全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在航空中的應(yīng)用

GNSS在全世界范圍內(nèi)可以同時(shí)為海陸空用戶提供連續(xù)精確的三維位置、速度和時(shí)間信息。由于它具有連續(xù)的全球覆蓋能力，使飛機(jī)可以在可遵循的條件下實(shí)現(xiàn)從一地到另一地的直線飛行，擺脫臺(tái)對(duì)臺(tái)飛行，明顯降低航行時(shí)間和油耗。在GNSS接收機(jī)中包含數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可將飛機(jī)位置、高度、速度信息實(shí)時(shí)發(fā)送到空中交通管制中心及相關(guān)部門(mén)，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)監(jiān)視，為空中交通管制中心提供防撞預(yù)警。GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)相對(duì)于陸基導(dǎo)航系統(tǒng)，具有無(wú)法比擬的優(yōu)越性和安全性。

我國(guó)普遍使用的為陸基導(dǎo)航系統(tǒng)，即在飛機(jī)的飛行航路上設(shè)置若干個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)，飛機(jī)在飛行過(guò)程中根據(jù)導(dǎo)航臺(tái)信號(hào)引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)臺(tái)對(duì)臺(tái)飛行，當(dāng)?shù)竭_(dá)機(jī)場(chǎng)上空之后，依靠?jī)x表著陸系統(tǒng)將飛機(jī)引導(dǎo)著陸。在整個(gè)飛行區(qū)間，由分布在各地的雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)飛行階段的相關(guān)信息（即飛機(jī)的位置、高度、速度等）進(jìn)行監(jiān)視，地面管制員根據(jù)這些信息對(duì)飛機(jī)進(jìn)行指揮。

由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，因此目前中國(guó)民用航空運(yùn)輸業(yè)也存在東西部發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。在我國(guó)的中東部地區(qū)，航路和空域緊張、飛行流量負(fù)荷大，采用GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)平行航線，增加空域容量，緩解航路繁忙及終端區(qū)空中交通擁擠的狀況，保證飛行安全減少航班延誤。而在我國(guó)的西部地區(qū)，特別是西藏、青海等地，多高原山區(qū)、地形復(fù)雜、氣候環(huán)境惡劣，陸基導(dǎo)航臺(tái)布設(shè)困難，采用傳統(tǒng)導(dǎo)航飛行運(yùn)行困難，使用GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅可以提高飛行的安全，還將極大地解決西部機(jī)場(chǎng)、航路建設(shè)耗資巨大的難題。

中國(guó)民航目前已成為世界第二大航空運(yùn)輸主體，為滿足這種快速增長(zhǎng)的需要，中國(guó)民航正加緊推廣新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃和實(shí)施工作，促進(jìn)中國(guó)由民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)的跨越式發(fā)展。

北斗國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)化及應(yīng)用

民航作為一個(gè)高度全球化的產(chǎn)業(yè)，所運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均與國(guó)外同步，所以北斗系統(tǒng)要進(jìn)入民航領(lǐng)域，首先要完成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，就是說(shuō)要把北斗的信號(hào)機(jī)制及相應(yīng)的設(shè)備終端寫(xiě)入到國(guó)際民航組織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)北斗進(jìn)入民用航空、運(yùn)輸航空的基礎(chǔ)和前提，而北斗系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，最終也將為其技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)入民航領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。推進(jìn)北斗系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，是提升民航安全水平的需要，是提升中國(guó)民航國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力與話語(yǔ)權(quán)的需要，是航空工業(yè)發(fā)展與進(jìn)步的需要，也是北斗全球系統(tǒng)價(jià)值體現(xiàn)的需要。

標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化，有兩個(gè)方面的意義。一是在國(guó)際民航組織層面制定標(biāo)準(zhǔn)與建議措施（SARPs）,承認(rèn)北斗系統(tǒng)作為民用航空全球衛(wèi)星導(dǎo)航核心星座的合法地位，即明確北斗系統(tǒng)全球應(yīng)用的合法性；二是研究和制定國(guó)際公認(rèn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)界設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)符合民航安全運(yùn)行要求的北斗系統(tǒng)機(jī)載及地面設(shè)備提供依據(jù)，同時(shí)為各國(guó)局方提供適航審定依據(jù)。

