全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用研究

王蒙

【摘 要】在衛(wèi)星技術(shù)和信息技術(shù)高速發(fā)展的推動之下，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)在民用航空領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，基于此，為了讓更多的人能夠了解全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在我國民用航空中的具體應(yīng)用情況，本文從全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用特點出發(fā)，對其在機場建設(shè)、機場停機定位和飛機導航中的具體應(yīng)用方式作出了研究，并通過舉例的方式進行了相應(yīng)的闡釋和說明。

【關(guān)鍵詞】全球?qū)Ш?；衛(wèi)星系統(tǒng)；民用航空

一、引言

民用航空有著很高的技術(shù)性和安全性要求。目前我國每架民用航空飛機上都已經(jīng)安裝了全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其可以有效保證民用航空達到精確、完整、持續(xù)和實用。在此基礎(chǔ)上，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)基本實現(xiàn)了對全球的覆蓋，飛機可以在遵循相關(guān)守則的情況下直接從一個地方飛至目標地區(qū)。因此，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)所具備的高精度定位能力已經(jīng)使其成為民用航空系統(tǒng)中所不可缺少的一部分。

二、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用特點

目前，以美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）為首，中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）、俄羅斯的格洛納斯導航系統(tǒng)（GLONASS）、歐盟伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Galileo）等眾多全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)在各國全面開花。盡管這些系統(tǒng)的開發(fā)國家不同但都存在著以下相似特點：

1）全球設(shè)施，其是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的核心構(gòu)件，主要由空間段、空間信號與地面相關(guān)控制系統(tǒng)所和組成。其中空間段包括來自一個或多個軌道運行中的定位衛(wèi)星所組成，其主要用來供應(yīng)導航信號，其所發(fā)射出的為空間信號。而地面相關(guān)控制系統(tǒng)則主要由一系列地面衛(wèi)星監(jiān)測站、控制站和信息站所組成，主要用來對衛(wèi)星信號進行接受并對其運行軌道進行控制；2）區(qū)域設(shè)施，指的是針對特殊系統(tǒng)要求服務(wù)的設(shè)施，其能夠通過特定地面組合通信的方式來滿足個體用戶的需求；3）用戶部分，該部分主要由一系列終端用戶接收機所組成，主要用來對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)所發(fā)射的無線電信號進行接收，以此來獲得相應(yīng)的定位和觀測數(shù)據(jù)，在此過程中用戶還可以按照個性化需求對其進行定制使用[1]。

三、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用方式

將全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用在民航空系統(tǒng)中可以確保其變得更加安全、便捷、高效，同時還將有效提升航空系統(tǒng)的經(jīng)濟收益性。從實際應(yīng)用來看其主要被應(yīng)用在民眾航空中的以下領(lǐng)域：

1、在機場建設(shè)中的應(yīng)用

隨著世界全球化程度的日益加深，我國的民用航空領(lǐng)域也被賦予了新的任務(wù)。特別是在機場建設(shè)中，由于我國目前很多機場地方狹小、設(shè)施老舊，為了適應(yīng)全球化趨勢急需進行擴充改造。但由于航空系統(tǒng)對精準度要求很高，若出現(xiàn)偏差很容易導致航空系統(tǒng)在運行時出現(xiàn)錯誤，甚至可能會釀成起降事故。只有充分引入全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)才能保證建設(shè)誤差被控制在最小并使其建設(shè)安全得到保證。具體應(yīng)用方式如下：

1）在機場建設(shè)的過程中利用多臺全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠建立起一套具備高精度和高完整性的測量網(wǎng)，其將起到良好的精確定位效果。以某地機場建設(shè)為例：其在建設(shè)過程中，建設(shè)人員找來了10臺全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收機對建設(shè)現(xiàn)場進行施工測量，測試過程利用了靜態(tài)觀測與軟件后處理辦法將項目施工所埋設(shè)的各個坐標點精確地測量出來，測量精度可以控制在2-3厘米之間，從而順利的達到了建設(shè)要求；2）在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的控制下，機場在航站樓和跑道的建設(shè)中也將獲得精確的基礎(chǔ)性測量控制效果，在此基礎(chǔ)上，建設(shè)項目的空降定位目標將得到有效統(tǒng)一與規(guī)范，這將為建設(shè)施工的規(guī)劃、施工基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及施工中能夠達到對1：500比例的地勢測算工作提供了保障，在此情況，機場建設(shè)施工及其未來長遠發(fā)展都將因此而收益。

