——成都航空 刘俊财
中国民用飞行学院 陈华群
得益于卫星导航技术的高速发展，目前全球导航卫星系统GNSS（Global Navigation Satellite System）已在全球民航系统被广泛运用。但近来行业内发生了数起因GPS信号丢失/干扰，引起航空器在飞行过程中触发近地告警等特殊情况，此类事件的频繁发生对飞行运行安全造成了一定程度的不利影响。笔者将以所飞的ARJ21机型为例，展开GPS信号干扰/丢失造成的TAWS地形告警处置的探讨。（由于GPS系统的广泛应用，本文均以GPS代指GNSS。）
ARJ21飞机安装有两套独立的GPS，其主要为飞机IRS系统提供数据，用于惯性位置初始化和组合位置的计算；为FMS提供经纬度等导航信息；为TAWS提供数据用于CPA（预测型近地告警）等几方面的功能。但GPS信号是低功率信号，它的信号很容易受到位于飞机附近的任何以GPS L1频带内发射的地面源的干扰，从而导致GPS信号丢失。这些信号干扰会影响飞机的位置计算，从而导致地形告警被触发的情况发生。飞行中，当出现GPS信号干扰/丢失的情况时，我们通常可以通过以下MSG信息来识别。（见表1、表2、表3）
表1 GPS信号干扰/丢失的典型CAS信息显示
表2 GPS信号干扰/丢失的典型CDU的MSG信息显示
表3 GPS信号干扰/丢失的典型PFD/MFD的MSG信息显示
当机组通过以上线索发现GPS信号被干扰/丢失后，GPS信号是否能恢复正常，何时能恢复正常仍犹未可知。而如果GPS信号干扰/丢失的情况无法恢复，我们又将面临新的难题——近地告警。此类实例就有，2022年2月某航ARJ21飞机，在最后进近阶段决断高附近出现“GNSS NOT AVAILABLE”琥珀色信息，随后飞机在150-100英尺出现“TERRAIN AHEAD PULL UP”语音警告；2023年3月某航ARJ21飞机，在巡航阶段出现两部GPS故障信息且一直不能恢复，五边盲降场高900ft左右触发了“TERRAIN TERRAIN”地形警戒级告警。
ARJ21飞机上安装有一套TAWS（Terrain Awareness and Warning System）系统，其为飞机提供以下功能:近地警告系统（GPWS：Ground Proximity Warning System）；反应型风切变；预测型近地告警（CPA：Collision Prediction and Alerting）。（图4为TAWS系统框图）
图4
由图4能够看出，ARJ21飞机的TAWS既会接收FMS解算后的位置，又会直接接收GPS位置。因此，当GPS信号干扰/丢失时，即使我们可以人为地让FMS退回到DME/DME及以下的位置解算方式，从而使FMS能够提供给TAWS一个正确的位置，但TAWS仍然会直接接收错误的GPS位置信息。
该机型飞机的地形告警逻辑为：当预测型近地告警功能（CPA） 工作时，近地告警（GPWS）的模式 2 受抑制，如果 CPA 探测到位置错误、高度错误、数据错误，近地告警（GPWS）重新工作，加之地形波动导致无线电高度表发生跳变，瞬时地形接近率进入告警包线，从而触发虚假 TERRAIN告警。其中，TAWS的模式 2 激活，存在以下几种情况：1）GPS 不可用；2）GPS 高度错误，此时比较飞机离地高度(气压高度-地形数据库 中的地形高度)与无线电高度相差超过一定阈值，导致激活 TAWS 模式 2；3）GPS 的垂直精度 VDOP 增大， TAWS 地形功能使用的高度源会由 GPS 高度切换为气压高度。此时比较飞机离地高度(气压高度-地形数据库中的地形高度)，若与无线电高度相差超过一定阈值，将会导致激活 TAWS 模式。
就笔者所了解案例中，飞机在巡航过程中触发地形告警的情况也时有发生，通常这种情况下，只要机组能确定飞机当前高度处于安全高度（航路安全高度、经纬网格安全高度，MSA）以上，则机组只须持续监控飞机状态，把当前的情况报告给管制员，并在着陆后做好信息上报工作即可。
对于上文提到的两个五边进近过程中触发地形告警案例，笔者认为可以将其解构成以下两个方面进行讨论：
1.非预期的GPS信号干扰/丢失造成的TAWS告警。
对于非预期的GPS信号干扰/丢失触发TAWS告警，笔者建议严格按照《ARJ21QRH-NNM-TAWS告警处置》记忆项目实施相应改出机动，而后再按照有预期的GPS信号干扰/丢失造成的TAWS告警处置。
2.有预期的GPS信号干扰/丢失造成的TAWS告警。
a)首先，建议飞行机组充分评估预计着陆机场的净空环境、地形特点、安全高度、助航设备等外部条件，通过卫星电话联系公司，与公司沟通当前所处的情况，寻求公司的支持来共同决定是否继续前往目的地机场着陆，或备降至净空条件更好的机场；
b)在做出继续前往目的地机场着陆，或备降至净空条件更好的机场决策后，飞行机组之间应充分协同、评估GPS信号干扰/丢失可能会造成的TAWS告警类型及语音警告种类，以此来减小语音告警出现时对机组心理及操作的影响；
c)必须要强调的是，在夜间，即使飞行机组采取了以上的建议，飞行机组仍然需要注意，其必须建立非常充分的目视参考，能非常明确地判断飞机的水平和垂直位置，才能继续落地，否则备降至天气及净空条件更好的合适机场。
d)着陆后做好相关信息上报工作。即便对于有预期的GPS信号干扰/丢失造成的TAWS告警，笔者的处置建议相同，但是必须强调，飞行机组应警惕长期的虚假警告！它往往容易降低机组对真实警告的警觉，导致机组在遇到真正威胁时出现处置不当！对真实警告的忽视，其威胁将是致命的！
以上是笔者关于ARJ21机型GPS信号干扰/丢失，所带来的地形警告处置的拙见，接下来笔者想说，如今我国的北斗卫星导航系统已经被广泛应用，而据了解，作为国产ARJ21飞机全球首家用户，成都航空自 2019 年4月正式成立了北斗工作专项组并持续推进北斗项目，目前己有2架ARJ21飞机完成北斗定位追踪设备加装，实收报文5万余条，北斗短报文数据接收整体状态均正常。我们有理由相信，在未来，我国的北斗卫星系统能够被现代民航运输系统广泛应用。
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