全球卫星导航系统(GNSS)在航空中的应用

发表时间:2024-06-28 10:21作者:深圳市北天通讯有限公司

GNSS在全世界范围内可以同时为海陆空用户提供连续精确的三维位置、速度和时间信息。由于它具有连续的全球覆盖能力,使飞机可以在可遵循的条件下实现从一地到另一地的直线飞行,摆脱台对台飞行,明显降低航行时间和油耗。在GNSS接收机中包含数据处理系统,可将飞机位置、高度、速度信息实时发送到空中交通管制中心及相关部门,实现全程自动监视,为空中交通管制中心提供防撞预警。GNSS导航系统相对于陆基导航系统,具有无法比拟的优越性和安全性。

我国普遍使用的为陆基导航系统,即在飞机的飞行航路上设置若干个地面导航台,飞机在飞行过程中根据导航台信号引导实现台对台飞行,当到达机场上空之后,依靠仪表着陆系统将飞机引导着陆。在整个飞行区间,由分布在各地的雷达系统对飞行阶段的相关信息(即飞机的位置、高度、速度等)进行监视,地面管制员根据这些信息对飞机进行指挥。

由于我国经济发展的不平衡,因此目前中国民用航空运输业也存在东西部发展不平衡的现状。在我国的中东部地区,航路和空域紧张、飞行流量负荷大,采用GNSS导航系统可以设计平行航线,增加空域容量,缓解航路繁忙及终端区空中交通拥挤的状况,保证飞行安全减少航班延误。而在我国的西部地区,特别是西藏、青海等地,多高原山区、地形复杂、气候环境恶劣,陆基导航台布设困难,采用传统导航飞行运行困难,使用GNSS导航系统,不仅可以提高飞行的安全,还将极大地解决西部机场、航路建设耗资巨大的难题。

中国民航目前已成为世界第二大航空运输主体,为满足这种快速增长的需要,中国民航正加紧推广新一代航空运输系统的规划和实施工作,促进中国由民航大国向民航强国的跨越式发展。

北斗国际民航标准化及应用

民航作为一个高度全球化的产业,所运行的相关技术与行业标准均与国外同步,所以北斗系统要进入民航领域,首先要完成国际标准化,就是说要把北斗的信号机制及相应的设备终端写入到国际民航组织行业标准里。国际标准化是推动北斗进入民用航空、运输航空的基础和前提,而北斗系统的国际标准化,最终也将为其技术和产品进入民航领域奠定基础。推进北斗系统的国际标准化,是提升民航安全水平的需要,是提升中国民航国际竞争力与话语权的需要,是航空工业发展与进步的需要,也是北斗全球系统价值体现的需要。

标准国际化,有两个方面的意义。一是在国际民航组织层面制定标准与建议措施(SARPs),承认北斗系统作为民用航空全球卫星导航核心星座的合法地位,即明确北斗系统全球应用的合法性;二是研究和制定国际公认的工业标准,为工业界设计、研发、生产符合民航安全运行要求的北斗系统机载及地面设备提供依据,同时为各国局方提供适航审定依据。

2017年10月20日,在加拿大蒙特利尔召开的国际民航组织导航系统专家组第四次全会,北斗星基增强系统(BDSBAS)服务商标识号和系统标准时间标识号获得大会一致通过,这标志着北斗国际民航标准化工作取得了又一重大突破。星基增强系统的服务商标识号和系统标准时间标识号是从国际民航组织层面认可系统提供服务的关键。本次北斗星基增强系统(BDSBAS)相关标识号获得认可,也为后续系统建设与民航应用扫清了又一障碍,堪称北斗星基增强系统发展史上的里程碑。除此之外,北斗星基增强系统建设所必须的3个伪随机码(PRN码)在中国卫星导航系统管理办公室和民航局的共同努力下,历经多次中美双边谈判,本次会议上也正式获得指配,为北斗星基增强系统向全球民航提供标准导航服务奠定了坚实基础。

2017年8月,民航局发布的《中国民航航空器追踪监控体系建设实施路线图》提出了至2025年期间分阶段建成中国民航航空器追踪监控体系的目标,推动以北斗为代表的国产装备在民航的应用,积极推进自主知识产权技术和标准在国际上的应用与引领。2025年底前,将建成主要包括北斗系统、自主星基ADS-B系统、自主卫星通信系统以及自主知识产权机载设备的制造、测试与适航审定等基于自主知识产权的航空器全球追踪系统,并形成相关标准。

2017年10月10日至14日,中国自主研发的北斗卫星导航系统首次在中国完全自主设计并制造的支线客机——ARJ21-700飞机103架机上进行了测试试飞,试验取得圆满成功。

本次试验依托中国国产支线飞机ARJ21-700平台,按照相关国际民航标准及中国民航有关技术标准要求,成功完成了机载北斗卫星导航接收机功能和性能试飞验证,基于北斗的地基增强系统实现I类精密进近的性能试飞验证,以及北斗短报文功能试飞验证。测试结果表明:国产相关系统的性能达到国外同类系统水平,其中瞬态和快速定位指标居国际领先地位。

本次试飞首次实现四个“国产化”的结合:将国产卫星导航系统、国产卫星导航地基增强系统、国产机载导航系统结合到国产民用大飞机的平台上,为后续北斗卫星导航系统的国际民航标准化、应用推广、测试认证获取了大量的实验数据。

北斗卫星导航系统**次实现了在民用航空领域的测试应用,同时也是国产民机**次使用国产导航系统,对两个事关国计民生的重大专项的融合发展具有里程碑意义。由此正式拉开了国产卫星导航系统在国产民用客机应用的序幕,开辟了国产民机导航系统新纪元。标志着我国科技领域的重大创新突破,是我国由民航大国向民航强国迈进的重要里程碑,同时也是落实国家军民融合战略,实现国家创新驱动发展战略以及《中国制造2025》的重要举措。

新航行系统

新航行系统是以星基为主的全球通信、导航、监视及自动化的空中管理系统,是以卫星为基础的定位系统结合航空数据通信技术,采用协同监视系统,可以实现飞机与地面、飞机与飞机的相互监视,使飞机由被动指挥,逐步向自选**航线过渡,并最终实现“自由飞行”,从而彻底改变现在空中交通管理方法。所以,建设以星基增强系统(SBAS)为主的GNSS新航行系统将为民航的可持续发展提供关键的技术支持。

GNSS是指全球导航卫星系统,因其具有导航,定位,授时等强大功能,所以得到了广泛应用,且已拓展了其功能和应用领域.本文主要介绍了GNSS在旅游业,智能公交系统,应急救援系统和野外考察等方面的应用.


地址:深圳市龙华区福城街道福民社区狮径路15号福城数字创新园一单元901-905九楼整层                         
电话:+86-0755-22225474                   
传真:+86-0755-22225474
销售:sales@beitian.com
工程:engineer@beitian.com
网址:http://www.beitian.com