全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在航空中的應(yīng)用

GNSS在全世界范圍內(nèi)可以同時為海陸空用戶提供連續(xù)精確的三維位置、速度和時間信息。由于它具有連續(xù)的全球覆蓋能力，使飛機可以在可遵循的條件下實現(xiàn)從一地到另一地的直線飛行，擺脫臺對臺飛行，明顯降低航行時間和油耗。在GNSS接收機中包含數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可將飛機位置、高度、速度信息實時發(fā)送到空中交通管制中心及相關(guān)部門，實現(xiàn)全程自動監(jiān)視，為空中交通管制中心提供防撞預(yù)警。GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)相對于陸基導(dǎo)航系統(tǒng)，具有無法比擬的優(yōu)越性和安全性。

我國普遍使用的為陸基導(dǎo)航系統(tǒng)，即在飛機的飛行航路上設(shè)置若干個地面導(dǎo)航臺，飛機在飛行過程中根據(jù)導(dǎo)航臺信號引導(dǎo)實現(xiàn)臺對臺飛行，當(dāng)?shù)竭_機場上空之后，依靠儀表著陸系統(tǒng)將飛機引導(dǎo)著陸。在整個飛行區(qū)間，由分布在各地的雷達系統(tǒng)對飛行階段的相關(guān)信息（即飛機的位置、高度、速度等）進行監(jiān)視，地面管制員根據(jù)這些信息對飛機進行指揮。

由于我國經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，因此目前中國民用航空運輸業(yè)也存在東西部發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀。在我國的中東部地區(qū)，航路和空域緊張、飛行流量負荷大，采用GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)可以設(shè)計平行航線，增加空域容量，緩解航路繁忙及終端區(qū)空中交通擁擠的狀況，保證飛行安全減少航班延誤。而在我國的西部地區(qū)，特別是西藏、青海等地，多高原山區(qū)、地形復(fù)雜、氣候環(huán)境惡劣，陸基導(dǎo)航臺布設(shè)困難，采用傳統(tǒng)導(dǎo)航飛行運行困難，使用GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅可以提高飛行的安全，還將極大地解決西部機場、航路建設(shè)耗資巨大的難題。

中國民航目前已成為世界第二大航空運輸主體，為滿足這種快速增長的需要，中國民航正加緊推廣新一代航空運輸系統(tǒng)的規(guī)劃和實施工作，促進中國由民航大國向民航強國的跨越式發(fā)展。

北斗國際民航標(biāo)準(zhǔn)化及應(yīng)用

民航作為一個高度全球化的產(chǎn)業(yè)，所運行的相關(guān)技術(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均與國外同步，所以北斗系統(tǒng)要進入民航領(lǐng)域，首先要完成國際標(biāo)準(zhǔn)化，就是說要把北斗的信號機制及相應(yīng)的設(shè)備終端寫入到國際民航組織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里。國際標(biāo)準(zhǔn)化是推動北斗進入民用航空、運輸航空的基礎(chǔ)和前提，而北斗系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)化，最終也將為其技術(shù)和產(chǎn)品進入民航領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。推進北斗系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)化，是提升民航安全水平的需要，是提升中國民航國際競爭力與話語權(quán)的需要，是航空工業(yè)發(fā)展與進步的需要，也是北斗全球系統(tǒng)價值體現(xiàn)的需要。

標(biāo)準(zhǔn)國際化，有兩個方面的意義。一是在國際民航組織層面制定標(biāo)準(zhǔn)與建議措施（SARPs）,承認北斗系統(tǒng)作為民用航空全球衛(wèi)星導(dǎo)航核心星座的合法地位，即明確北斗系統(tǒng)全球應(yīng)用的合法性；二是研究和制定國際公認的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為工業(yè)界設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)符合民航安全運行要求的北斗系統(tǒng)機載及地面設(shè)備提供依據(jù)，同時為各國局方提供適航審定依據(jù)。

