民用航空無線電通信、導(dǎo)航、監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

張?chǎng)窝?/p>

【摘要】? ? 本文對(duì)民用電子系統(tǒng)進(jìn)行分析，主要從無線電通信、導(dǎo)航與監(jiān)視系統(tǒng)三個(gè)方面著手，分別闡述各個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成、作用與發(fā)展現(xiàn)狀，力求通過本文的研究，使機(jī)載話音通信服務(wù)質(zhì)量得以提高，導(dǎo)航精度與可靠性得以增強(qiáng)，監(jiān)視系統(tǒng)朝著自動(dòng)化、全方位的方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】? ? 民用航空? ? 無線通信? ? 監(jiān)視系統(tǒng)

引言：民用電子系統(tǒng)是飛機(jī)中的關(guān)鍵內(nèi)容，其運(yùn)行狀況與飛機(jī)安全性、可靠性與先進(jìn)性具有較大關(guān)聯(lián)，受到現(xiàn)代航空工業(yè)界的高度重視。該系統(tǒng)主要包括無線電通信、導(dǎo)航與監(jiān)視系統(tǒng)等部分，可完成飛機(jī)起飛、著陸、滑行、機(jī)載話音通信與信息獲取、處理等方面，在相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

一、民航無線電通信系統(tǒng)

1.1駕駛艙通信

為了符合民航規(guī)章制度，確保飛機(jī)運(yùn)行安全，在衛(wèi)星通信技術(shù)基礎(chǔ)上駕駛艙通信應(yīng)運(yùn)而生，具有機(jī)載話音與數(shù)據(jù)通信兩大功能，在航空領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，駕駛艙所使用的主要的系統(tǒng)有兩種，一種為海事衛(wèi)星，另一種為銥星。前者可以劃分為三個(gè)層次，即空間層、地面層與用戶層，空間層中含有大量靜止軌道與衛(wèi)星，地面層中含有衛(wèi)星接入站、測(cè)控中心以及其他地面網(wǎng)絡(luò)等等;后者的主要功能在于提高數(shù)據(jù)傳輸效率，充分發(fā)揮IP技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使話音質(zhì)量得到顯著提升，目前該系統(tǒng)可對(duì)全球航空器進(jìn)行監(jiān)視，單星可監(jiān)視3000個(gè)對(duì)象，處理1000以上的目標(biāo)。

1.2客艙衛(wèi)星通信

在毫米與衛(wèi)星制造技術(shù)飛速發(fā)展背景下，機(jī)載通信逐漸朝著Ka/Ku的方向發(fā)展，該頻段寬帶衛(wèi)星通信的成本較低、終端較小、通話質(zhì)量較高，可為飛機(jī)運(yùn)行提供充足的數(shù)據(jù)支持，提高飛行安全度，降低飛機(jī)故障率，為乘客提供良好的飛行體驗(yàn)，也是未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，越來越多的運(yùn)營(yíng)商看到了這一優(yōu)勢(shì)，并陸續(xù)開展Ka/ku衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，對(duì)于美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家來說，ka/ku已經(jīng)發(fā)展到一定程度并投入使用[1]。

二、民航導(dǎo)航系統(tǒng)