2、在機場停機定位中的應(yīng)用

在目前各機場客流量越來越大的情況下，如何做好各機場的停機定位工作是保障機場安全、正常、有序運行所必不可少的因素。若停機定位出現(xiàn)問題，事故風險也將成倍增加。因此，為了做好民用航空系統(tǒng)的機場停機定位工作，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)應(yīng)當在其中得到充分利用，只有這樣其定位精準性才能得到保障。具體利用方式如下：1）民用航空機場中存在著許多可能被用到的停機地點，一些大一點的機場停機地點往往都在100個以上。因此，為了做好停機定位工作有必要使用多臺全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)來組成綜合測量網(wǎng)以提升自身的測量精確度。以某地機場停機定位確定工作為例：為了做好定位工作，該機場找來了一整套的由當?shù)厝蛐l(wèi)星導航系統(tǒng)所提供的網(wǎng)絡(luò)控制測量設(shè)備，利用該設(shè)備測量人員精準的將個控制點的座標測定出來。測量時系統(tǒng)的衛(wèi)星高度截止角在15度以上，同期測量衛(wèi)星有效觀測數(shù)在4顆以上，測量時段長度在60秒以上，在經(jīng)過4次以上在每2-5秒/次的數(shù)據(jù)采樣間隔后，各停機定位點被精確地測算了出來，誤差不超過2毫米；2）在各停機定位點被測算出來的情況下，機場整體的航站樓建設(shè)及后期生產(chǎn)運營等相關(guān)坐標能夠被準確的定位出來，這樣民用航空系統(tǒng)的航班停靠獲得了技術(shù)支撐，其安全性和穩(wěn)定性也因此而得到了充足保障[2]。

3、在飛機導航中的應(yīng)用

眾所周知，民用航空飛機普遍存在飛行時間長和位置高的特征，為了與地面控制塔臺保持聯(lián)系以使飛機在飛行過程中不發(fā)生錯誤，準確的導航是必不可少的，而正因為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠?qū)嵤┳顪蚀_的定位，因此目前其已經(jīng)被廣泛被民用航空領(lǐng)域所應(yīng)用在飛機導航之中，其應(yīng)用方式如下：

1）民用航空導航包括精密起飛、精密著陸和精密飛行等幾部分，在導航的過程中，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠提供持續(xù)的高性能作業(yè)，特別是其能夠在精度、持續(xù)性、完整性和實用性等方面來為飛機的飛行安全提供最大程度上的保障。不僅如此，全球衛(wèi)星導航技術(shù)能夠依托其技術(shù)優(yōu)勢覆蓋到地形條件復雜地區(qū)，這主要利用了其所具備的空中管理技術(shù)運用了全新的導航、監(jiān)控和協(xié)調(diào)控制運行方式來實現(xiàn)的。其不但能夠充分保障航空安全，還可以大大降低因地形復雜需要耗費的地面飛行系統(tǒng)建設(shè)的成本，從而有效保障航空公司的經(jīng)濟效益；2）在實施導航的過程中，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)需要盡力保障其性能得到全面發(fā)揮，只有這樣才會確保航空系統(tǒng)的安全風險被降到最低。未來全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)還將在飛機導航中得到進一步的完善，例如：未來隨著人造衛(wèi)星數(shù)量的不斷增加，全球衛(wèi)星導航技術(shù)也將在多衛(wèi)星導航系統(tǒng)的控制下變得越來越完善，多衛(wèi)星導航將實現(xiàn)對全球每個角落的全面覆蓋，這樣將能夠確保飛機無論飛行到世界任何一個地方都將被追蹤到，以后類似于“馬航失聯(lián)事件”數(shù)量將降低為0，飛機的飛行安全將在最大程度上得到保障。

四、總結(jié)

綜上所述，本文集中對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用情況進行了研究，通過研究發(fā)現(xiàn)，在民用航空中利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)能夠取得充分保障飛機場的施工及長遠發(fā)展、使民用航空系統(tǒng)的航班?？揩@得了技術(shù)支撐并使飛機飛行安全在最大程度上得到保障的良好效果。希望本文的研究可以幫助更多人更好地了解全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用情況，為我國民用航空事業(yè)取得更廣闊的發(fā)展前景做出貢獻。

【參考文獻】

[1]李志成，楊敏.全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在民航建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用與實踐[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2016，43（09）：6-7.

[2]王韜.全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）在民航中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2010（12）：82-83+86.