2017年10月20日，在加拿大蒙特利爾召開的國際民航組織導(dǎo)航系統(tǒng)專家組第四次全會，北斗星基增強系統(tǒng)（BDSBAS）服務(wù)商標(biāo)識號和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時間標(biāo)識號獲得大會一致通過，這標(biāo)志著北斗國際民航標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了又一重大突破。星基增強系統(tǒng)的服務(wù)商標(biāo)識號和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時間標(biāo)識號是從國際民航組織層面認可系統(tǒng)提供服務(wù)的關(guān)鍵。本次北斗星基增強系統(tǒng)（BDSBAS）相關(guān)標(biāo)識號獲得認可，也為后續(xù)系統(tǒng)建設(shè)與民航應(yīng)用掃清了又一障礙，堪稱北斗星基增強系統(tǒng)發(fā)展史上的里程碑。除此之外，北斗星基增強系統(tǒng)建設(shè)所必須的3個偽隨機碼（PRN碼）在中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室和民航局的共同努力下，歷經(jīng)多次中美雙邊談判，本次會議上也正式獲得指配，為北斗星基增強系統(tǒng)向全球民航提供標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航服務(wù)奠定了堅實基礎(chǔ)。

2017年8月，民航局發(fā)布的《中國民航航空器追蹤監(jiān)控體系建設(shè)實施路線圖》提出了至2025年期間分階段建成中國民航航空器追蹤監(jiān)控體系的目標(biāo)，推動以北斗為代表的國產(chǎn)裝備在民航的應(yīng)用，積極推進自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)在國際上的應(yīng)用與引領(lǐng)。2025年底前，將建成主要包括北斗系統(tǒng)、自主星基ADS-B系統(tǒng)、自主衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及自主知識產(chǎn)權(quán)機載設(shè)備的制造、測試與適航審定等基于自主知識產(chǎn)權(quán)的航空器全球追蹤系統(tǒng)，并形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2017年10月10日至14日，中國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次在中國完全自主設(shè)計并制造的支線客機——ARJ21-700飛機103架機上進行了測試試飛，試驗取得圓滿成功。

本次試驗依托中國國產(chǎn)支線飛機ARJ21-700平臺，按照相關(guān)國際民航標(biāo)準(zhǔn)及中國民航有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，成功完成了機載北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機功能和性能試飛驗證，基于北斗的地基增強系統(tǒng)實現(xiàn)I類精密進近的性能試飛驗證，以及北斗短報文功能試飛驗證。測試結(jié)果表明：國產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)的性能達到國外同類系統(tǒng)水平，其中瞬態(tài)和快速定位指標(biāo)居國際領(lǐng)先地位。

本次試飛首次實現(xiàn)四個“國產(chǎn)化”的結(jié)合：將國產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、國產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航地基增強系統(tǒng)、國產(chǎn)機載導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合到國產(chǎn)民用大飛機的平臺上，為后續(xù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國際民航標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用推廣、測試認證獲取了大量的實驗數(shù)據(jù)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第一次實現(xiàn)了在民用航空領(lǐng)域的測試應(yīng)用，同時也是國產(chǎn)民機第一次使用國產(chǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，對兩個事關(guān)國計民生的重大專項的融合發(fā)展具有里程碑意義。由此正式拉開了國產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國產(chǎn)民用客機應(yīng)用的序幕，開辟了國產(chǎn)民機導(dǎo)航系統(tǒng)新紀(jì)元。標(biāo)志著我國科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新突破，是我國由民航大國向民航強國邁進的重要里程碑，同時也是落實國家軍民融合戰(zhàn)略，實現(xiàn)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略以及《中國制造2025》的重要舉措。

新航行系統(tǒng)

新航行系統(tǒng)是以星基為主的全球通信、導(dǎo)航、監(jiān)視及自動化的空中管理系統(tǒng)，是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的定位系統(tǒng)結(jié)合航空數(shù)據(jù)通信技術(shù)，采用協(xié)同監(jiān)視系統(tǒng)，可以實現(xiàn)飛機與地面、飛機與飛機的相互監(jiān)視，使飛機由被動指揮，逐步向自選最優(yōu)航線過渡，并最終實現(xiàn)“自由飛行”，從而徹底改變現(xiàn)在空中交通管理方法。所以，建設(shè)以星基增強系統(tǒng)（SBAS）為主的GNSS新航行系統(tǒng)將為民航的可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵的技術(shù)支持。