付的97億美元的補(bǔ)償，他們期待在3.7～4.2GHz這個(gè)頻段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用似乎是合情合理的，因?yàn)橹挥羞@樣電信運(yùn)營(yíng)商的投入才會(huì)有所回報(bào)。

這些頻率的設(shè)置是由聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）提出并管理的，顯然5G標(biāo)準(zhǔn)的制定并沒(méi)有考慮到可能給航空運(yùn)行帶來(lái)的不利影響，因此無(wú)線(xiàn)電高度表干擾問(wèn)題的解決可能會(huì)涉及到方方面面的企業(yè)和組織，如FCC、5G電信行業(yè)、RTCA、ARINC IA、民航管理局（FAA/ EASA/CAA）、飛機(jī)運(yùn)營(yíng)人、機(jī)體制造商和OEM等。

無(wú)線(xiàn)電高度表設(shè)計(jì)于數(shù)十年前，在過(guò)去的幾十年里，沒(méi)有人對(duì)其受到外部信號(hào)的干擾有過(guò)任何抱怨。但現(xiàn)在情況發(fā)生了改變，來(lái)自5G網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)正在滲透到無(wú)線(xiàn)電高度表所在的頻段，從而破壞了高度測(cè)量的準(zhǔn)確度，導(dǎo)致儀表顯示的高度有時(shí)會(huì)和飛機(jī)實(shí)際離地高度之間產(chǎn)生較大的偏差。

在飛機(jī)盲降時(shí)，如果無(wú)線(xiàn)電高度表輸出的高度數(shù)據(jù)不可靠，這將是一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患。進(jìn)入5G時(shí)代后可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，即飛機(jī)上的兩個(gè)或三個(gè)無(wú)線(xiàn)電高度表都處于同步狀態(tài)，但提供的數(shù)據(jù)卻是錯(cuò)誤的。如此情況下，飛行員可能會(huì)失去對(duì)飛機(jī)自動(dòng)著陸功能的信任，而這正是航空業(yè)所不希望看到的，我們不希望飛行員對(duì)自動(dòng)駕駛儀的自動(dòng)著陸功能失去信心。

在自動(dòng)著陸狀態(tài)下，自動(dòng)駕駛儀使用航向信標(biāo)探測(cè)跑道中心，使用下滑信號(hào)探測(cè)垂直進(jìn)近角度，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電高度表獲得飛機(jī)離地的高度。這一儀表著陸的方式同時(shí)適用于民航運(yùn)輸、商務(wù)飛行和直升機(jī)飛機(jī)，但其底線(xiàn)是要求所有的無(wú)線(xiàn)電高度表在自動(dòng)著陸期間必須是可用和可靠的。如果無(wú)線(xiàn)電高度表接收到錯(cuò)誤的信號(hào)，而且它們還不能及時(shí)識(shí)別出此類(lèi)錯(cuò)誤，顯然這種情況在自動(dòng)著陸這種飛行關(guān)鍵階段是不可接受的，因?yàn)檫@意味著無(wú)線(xiàn)電高度表沒(méi)有發(fā)揮預(yù)期的功能。

非營(yíng)利性組織RTCA最近發(fā)表了其第274-20/PMC-2073號(hào)文件，通過(guò)評(píng)估C波段電信干擾對(duì)低范圍雷達(dá)高度表工作的影響，從而確認(rèn)5G網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)電高度表之間存在潛在的干擾問(wèn)題。5G電信行業(yè)最終否定了這份報(bào)告，他們宣稱(chēng)沒(méi)有確鑿的證據(jù)證明問(wèn)題的存在，而 RTCA在實(shí)驗(yàn)室里卻再現(xiàn)了這種干擾。

正因如此，F(xiàn)AA發(fā)布了適航指令A(yù)D 2021-23-12，要求修訂飛機(jī)飛行手冊(cè)（AFM）以確保飛機(jī)在受到5G信號(hào)干擾時(shí)對(duì)部分需要使用無(wú)線(xiàn)電高度數(shù)據(jù)的操作進(jìn)行限制。這就意味著如果氣象條件低于儀表著陸CAT1的要求，飛機(jī)就不能在受到5G信號(hào)干擾的機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行，直至天氣好轉(zhuǎn)。這有可能使得航空公司損失數(shù)百萬(wàn)美元的收入，預(yù)計(jì)這一指令將影響到美國(guó)至少80個(gè)機(jī)場(chǎng)。

