民用航空導航技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的思考

范袁成

【摘 要】民用航空導航技術隨著我國航空事業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步取得了許多進展與成就，相關技術的發(fā)展也受到了更多的關注。基于此，本文分析了我國民用航空導航技術的現(xiàn)狀，闡述了航路導航方面、終端區(qū)導航方面、進近與著落導航方面這些方面的民用航空導航技術發(fā)展趨勢，著重說明了“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)在民航導航中的應用趨勢。

【關鍵詞】民用航空導航技術；發(fā)展趨勢；“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)

一、引言

我國民用航空導航技術由慣性導航技術、星基導航技術、陸基無線導航技術三部分構成。其中，慣性導航技術的發(fā)展時間最長，在民航航空中被普遍使用。在國家的“十二五”規(guī)劃中，提出了要發(fā)展衛(wèi)星導航等應用在內的新興產(chǎn)業(yè)，這使得整合現(xiàn)有民用航空導航技術資源，并結合發(fā)展現(xiàn)狀對其進行調整和拓展成了民航企業(yè)及相關技術企業(yè)的重要工作。民用航空是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎性行業(yè)，而民用航空導航技術作為其運行的科技保障，發(fā)揮著重要作用的同時，也隨著社會科技的發(fā)展而產(chǎn)生變革。

二、民用航空導航技術的現(xiàn)狀分析

（一）民用航空導航技術的問題現(xiàn)狀

我國民用航空導航技術發(fā)展至今，取得了很多突破的同時，也存在著許多問題，這些問題主要可以歸納成四個方面：第一，航路導航方面。由于我國的中西部地區(qū)的地形十分復雜，所以在航路導航方面，即使我國已經(jīng)能夠實現(xiàn)8400m以上航路的信號覆蓋，也無法避免在中西部地區(qū)出現(xiàn)VOR的信號盲區(qū)。第二，終端區(qū)導航方面。民用航空的導航設備會受到很多因素的影響。例如，導航設備的布局、飛行程序的設計和空中區(qū)域的規(guī)劃與設計等等，這些到會影響到民用航空的導航設備運行效果。同時，由于民用航空的終端區(qū)導航設備網(wǎng)絡數(shù)據(jù)備份的能力不足，導致國內部分機場中飛機的進離場沒有得到更好的導航技術支持。第三，進近與著陸導航方面。目前我國民航導航的著陸導航設備與進近服務大多得到了提升，NDB設備、ILS設備等一系列設備的使用讓機場的進近服務提供得到保障，但是在極端天氣條件下的精密進近保障依舊不足。而在著陸導航方面，大多數(shù)機場雖然已經(jīng)使用了單向或雙向儀表著陸系統(tǒng)，但是對于不同導航設備的設備程序備份的能力依舊較低，導航的手段單一，缺乏更好的安全保障。第四，性能導航方面。可以說，我國的東西部民航導航設備與技術的發(fā)展十分不平衡。在我國的東部，由于民航的需求較多，機場普遍具有可以支持RNAV-1以及RNAV-2標準的區(qū)域導航能力，但是由于我國西部的地理條件復雜，難以實現(xiàn)區(qū)域導航，使得全國范圍內的區(qū)域導航網(wǎng)絡沒有建成。

（二）民用航空導航技術的發(fā)展現(xiàn)狀

我國的民用航空導航技術已經(jīng)得到了突破性的發(fā)展，衛(wèi)星導航技術以及RNVA區(qū)域導航技術已經(jīng)得到了更多民航企業(yè)的使用，我國的民用航空導航基本得到了保障[1]。現(xiàn)階段，我國民用航空導航技術包括慣性導航技術、星基導航技術、陸基無線導航技術，這些技術也隨著社會科技的進步而得到了發(fā)展。慣性導航技術是我國應用最早、時間最長的一種導航技術，從20世紀開始我國就在民航導航方面得到了普及性的應用。進入21世紀以來，隨著計算機技術的發(fā)展，慣性導航技術在我國也得到了突破性的發(fā)展。在星基導航技術中，衛(wèi)星導航技術是我國民用航空常用的一種導航技術，它的運行十分穩(wěn)定，為航路的準確提供了可靠的保障。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)建立起GRIMS系統(tǒng)，能夠對我國上空的GPS衛(wèi)星的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)測。同時，我國還研發(fā)了ATMB RAIM預測系統(tǒng)，能夠預測出RAIM的可用性，為航空管制的相關部門提供數(shù)據(jù)參考。

