空中无线电监察方式及高度研讨

本文作者：朱仁洁、施继红、陈德章、别虎伟、邓祖高 单位：云南大学信息学院、云南省无线电监测中心

近年来我国加大了对无线电监测的投入，各省无线电监测中心在建立全方位的监测体系，形成空地一体的全面覆盖网络做出了巨大的贡献。在2007年深圳市应用警用直升飞机作为空中无线电监测的平台，对空中频率进行监测，这是中国首例实施空中频率监测的活动［5］。在2010年上海举行的世博会上，我国首次将系留气球应用于公共安全领域，实现了对世博园区空中和地面的全方位综合监测。2011年在深圳举行的大运会中，深圳市无线电管理局采用直升飞机进行空中无线电监测和干扰查处，保障了开闭幕式以及比赛期间的指挥调度、安全保卫、应急通信、电视直播等各类无线电设备的正常运行。

飞艇是一种轻于空气的航空器，主要由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾翼和推进装置组成［15］。飞艇飞行示意图如图1所示。飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如氢气、氦气等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气来提供升力，另外飞艇上安装的发动机提供部分的升力。发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上。

飞艇的优点在于:绿色环保、安全性好。飞艇使用的气体是氦气，它能产生浮力且无毒、无害、不燃、不爆等特性;而且飞艇耗油率低，噪声小，污染小，经济性好。成本低。飞艇节省能源，续航时间长，航程远，有效载重量大，比其他航空器更便于维护保养。实现多地点多区域空中监测。飞艇可以充分利用它的动力装置进行多地点多区域大监测，实现移动式的空中动态无线电监测效果。4)空中功能全面，滞留时间长。凡是飞机能做的事飞艇几乎全能做，留空时间长，大型飞艇空中飞行时间可达48～72h，可长时间悬停或缓慢行进。

2011年11月28日至12月3日，“空中无线电监测平台技术及方法可行性研究试验”项目在云南省昆明市呈贡大学城进行地面与空中的试验，试验中利用飞艇搭载DZM-80无线监测测向系统在空中不同高度段对地面不同距离、不同环境的信号源发射点进行频谱扫描并进行实时监测，在满足80%的信号源发射点个数能够监测到的条件下，平台的最低飞行高度，就是监测系统能够正常工作的最佳工作高度段。空中无线电监测系统的结构如图2所示。

为了满足监测环境的复杂性，选取12个具有不同距离、不同地理地貌特征的位置作为此次空中实验的信号源发射点，C1～C12点在地图上的位置见图3，其相关参数及地面测试数据见表1。空中试验时，C1～C12点用相同的信号源、以不同的工作频率同时发射信号。飞艇搭载的无线监测测向系统在地面计算机的控制下，在空中不同高度段对地面不同距离、不同环境的信号源发射点进行频谱扫描并进行实时监测。由于飞艇在飞行时受风速的影响或人为操控因素的影响，不是悬停在某个高度段，而是以一定的半径进行盘旋，因此在进行数据分析时，本文把某个高度段的±25m内都认为是这个高度段。数据处理的结果如表2所示。

根据表2的数据处理结果，用Matlab的对不同高度段同一点的监测信号进行拟合(如图4所示)。根据图4可知，在复杂的城市环境下，此次试验的结果基本符合客观规律，监测平台高度越高越能克服多径衰落，从而获得更好的监测效果。从图中可知，随着监测平台的升高，监测信号的信噪强度比亦上升，当飞艇的飞行高度达到100m左右时，除了C3和C12点外，其余点监测点的信噪强度比基本上达到饱和状态或者是平稳状态，可以满足对80%以上的信号源发射点的无线电监测任务，因此认为100m高度段为本次试验中飞艇飞行的最佳工作高度段。

本试验证明，基于飞艇的空中无线电监测是可行的，对解决复杂环境的无线电监测提出了一种新的技术和方法，试验数据和结果讨论对云南省空中无线电监测系统的建立和部署具有实际意义。