歐洲正在使用700MHz、3.5GHz和26GHz的頻率用于5G，這和無(wú)線(xiàn)電高度表在頻譜中的位置不盡相同。此外歐盟在保護(hù)機(jī)場(chǎng)免受5G信號(hào)干擾方面比美國(guó)采取了更多措施，例如設(shè)置了更大的5G緩沖區(qū)、將5G基站的發(fā)射功率調(diào)整至較低水平以及要求5G天線(xiàn)在安裝時(shí)保持向下傾斜的發(fā)射角度。因此，歐洲人聲稱(chēng)，他們使用的5G對(duì)飛行不會(huì)帶來(lái)任何安全問(wèn)題。但他們可能忽視了航空業(yè)是一個(gè)高度全球化的行業(yè)，歐洲運(yùn)營(yíng)人的航班也會(huì)飛往美國(guó)，這意味著美國(guó)80個(gè)機(jī)場(chǎng)的限制也會(huì)影響他們的正常運(yùn)營(yíng)。

對(duì)于如何解決這個(gè)問(wèn)題，目前還沒(méi)有出現(xiàn)一勞永逸的方案。因?yàn)樯婕熬薮蟮馁Y金投入，很難去強(qiáng)制要求5G電信公司停止當(dāng)前的業(yè)務(wù)發(fā)展，并停止在機(jī)場(chǎng)附近建設(shè)新的5G基站或者改變5G發(fā)射頻率。盡管作為無(wú)線(xiàn)電高度表收發(fā)機(jī)OEM之一的霍尼韋爾公司宣稱(chēng)其主流產(chǎn)品ALA-52B型無(wú)線(xiàn)電高度表，因?yàn)椴捎昧颂囟ǖ膸ㄉ漕l濾波器可以免受5G信號(hào)的干擾，但是更多的在翼無(wú)線(xiàn)電高度表均無(wú)法保證在5G信號(hào)的影響下還能安全可靠地工作。

航空業(yè)是首先使用機(jī)場(chǎng)和C波段這一頻段的行業(yè)，因此從理論上來(lái)說(shuō)航空業(yè)不應(yīng)該受到該事件的影響并為此承擔(dān)額外的成本，但問(wèn)題是各國(guó)政府肯定也不愿意承擔(dān)飛機(jī)升級(jí)的費(fèi)用。所以針對(duì)這一頻率沖突的解決方案仍然懸而未決。

巧合的是，多年以前航空業(yè)在頻譜方面出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題。之前的干擾出現(xiàn)在FM調(diào)頻設(shè)備上，這類(lèi)機(jī)載設(shè)備受到了來(lái)自商業(yè)電臺(tái)的干擾。國(guó)際民航組織隨后發(fā)布了附件10，要求飛機(jī)上的所有調(diào)頻無(wú)線(xiàn)電設(shè)備都進(jìn)行改裝，以防止商業(yè)電臺(tái)對(duì)ILS、VOR和VHF通訊的干擾。在某些特定情況下，因?yàn)槔吓f的LRU不支持改裝升級(jí)，所以航空公司會(huì)被迫使用一個(gè)新的調(diào)頻抗擾LRU進(jìn)行替換，這就帶來(lái)了新的LRU采購(gòu)費(fèi)用和重新認(rèn)證的成本。我們很難保證這一歷史不會(huì)再次重演。如果答案是肯定的，則這次的主角無(wú)疑將變成無(wú)線(xiàn)電高度表。這意味著將來(lái)OEM生產(chǎn)的新一代無(wú)線(xiàn)電高度表必須具備消除5G信號(hào)干擾的能力，而在翼的大部分主流無(wú)線(xiàn)電高度表將迎來(lái)強(qiáng)制的改裝指令，通過(guò)送往維修車(chē)間執(zhí)行服務(wù)公告更換濾波器和相關(guān)軟硬件以達(dá)到“5G免疫”的效果，我們暫且可以將這一改裝命名為“5G免疫計(jì)劃” 。

雖然新技術(shù)的演變之路仍未可知，但是至少我們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始重視5G給無(wú)線(xiàn)電高度表造成的干擾問(wèn)題，各個(gè)民航局和相關(guān)組織也在積極收集二者相互影響的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析和研究，相信針對(duì)該問(wèn)題的解決方案將在業(yè)界的共同努力之下逐漸浮出水面。BCC1C276-DA1E-40AA-BF21-0C37DABB7D23