北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民航導(dǎo)航中的應(yīng)用分析

楊立釩

（民航華東空管局設(shè)備維修中心 上海市 200335）

1 前言

為了保障在未來(lái)的發(fā)展過程中，可以滿足我國(guó)航空航天事業(yè)的需求，我國(guó)已經(jīng)成為民航事業(yè)發(fā)展最快的國(guó)家之一，使得當(dāng)前的民航運(yùn)輸技術(shù)已經(jīng)無(wú)法很好的滿足民航事業(yè)的需求。我國(guó)在過去的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用，基本上都基于美國(guó)的GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但是為了我國(guó)未來(lái)航天航空信息的整體安全性，就需要研發(fā)出我國(guó)自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，因此北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被研發(fā)了出來(lái)。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

現(xiàn)階段正在運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也被稱作北斗二號(hào)。這是由于在研發(fā)的歷史當(dāng)中，本來(lái)有一代系統(tǒng)，但是由于二代更加的先進(jìn)，因此成為了主要應(yīng)用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，擁有著大量獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，有著全球覆蓋的能力。該項(xiàng)目成立于2004年，并希望在2020年已經(jīng)全面建成，使得可以真正的具有對(duì)于全球進(jìn)行覆蓋的能力。在未來(lái)的應(yīng)用過程中，便可以為全球的國(guó)際用戶，提供質(zhì)量較高的定位服務(wù)。

2.1 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)成

在現(xiàn)階段北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)上，首先基于空間上有著一定的劃分，主要分為三個(gè)不同的部分，分別為空間段、地面段、用戶段這三方面。

2.1.1 空間段

首先在空間段中，其衛(wèi)星的數(shù)量大概在35 顆左右。而剩下27顆地球軌道衛(wèi)星，又被分為三個(gè)不同的空間部分，在每一個(gè)不同的部分當(dāng)中，都在一個(gè)軌道上運(yùn)行。對(duì)于不同的軌道，之間往往形成120°的夾角。而在5顆靜止軌道衛(wèi)星，則可以分布在不同的區(qū)域當(dāng)中。最后，剩下的三個(gè)傾斜同步軌道衛(wèi)星，則處于相同的軌道面上。

2.1.2 地面段

在地面段的劃分過程中，其體現(xiàn)在三個(gè)不同功能的區(qū)域，分別為主控站、檢測(cè)戰(zhàn)以及注入站。對(duì)于主控站而言，在運(yùn)行的過程中，承擔(dān)著對(duì)于整個(gè)地面的控制系統(tǒng)。而檢測(cè)站而言，則是在運(yùn)行的過程中，能夠?qū)ο到y(tǒng)當(dāng)中形成的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的采集，并將其發(fā)送到主控站當(dāng)中，系統(tǒng)便可以對(duì)于各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以及分析，進(jìn)而可以有效的生成各種類型的導(dǎo)航電文。而對(duì)于注入站而言，則是在地表上所安裝的一些通信設(shè)備。因此，對(duì)于注入站而言，就成為了一個(gè)信息的中轉(zhuǎn)中心。

2.1.3 用戶段

在現(xiàn)階段用戶端的劃分上，主要是一個(gè)系統(tǒng)的終端。因此，可以當(dāng)做一個(gè)類比的接收機(jī)。而在我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中，安裝了各種類型的接收機(jī)，往往不僅僅涉及到航空航天領(lǐng)域，在運(yùn)行的過程中，還涉及到機(jī)車行駛領(lǐng)域，并在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中，有著一定的測(cè)定方位功能的接收機(jī)的效果。

2.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)原則

在進(jìn)行北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，相關(guān)研究人員，就已經(jīng)對(duì)其導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)初步的定位，需要能夠在未來(lái)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成之后，可以實(shí)現(xiàn)大面積的推廣以及應(yīng)用，幫助各種產(chǎn)業(yè)進(jìn)行發(fā)展和建設(shè)。因此，在進(jìn)行導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，不僅僅可以實(shí)現(xiàn)基本的導(dǎo)航功能，還需要具有著較為全面的功能性，并且保障系統(tǒng)的穩(wěn)定以及可靠。

2.2.1 開放性

現(xiàn)階段北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，不僅僅可以為我國(guó)人們所使用，同時(shí)可以在全球的范圍內(nèi)，提供導(dǎo)航的功能。我國(guó)因此也需要借助這樣的技術(shù)方式，能夠有效的與全球人民聯(lián)系起來(lái)，共同帶動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，可以讓導(dǎo)航系統(tǒng)有著較高的兼容性，并在長(zhǎng)期的實(shí)踐過程中，可以進(jìn)一步的提升操作性，以此可以帶動(dòng)更多的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行發(fā)展。

2.2.2 自主性

在我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)投入到運(yùn)行的之后，意味著我國(guó)已經(jīng)擁有著獨(dú)立自主的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。同時(shí)也可以在運(yùn)行的過程中，可以滿足全球的衛(wèi)星導(dǎo)航需求。