目前，全球衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）已經(jīng)成為民航運(yùn)行的主要導(dǎo)航源，在包含的諸多內(nèi)容中導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)的作用不可忽視，對(duì)提高民航運(yùn)行效率具有較大的促進(jìn)作用，可充分滿足民航在安全方面的需求，也是未來技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。該系統(tǒng)主要包括地基增強(qiáng)系統(tǒng)與星基增強(qiáng)系統(tǒng)兩個(gè)方面，前者可對(duì)GNSS的完好性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以機(jī)場(chǎng)為中心，以23海里為半徑，為此范圍提供精密的導(dǎo)航服務(wù)。與傳統(tǒng)儀表技術(shù)相比，該系統(tǒng)提供的服務(wù)項(xiàng)目更加豐富，可對(duì)工作范圍進(jìn)行全方位的覆蓋。從現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)可知，GBAS能夠提供C類進(jìn)近服務(wù)，在制成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后將陸續(xù)投入使用;后者的主要作用是對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，目前全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立大量的星基增強(qiáng)系統(tǒng)，如美國(guó)、俄羅斯、日本、加拿大、印度等等，在定位精度方面，水平與垂直方向均可達(dá)到1m，個(gè)別地區(qū)可達(dá)3m。當(dāng)前，歐洲地區(qū)具有該系統(tǒng)的飛機(jī)場(chǎng)已經(jīng)超過300個(gè)，以法國(guó)和德國(guó)為主，其中102個(gè)機(jī)場(chǎng)已經(jīng)開始實(shí)施LPV飛行程序，有33個(gè)機(jī)場(chǎng)實(shí)施了APVⅡ飛行程序。

三、民航監(jiān)視系統(tǒng)

在飛機(jī)飛行過程中，完善的監(jiān)視工作是確保飛行安全的基礎(chǔ)所在，現(xiàn)有的監(jiān)視技術(shù)為一次監(jiān)視雷達(dá)、二次雷達(dá)、多地基雷以及自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視等等，其中，自動(dòng)監(jiān)視主要借助航空器定位來達(dá)成，具有約定式監(jiān)視、廣播式監(jiān)視兩種模式，ADS-B技術(shù)屬于未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。對(duì)于廣播式監(jiān)視來說，目前在美國(guó)、歐洲與亞洲均陸續(xù)開展了此類監(jiān)視工作，最具代表性的為“全球星二代”與“銥星二代”兩個(gè)系統(tǒng)。

3.1全球星二代

該系統(tǒng)將衛(wèi)星地面站作為通信服務(wù)的傳遞站，系統(tǒng)中共計(jì)包含8個(gè)軌道面，高度為1414km，對(duì)南北緯70°間的范圍進(jìn)行全覆蓋，共計(jì)報(bào)刊48顆星。2016年，在全球星二代系統(tǒng)基礎(chǔ)上開展無人機(jī)飛行測(cè)試，利用兩種極端方式進(jìn)行飛行，對(duì)連接穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，可借助星基鏈路高效完成監(jiān)視工作，并在后續(xù)發(fā)展中得以延用[2]。

3.2銥星二代系統(tǒng)

該系統(tǒng)是在上一系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制而成，以空管、軍方與搜救作為目標(biāo)用戶，該系統(tǒng)中配備ADS-B接收機(jī)，單星監(jiān)測(cè)對(duì)象可達(dá)3000個(gè)，可對(duì)1000個(gè)對(duì)象進(jìn)行處理，且輻射全球，在2018年投入到全球客機(jī)監(jiān)視服務(wù)中。由于該系統(tǒng)中沒有設(shè)置相應(yīng)的發(fā)射機(jī)，因此在實(shí)際應(yīng)用中只具備追蹤與監(jiān)視功能，不具備交通情報(bào)服務(wù)與傳播功能。

結(jié)論：綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，航空電子系統(tǒng)逐漸發(fā)生改變，從以往地基逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾腔?。在此背景下，機(jī)載話音通信服務(wù)質(zhì)量得到提高，導(dǎo)航精度與可靠性逐漸增強(qiáng)，監(jiān)視系統(tǒng)的自動(dòng)化水平不斷提升，可見大力發(fā)展基于星基的通信、導(dǎo)航與監(jiān)視系統(tǒng)成為未來主要的方向發(fā)展

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]安樂， 田甜， 董勤鵬，等. CJ818飛機(jī)無線電通信、導(dǎo)航、監(jiān)視綜合系統(tǒng)[J]. 民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究， 2018（s1）：131-133.

[2]吳敏， 常坤， 李裕. 基于功能分區(qū)的綜合通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 航空電子技術(shù)， 2017， 44（2）：4-9.