民用航空导航技术现状与发展趋势分析

林向庚

(中国民用航空华东地区空中交通管理局福建分局,福建福州 350001)

民用航空导航技术现状与发展趋势分析

林向庚

(中国民用航空华东地区空中交通管理局福建分局,福建福州 350001)

随着我国综合实力的提升,我国民用航空取得了很大的进步。自新中国成立以后,民用航空已经成为带动我国国民经济和社会发展的重要行业以及先进的交通运输方式。民用航空导航是保障民航运行安全的重要组成部分,并且发挥着无可比拟的作用。但是目前我国民航导航技术在发展中出现了一些问题,阻碍了民用航空的发展。本文通过阐述民用航空导航技术发展的现状和存在的问题,分析民用航空导航技术发展的趋势。

民用航空 导航技术 发展现状 发展趋势 全球导航卫星系统

导航技术是民航运输系统中主要的技术,对民用航空行业的安全和稳定发挥着重要的作用。由于飞机在空中运行时必须保持快速飞行状态,留空时间有限,一旦发生事故后果非常的严重;并且飞机的容量和体积有限,使导航设备的选择受到很大的限制,对民航提出了更高的要求。导航技术已经成为引导飞机准确选择飞行路线、安全到达目的地的重要技术。

1 民航导航技术的现状

1.1 支持航路的导航技术

支持航路的导航技术包括:惯性导航系统、路基无线电导航系统、卫星基导航系统。首先,关于惯性导航系统。从上个世纪开始,路基无线电导航成为了民航的主要导航方式,但是仍需要地面导航系统和设施的支持,没有地面装置无法实现自主定位和导航,严重限制了航空事业的发展。军事上对导航系统提出要有生存能力、抗干扰能力和反利用的需求,在这种情况下,具有自主导航能力的惯性导航系统在60年代被应用到航空领域中。但是采用惯性导航系统的原因主要是由于导航信息的连续性比较好,导航参数短期精度高,更新速率比较高。70年代以后,计算机技术得到了广泛的应用,宽体飞机得到迅速的发展,惯性导航系统开始了迅速发展的阶段[1]。

其次,陆基无线电导航系统可以将导航系统的复杂性都集中到地面导航台,在机载导航选用的设备上可以相对简单,因此由于价格较低、可靠性较高,得到了迅速的推广和应用。

最后,卫星导航系统是投入运行最早、最为稳定的星基导航系统,并且一直在改革和创新。其他导航系统在进行改进过程中都以GPS为参考依据,并在允许的条件下结合GPS的优点。民用航空在GNSS应用工作中也对GPS和相关的技术进行研究,以解决其在民航应用中的特殊性问题。

1.2 终端区进近引导技术分析

(1)大规模应用中的仪表着陆系统。仪表着陆系统(ILS)的主要作用就是在飞机着陆过程中为飞机提供着陆的引导信息(航道信息、下滑道信息、距离信息),目前仪表着陆系统被广泛应用到民用航空中。根据仪表着陆系统的性能,将该系统分为一类、二类和三类,我国仪表着陆系统一般都是一类,少有的系统能够达到二类,主要是由于除了设备的性能外,场地和电磁干扰也是影响的因素[2]。(2)助航灯管系统。飞机在起降过程中助航灯的作用非常的重要,是保证飞机安全起降的关键设备。在仪表着陆系统被广泛应用的同时,助航灯管系统也成为最重要的辅助备份工具。但是助航灯光系统本身也在不断的发展,除了具有更长工作时间和更高可靠性的同时,利用新的技术,能够实现对不同飞机进行区别引导,提高了对飞机滑行和跑道运行的安全保障,提高了飞机的地面飞行效率和运行容量,为机组提供人性化的引导信息[3]。(3)局域卫星增强系统。为了将卫星定位系统应用于飞机的精密着陆与进近过程中,美国联邦航空管理局在1994年以前主要发展LAAS。LAAS主要是由地面接收装置和机载装置组成的。

2 民用航空技术的发展趋势

2.1 航路导航

首先,要对老化的导航进行实时的更新,可以根据导航在使用过程中的运行情况,对使用超过一定年限的导航设备进行逐步的更新,以保证完善的导航系统运行,并支持民用航空器的传统运行方式。根据规划目标,到2015年我国基本上完成对2000年以前使用的导航进行更新计划;其次,要对干线和支线航路导航网进行完善,优化陆基导航系统的格局,建立具有独立性的路基导航构架,以保证优化后的枢纽机场和国际干线航路网络的导航能力;最后要以区域导航航路为基础,对区域导航航路进行常规的仪表飞行程序设计和区域导航运行,建立全国范围内支持性能导航运行的区域导航航路网络,并对地形条件比较复杂、空管保障薄弱的地区应用区域导航技术[4]。

2.2 终端区导航

首先,要根据新建扩建机场的进离场分离以及空域优化的需要,对现有的导航设备进行调整和规划,根据空域规划中对机场进离港分流的需要,为地面导航设施提供必要的支持;其次,要进一步完善和建立地面导航设施,支持终端区不同运行方式的灵活应用,并根据实施的情况逐渐向所有的机场终端区推广;其次,要加强建设基于精密导航技术对飞机飞行所需的导航设施。

2.3 进近和着陆导航

首先,建设具有多种进近能力的导航设施,对传统着陆导航设施进行不断的完善,为不具备精密导航技术进近能力的航空设备保留传统的导航设备和传统飞行程序;其次,在机场的下滑台增设DME或者在航班较多时可以根据机场的气象条件在机场内增设此奖方向着陆设备,以提高导航保障能力[5]。

3 结语

随着我国民用航空产业的迅速发展,导航技术在民用航空中的应用越来越广泛和重要,对飞机的安全有着至关重要的作用。因此,在科学技术迅速发展的环境下,必须加快民用航空导航体系的建设和完善,将卫星导航在航空领域进行推广,实现我国民航的快速发展。

[1]黄晋,高浩然,戴巨星.基于性能的导航(PBN)对我国民航进近方式发展影响的研究[J].武汉理工大学学报,2011,35(4):79-83.

[2]黄智刚.无线点导航原理与系统[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007,8(2):78-79.

[3]刘明明.中国民航导航技术现状与发展[J].科技信息,2010,18(4):9-11.

[4]蔡清毅.基于性能导航(PBN)技术介绍[J].空中交通管理,2011,4(12):132-134.

[5]刘飞.H调制陀螺监控惯性导航系统[C].惯性技术学会年会发言稿,2009,12.