2.2.3 兼容性

對(duì)于一個(gè)優(yōu)秀的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而言，則需要有效的遵循國(guó)際組織的管理工作下，可以讓研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，順應(yīng)各種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行使用。以此可以在全球的范圍內(nèi)，為不同的地區(qū)提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。

2.2.4 漸進(jìn)性

所謂漸進(jìn)性，就是在我國(guó)對(duì)于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)過程中，格外關(guān)注的一種功能屬性，需要在未來(lái)的研發(fā)以及實(shí)踐過程中，可以更加的完善和具體，以此保障在實(shí)際使用的過程中，提供更多的便利性。

3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民航當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在飛機(jī)航線路線規(guī)劃當(dāng)中的應(yīng)用

在現(xiàn)階段區(qū)域?qū)Ш降倪^程中，主要是指在導(dǎo)航設(shè)施的范圍上，其機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)，可以有效的依據(jù)設(shè)施的實(shí)際范圍，嚴(yán)格的依據(jù)設(shè)定好的路線進(jìn)行飛行導(dǎo)航。但是一旦在陸基導(dǎo)航條件方面出現(xiàn)了問題，就無(wú)法有效的進(jìn)行地面導(dǎo)航臺(tái)的搭載，就會(huì)使得對(duì)現(xiàn)階段機(jī)載導(dǎo)航的功能性造成一定的影響。為此，要想能夠有效的讓北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以很好的應(yīng)用在民航導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中，就需要有效的突破地面導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)于機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的限制和制約。進(jìn)而充分的在運(yùn)行的過程中，可以進(jìn)一步的提升航空領(lǐng)域當(dāng)中的利用率。而在民用航天公司飛機(jī)在運(yùn)行的過程中，可以有效的將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行連接，進(jìn)而在運(yùn)行的過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于飛行路線在內(nèi)的諸多飛行情況，進(jìn)行詳細(xì)的分析以及調(diào)整。幫助飛機(jī)尋找到最佳的飛行路線，大大提升了飛機(jī)飛行的整體效率性和安全性。

3.2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在飛機(jī)進(jìn)離場(chǎng)的RNP精密導(dǎo)航功能

RNP技術(shù)在應(yīng)用的過程中，主要是通過飛機(jī)上安裝的導(dǎo)航設(shè)備，以及在全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的加持下，可以有效的對(duì)飛機(jī)的起降進(jìn)行合理的引導(dǎo)。對(duì)于這種技術(shù)的應(yīng)用，也成為了未來(lái)航空航天領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。在這樣技術(shù)應(yīng)用過程中，便可以讓飛行員不在需要依據(jù)地面導(dǎo)航設(shè)施的幫助下，才可以進(jìn)行起飛降落。而是可以在依據(jù)定位導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用下，讓飛機(jī)可以按照既定的精準(zhǔn)飛行路線進(jìn)行飛行，以此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的著陸。在飛機(jī)飛行的過程中，甚至可以有效的在一些能見度較低的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行安全的飛行，大大提升了飛行環(huán)境的安全以及穩(wěn)定性。在過去的民航運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)受到天氣的影響，使得航班出現(xiàn)晚點(diǎn)或者返航的問題，嚴(yán)重的影響到飛機(jī)的飛行效率。

在RNP 精密導(dǎo)航的運(yùn)行過程中，采用的是將現(xiàn)代飛行計(jì)算機(jī)與千秋定位系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的方式。這就可以讓飛機(jī)在實(shí)際飛行的過程中，可以按照既定的航線，進(jìn)行精準(zhǔn)的飛行。為此，就需要在該技術(shù)應(yīng)用的過程中，可以很好的幫助飛機(jī)合理的離場(chǎng)以及進(jìn)場(chǎng)。而在將北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，有效的應(yīng)用到飛機(jī)進(jìn)離場(chǎng)當(dāng)中的時(shí)候，還需要讓飛機(jī)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序等，可以較為準(zhǔn)確的進(jìn)入到終端隧道當(dāng)中，進(jìn)而充分的避免飛機(jī)在進(jìn)離場(chǎng)過程中發(fā)生異常，這一過程往往需要與地面導(dǎo)航設(shè)施進(jìn)行有效的配合，一方面地面導(dǎo)航的設(shè)施會(huì)受到天氣方面的影響，使得飛機(jī)場(chǎng)受到嚴(yán)重的影響，對(duì)于飛機(jī)的起飛以及降落時(shí)間造成一定的影響。在我國(guó)眾多的機(jī)場(chǎng)當(dāng)中，由于在西部地區(qū)擁有著較為復(fù)雜的地形，使得對(duì)于機(jī)場(chǎng)的飛行導(dǎo)航有著更加嚴(yán)格的要求。

3.3 應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)儀表著陸系統(tǒng)

