民用航空中的机载导航应用发展综述

民用航空中的机载导航应用发展综述

蔡立国

北京飞机维修工程有限公司，北京市 100621

摘要：导航技术是国际民航空中航行系统中必不可少的内容，其将卫星、记载和地面定位以及导航进行联系，使航空器在道路指引下，正常的进行工作，能够有效的保障现代民用航空的发展。本篇文章简要介绍了北斗的发展情况，分析了北斗在我国民航中的应用，探究了今后的发展，希望能够为我国民用航空机载导航的进一步发展提供支持。

关键词：民用航空；机载导航；应用；发展；综述

从当前的情况来进行分析，我国所自主研发和使用的北斗卫星导航系统，已经正式投入使用，能够为人们提供不受时间地点限制，准确度较高的导航，将北斗作为我国民用航空的导航系统，能够使我国民航降低对于国外导航系统的依赖程度，从某种角度来说，能够确保飞行的安全。

一、北斗在我国民航中的应用

在国外，卫星导航在民航中的应用较为普遍，能够为民航的定位和着陆等提供支持，虽然由于我国政策的影响，目前我国民航对于北斗卫星导航系统的使用比较少，但是在北斗卫星导航技术水平不断提升的背景下，北斗和民航的联系将会越发紧密，这是今后民航发展的必然趋势。本篇文章从基础设施设备、产品的研发、相关标准和适航取证四个角度来分析北斗和国外导航系统的差别^[1]。

（一）从基础设施的角度来进行分析

第一，SABS系统在民航中的应用。在世界范围内，SABS系统的数量比较多，比如说美国所创建的广域增强系统、欧洲对地静止导航覆盖服务、日本多功能卫星增强系统等。

我国也在进行北斗SABS建设相关工作。在2017年，我国在加拿大所进行的国际民航组织导航系统专家组四次全会中，北斗星基本增强系统服务商标识和系统准时间标识获得了认可，这是我国北斗国际化的重要进程。除此之外，北斗星增强系统在建设的过程中需要的3个伪随机码也通过我国相关部门的努力，获得指配，这为我国北斗星基增强系统在世界范围内的使用提供了较为有利的条件。

目前，我国进行了双频多星座SABS的设计，并发射了相关卫星，但是由于北斗星基增强系统还处在建设的过程中，还需要一段时间才能够在民航中进行应用。

第二，地基增强系统在民航中的应用。在2014年，美国已经有14个机场安装了这一装备。我国也在对于这一系统进行发展，但是仍处在演示这一环节。在2015年，我国研究的GBAS卫星导航着陆系统证明了我国不仅能够对于GPS的着陆进行指引，还能够指引北斗的着陆。在2017年，山东东营所开展的北斗卫星导航系统搭载测试飞行，标志着北斗卫星导航系统在民航客机中的正式使用。

目前我国对于GBAS系统进行的验证主要适用于GPS，因为并没有完善的北斗GBAS标志，导致我国北斗GABS系统在民航中的应用还处在实验阶段，有待进一步发展^[2]。

（二） 从产品研发的角度来进行分析

第一，从系统的角度来进行分析。全球卫星导航系统已经在世界各国民航中得到了较为普遍的使用，可以帮助飞机进行近着陆，欧美等科技水平较发达的国家，路基导航基础设施所使用的仪表已经从非精密进近转变成为GNSS I，安全性比较高，并且逐渐向着GNSS II类发展。

我国路基基础设施所使用的仪表精确度比较低，并且根据有关专家分析，在未出现新一代着陆装置之前，我国将一直保持这一现状，这就导致我国仪表的精准程度和国外存在着一定的差异，在进行飞行的过程中会受到天气的影响。

因为我国航空工业并不发达，大多数民航飞机和机载装置都来源于国外。随着北斗在民航中的应用，怎样将北斗卫星导航系统使用到民航飞机中，需要国际相关人员的支持。在这一情况下，想要对于北斗卫星导航系统进行推广，就必须要制定相关的标准。

第二，从终端的角度来进行分析。国际民航市场中使用较为普遍的机型为B787、B737、A380、A320等。而这四类机型的导航系统均来源于国外，对于北斗卫星导航系统的使用非常少^[3]。比如说，我国的C919支持的是美国的GPS导航系统。航空设备生产制造需要符合质量标准，为了确保其质量能够符合要求，国际上出台了相关质量体系。相关设施设备需要进行检测，从而确保航空能够顺利进行，这就导致和北斗相关的产品得不到广泛应用。

（三）从相关标准来进行分析

在世界范围进行分析，可以发现在民用航空领域中，较为常见的卫星导航系统分别为：美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧洲伽利略系统和中国的北斗卫星导航系统。但是，从制定的标准来进行分析，我国和以上国家存在着一定的差异。欧盟在21世界初期就已经开始了伽利略标准国家化相关的工作，已经有了较为完善的标准体系。

我国北斗卫星导航系统国际化工作开始的比较晚，目前我国在制定标准体系方面的主要工作仍然是进行学习，了解国际民航所使用的技术和流程，为下一步工作的开展打下良好的基础。

（四）从适航取证的角度来进行分析

我国在进行适航管理的过程中学习了美国的成功经验，建成了较为完善的适航管理体系，并进行了一系列的实验，已经和国际相接轨。但是，我国适航管理水平和国外相比，仍然存在着一定的不足，这主要是由于研究工作人员和适航工作人员并没有对于适航管理形成充分的认识，没有主动的按照适航标准来进行工作。

第一，立足于原本的适航标准进行创新。适航标准是经过长期试验，并吸取群众意见所得来的。美国联邦航空管理局和欧洲航空安全局之所以占据优势，主要是由于其适航标准较为健全，处在世界前列。为此，想要在国际中占据优势，在制定标准的过程中就应该站在国际化的角度进行考虑，和国外适航部门进行沟通，及时的了解国外的最新标准。

第二，适航符合性验证水平有待进一步提升。和美国、欧洲进行比较，我国民航发展的时间比较短，没有足够的经验，适航验证水平并不高，和国外存在着一定的差异，验证方法科学性比较差。为此，我国民航研究部门应该考虑到适航工作的现实情况，分析适航验证方法和适航规章制度，找出适合我国民航发展的验证方法，并完善相关的程序^[4]。

二、总结

根据上文来进行分析，随着我国北斗系统的逐渐完善，特别是北斗三号系统的正式投入使用，我国民航领域对于北斗的使用将会更加普遍。在今后，将北斗卫星导航系统作为基础，借助于对于基础设施的完善和5G技术，能够较为有效的提升民航的服务水平，满足民航的发展需求，并逐渐和国际相接轨，为北斗的国际化提供支持。

参考文献

[1]董云龙. 航空电子机载通信技术发展现状[J]. 科技创新与应用,2020(22)

[2]岳富占,孟斌,周中华,彭昊良,张东雪. 北斗在民用航空器领域的应用和发展[J]. 卫星应用,2020(07)

[3]王珺. 面向航空导航的通信路径动态优化算法研究[J]. 电子设计工程,2020,28(02)

[4]马赞,周中华,王鹏,胡剑波,柯炳清. 仅用作航空器追踪的北斗机载设备适航要求分析[J]. 航空学报,2019,40(11)