三、民用航空導航技術的發(fā)展趨勢

（一）航路導航方面

在我國的民用航空的航路導航方面，基于現(xiàn)在的使用和發(fā)展情況，會進行一定的調整并逐漸擴大使用規(guī)模。相關民航企業(yè)依據(jù)實際的使用情況，會對使用時間較長（大于等于15年）的導航設備進行更換，使民用航空導航系統(tǒng)更加完善。利用更換的航路導航設備，為民用航空企業(yè)的運行和航路的飛機航路的準確提供更多的支持。未來，我國的支線及干線航路導航網(wǎng)絡會更加完善，尤其是陸基導航系統(tǒng)的網(wǎng)絡布局會更加優(yōu)化。為了滿足人們更多的民航需求以及航路導航設備的運行需要，導航設備的數(shù)據(jù)備份能力會得到明顯的提升，建成完整而獨立的陸基導航系統(tǒng)。民用航空的航路導航將以DME作為基礎設施，逐漸建設期全國范圍內的DME/DME網(wǎng)絡，重點對于西部地區(qū)的DME/DME區(qū)域導航技術進行推廣與發(fā)展。

（二）終端區(qū)域導航方面

在民用航空的終端區(qū)域導航方面，民航企業(yè)結合實際的需求，將進行導航設備的完善，對于現(xiàn)有的飛機進離場情況進行優(yōu)化，重點使用地面導航設備對飛機進離場以及分流的需求進行支持。民航企業(yè)會繼續(xù)提升綜合地面導航設備的使用，實現(xiàn)飛行程序的優(yōu)化，讓不同終端區(qū)域的運行更加靈活。為了解決終端區(qū)運行和導航方式單一的問題，民航企業(yè)會在終端區(qū)域對RNAV-1及RNAV-2的飛行程序進行大力的使用，為終端區(qū)提供更多靈活的陸基導航信號。為了能夠更好的實施RNAV-1飛行程序，民航企業(yè)會推進基于RNP/RNAV技術的導航設備的使用。

（三）進近與著陸導航方面

基于現(xiàn)階段的發(fā)展情況，我國民用航空的進近與著陸導航的發(fā)展會通過具有多種進近能力的導航設備的建設和使用來進行發(fā)展。對于航班需求量不斷增大的機場，要增加著陸導航的設備使用，提升民用航空的導航能力。對于NDB設備、ILS設備、VOR/DME等一系列設備的使用會更加普遍，為民航機場提供更加可靠的進近能力。

（四）“北斗”衛(wèi)星的導航系統(tǒng)應用

可以說，星基導航技術中的衛(wèi)星導航的大力發(fā)展和使用是我國乃至世界范圍內的民用航空導航的發(fā)展方向。目前，我國“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)逐步建立起來，信號已經(jīng)能夠實現(xiàn)亞太地區(qū)的全覆蓋，定位精準度也十分良好。在2013年，我國共計發(fā)射了15顆為“北斗”導航系統(tǒng)建設而服務的衛(wèi)星，項目也在同年底開始正式的運行。

雖然GPS的定位和導航能力極高，我國也在此前依托GPS定位技術研發(fā)和使用了很多輔助系統(tǒng)保證民用航空導航的能力提升，但是GPS定位技術依舊存在著隱患。當GPS一旦出現(xiàn)了問題，民用航空的導航信號就會大幅的減弱，造成的后果難以想象。并且，由于GPS系統(tǒng)是美國研發(fā)并且管理的，我國在使用時總會存在一定的局限性。而“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)就能排除這些顧慮，它是由我國自主研發(fā)并控制的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，在使用時安全性能夠得到更好的保障，也能夠實現(xiàn)我國全領土的信號覆蓋[2]。目前，民航局已經(jīng)推行了“北斗”衛(wèi)星在民用航空導航領域的應用研究工作，加達了對PBN的推廣使用工作，為“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)在民用航空導航領域的更好應用打下基礎。可以說，“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)的結合應用是我國未來的民用航空導航技術的主要發(fā)展趨勢。

四、總結

綜上所述，我國民用航空導航技術隨著社會科技的進步已經(jīng)取得了突破性的發(fā)展，但也存在著一些問題。針對技術的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，可以看出我國民用航空導航技術在航路導航方面、終端區(qū)導航方面、進近與著落導航方面的未來發(fā)展。我國“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)在民用航空導航中的應用將成為民用航空導航技術未來的最主要的發(fā)展趨勢。

【參考文獻】

[1]康永，許哲，王大中.民用航空導航技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].現(xiàn)代導航，2012，3（06）：428-432.

[2]姜越.中國民用航空區(qū)域導航技術的應用與展望[J].科技風，2012（06）：83.