對(duì)于飛機(jī)儀表著陸系統(tǒng)而言，也被稱之為盲降系統(tǒng)。而在現(xiàn)階段地面導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，往往需要發(fā)射兩束無(wú)線電信號(hào)，這樣可以讓飛機(jī)在接受指引的情況下，實(shí)現(xiàn)向下滑行，并在向行道進(jìn)行航行。在這樣技術(shù)的加持下，便可以讓飛機(jī)在飛行的過程中，可以構(gòu)建出一個(gè)空中飛行的虛擬跑道。而飛機(jī)在空中飛行的過程中，可以有效的通過飛機(jī)上的各種設(shè)備，進(jìn)行無(wú)線電信號(hào)的接收，以此保障在飛機(jī)的飛行的過程中，可以確定出虛擬飛行路徑信息的接受。同時(shí)，還需要讓飛機(jī)嚴(yán)格的依據(jù)正確的路徑，進(jìn)行飛行跑道或者路徑信息方面的接收。這樣飛機(jī)便可以在飛行中，嚴(yán)格的依據(jù)既定的路線，進(jìn)行飛行以及下滑，最后充分的實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的安全著陸。

在應(yīng)用機(jī)場(chǎng)儀表的過程中，可以有效的讓飛行員在沒有一個(gè)良好的能見度的環(huán)境下，依靠著準(zhǔn)確的指引，而完成飛機(jī)的著陸以及飛行，因此也被稱為盲降系統(tǒng)。在現(xiàn)階段盲降系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，主要是通過機(jī)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)著陸引導(dǎo)裝備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。而在儀表著陸系統(tǒng)的構(gòu)成中，主要由高頻航向信標(biāo)臺(tái)、特高頻下滑信標(biāo)臺(tái)等設(shè)備所構(gòu)成。

子航向信標(biāo)臺(tái)顯示的功能，在于在跑道中心線對(duì)準(zhǔn)的時(shí)候，可以給予飛機(jī)一個(gè)較為準(zhǔn)確的飛行路線，以此可以充分的指引飛機(jī)在盲降系統(tǒng)的加持下，在一個(gè)較為準(zhǔn)確的下滑線下進(jìn)行飛行。對(duì)于這種盲降系統(tǒng)而言，也可以給予飛行員一些告警信息的系統(tǒng)，以此讓飛行員可以在操作飛機(jī)的過程中，可以有著較為可靠的數(shù)據(jù)支持。

為在近些年的發(fā)展過程中，伴隨著我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展，使得我國(guó)人民在出行時(shí)，很多都會(huì)選擇乘坐飛機(jī)這種出行方式。而在飛機(jī)起落班次越來(lái)越頻繁的時(shí)候，就會(huì)使得儀表著陸系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中，嚴(yán)重的受到地面建筑物、地面與空中反射信號(hào)等各種外界因素的干擾，今兒無(wú)法很好的對(duì)飛機(jī)精準(zhǔn)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此出現(xiàn)空中交通頻繁的現(xiàn)象問題。

而儀表著陸系統(tǒng)在一些航班次數(shù)較少的時(shí)候，往往可以讓飛機(jī)安全的進(jìn)行起降，但是在一些班次較為頻繁的時(shí)候，其系統(tǒng)便無(wú)法很好的進(jìn)行處理。在應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)之后，便可以有效的讓現(xiàn)階段使用的儀表著陸系統(tǒng)發(fā)揮功能，對(duì)飛機(jī)進(jìn)行精度較高的定位以及著陸。在當(dāng)下精密導(dǎo)航定位的過程中，可以對(duì)飛行以及著陸系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用?，F(xiàn)階段精密導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，可以很好的針對(duì)一些垂直方向的偏差進(jìn)行糾正，以此可以讓飛行的整個(gè)階段，都可以得到系統(tǒng)的有效指引，充分的提升儀表著陸系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和質(zhì)量性。

同時(shí)，在形成的精密儀表著陸系統(tǒng)當(dāng)中，還有著較高的靈活性以及適應(yīng)性，并且可以在實(shí)際的運(yùn)行過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)曲線進(jìn)近的效果。往往在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，可以有效的依據(jù)飛機(jī)場(chǎng)的實(shí)際飛行情況，對(duì)其進(jìn)近的程序進(jìn)行編程處理，充分的保障在系統(tǒng)能夠滿足航空器獨(dú)立進(jìn)離場(chǎng)的實(shí)際需求，進(jìn)一步提升飛機(jī)著陸的整體效率以及管制的效果?，F(xiàn)階段形成的精密儀器著陸系統(tǒng)，基本上可以滿足不同種類的盲降需求。而對(duì)于傳統(tǒng)的普通儀表著陸系統(tǒng)而言，僅僅可以發(fā)揮出有限的作用以及效果。在未來(lái)的發(fā)展過程中，還需要格外的重視對(duì)于精密儀表系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用。并且，在未來(lái)的應(yīng)用中，也可以有效的提升北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，對(duì)于民航系統(tǒng)的整體發(fā)展起到重要的作用。在未來(lái)我國(guó)北斗衛(wèi)星的應(yīng)用中，可以提供出各種各樣的功能，以此能夠進(jìn)一步的推動(dòng)我國(guó)民航事業(yè)的發(fā)展。

4 總結(jié)

綜上所述，在本文的分析過程中，主要針對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在我國(guó)民航當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。在我國(guó)自主研發(fā)的導(dǎo)航系統(tǒng)下，使得我國(guó)民航在運(yùn)行的過程中，有著更高的安全性以及精確性，以此充分的保障乘客以及飛行員的安全。