2017年10月20日，在加拿大蒙特利爾召開(kāi)的國(guó)際民航組織導(dǎo)航系統(tǒng)專家組第四次全會(huì)，北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)（BDSBAS）服務(wù)商標(biāo)識(shí)號(hào)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)識(shí)號(hào)獲得大會(huì)一致通過(guò)，這標(biāo)志著北斗國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了又一重大突破。星基增強(qiáng)系統(tǒng)的服務(wù)商標(biāo)識(shí)號(hào)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間標(biāo)識(shí)號(hào)是從國(guó)際民航組織層面認(rèn)可系統(tǒng)提供服務(wù)的關(guān)鍵。本次北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)（BDSBAS）相關(guān)標(biāo)識(shí)號(hào)獲得認(rèn)可，也為后續(xù)系統(tǒng)建設(shè)與民航應(yīng)用掃清了又一障礙，堪稱北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)發(fā)展史上的里程碑。除此之外，北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)所必須的3個(gè)偽隨機(jī)碼（PRN碼）在中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室和民航局的共同努力下，歷經(jīng)多次中美雙邊談判，本次會(huì)議上也正式獲得指配，為北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)向全球民航提供標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航服務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2017年8月，民航局發(fā)布的《中國(guó)民航航空器追蹤監(jiān)控體系建設(shè)實(shí)施路線圖》提出了至2025年期間分階段建成中國(guó)民航航空器追蹤監(jiān)控體系的目標(biāo)，推動(dòng)以北斗為代表的國(guó)產(chǎn)裝備在民航的應(yīng)用，積極推進(jìn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上的應(yīng)用與引領(lǐng)。2025年底前，將建成主要包括北斗系統(tǒng)、自主星基ADS-B系統(tǒng)、自主衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)機(jī)載設(shè)備的制造、測(cè)試與適航審定等基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空器全球追蹤系統(tǒng)，并形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2017年10月10日至14日，中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次在中國(guó)完全自主設(shè)計(jì)并制造的支線客機(jī)——ARJ21-700飛機(jī)103架機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試試飛，試驗(yàn)取得圓滿成功。

本次試驗(yàn)依托中國(guó)國(guó)產(chǎn)支線飛機(jī)ARJ21-700平臺(tái)，按照相關(guān)國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)及中國(guó)民航有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，成功完成了機(jī)載北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)功能和性能試飛驗(yàn)證，基于北斗的地基增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)I類精密進(jìn)近的性能試飛驗(yàn)證，以及北斗短報(bào)文功能試飛驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明：國(guó)產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)的性能達(dá)到國(guó)外同類系統(tǒng)水平，其中瞬態(tài)和快速定位指標(biāo)居國(guó)際領(lǐng)先地位。

本次試飛首次實(shí)現(xiàn)四個(gè)“國(guó)產(chǎn)化”的結(jié)合：將國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航地基增強(qiáng)系統(tǒng)、國(guó)產(chǎn)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合到國(guó)產(chǎn)民用大飛機(jī)的平臺(tái)上，為后續(xù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用推廣、測(cè)試認(rèn)證獲取了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第一次實(shí)現(xiàn)了在民用航空領(lǐng)域的測(cè)試應(yīng)用，同時(shí)也是國(guó)產(chǎn)民機(jī)第一次使用國(guó)產(chǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)兩個(gè)事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重大專項(xiàng)的融合發(fā)展具有里程碑意義。由此正式拉開(kāi)了國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國(guó)產(chǎn)民用客機(jī)應(yīng)用的序幕，開(kāi)辟了國(guó)產(chǎn)民機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)新紀(jì)元。標(biāo)志著我國(guó)科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新突破，是我國(guó)由民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的重要里程碑，同時(shí)也是落實(shí)國(guó)家軍民融合戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略以及《中國(guó)制造2025》的重要舉措。

新航行系統(tǒng)

新航行系統(tǒng)是以星基為主的全球通信、導(dǎo)航、監(jiān)視及自動(dòng)化的空中管理系統(tǒng)，是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的定位系統(tǒng)結(jié)合航空數(shù)據(jù)通信技術(shù)，采用協(xié)同監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面、飛機(jī)與飛機(jī)的相互監(jiān)視，使飛機(jī)由被動(dòng)指揮，逐步向自選最優(yōu)航線過(guò)渡，并最終實(shí)現(xiàn)“自由飛行”，從而徹底改變現(xiàn)在空中交通管理方法。所以，建設(shè)以星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）為主的GNSS新航行系統(tǒng)將為民航的可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。