探析民航导航技术及其发展问题研究

摘 要：在民用航空运输系统中，导航技术是不可缺少的一环，不仅会对民航技术的发展及安全产生重大影响，还可以有效地体现民航各体系发展现状。本文首先介绍了支持航路的导航技术和终端区进近引导技术，随后在此基础上提出民航导航技术未来的发展趋势。

关键词：民航；导航技术；发展趋势

随着航空航天技术的迅速发展，导航技术因其服务的可靠性及连续性，也得到长足发展。特别是在航空技术飞机速度快，停留时间短、飞机空间小载荷少等条件的制约下，导航技术及其设备更是得到了大幅度进步。目前导航技术在航空系统中主要负责引导飞机航空路线，进而保证飞机准点到达。

导航技术的飞速发展离不开无线电导航技术的应用及信息技术的发展，现已可以实现根据电磁波的传递对飞机进行导航，有效降低了其他自然条件因素对导航精确度的影响。其次卫星导航技术及衍生系统的出现，可以进一步提高定位精度，为飞机飞行速度及路线选择提供了有力的支持。

1 民航導航技术的现状

1.1 支持航路的导航技术

1.1.1 惯性导航系统

上世纪20年代末，航空导航技术主要为陆基无线电导航，但其具有较强的依赖性，不利于航空技术发展；上世纪60年代，基于军事化需求，能够自主导航的惯性导航系统（INS）出现并开始应用于航空领域；上世纪70年代后，受计算机及宽体飞机发展的影响，INS也得到了进一步发展，并逐渐成为民航飞机领域应用的基本导航系统。

1.1.2 陆基无线电导航系统

陆基无线电导航系统的机载导航设备相对简单，其主体设备主要在地面导航台中，因此具有较高的性价比并且很快得到了大范围使用。

NBD、VOR和DME是目前民航空中交通管理的主要地面设备类型，其中VOR定位精度相对较低，不适用于高精度要求区域；NDB已不被建议使用；DME是目前区域地方采用的设备。

1.1.3 星基导航系统

作为最早开始应用并持续稳定服务的星基导航系统，GPS还处于不断的创新发展之中。新型卫星导航系统的开发以及已有系统的改进大多都参照GPS进行，并且力求兼容。GPS是现代星际导航技术的基础，已被广泛应用于国民经济和军事领域，为人们提供时间、速度和位置信息。针对GNSS在应用时完好性检测方面出现的问题，民航将问题解决方法着眼于GPS及其相关技术的增强，其他国家也针对这一问题进行了大量研究，例如美国开展了机载增强系统（ABAS）的研究，日本开展了广域增强技术的研究等。

1.2 终端区进近引导技术分析

1.2.1 大规模应用中的ILS系统

ILS系统目前已广泛应用于民航，主要用于向即将着陆的飞机提供距离、下滑道和航向道等着陆信息。据ILS系统设备功能可将其分为三类：I类设备可向下滑道和导航道高于60米时的范围提供信息；II类设备可将飞机引导至高度30米；III类设备可将飞机引导至跑道。受设备性能、场地不平整以及周边电磁干扰等因素的影响，目前我国ILS系统装备大多数仅符合I类装备的标准，仅有少数符合II类设备标准。

ILS系统早期发展过程中，通常使用指点信标进行测距，以向飞机提供距离信息，目前已基本被DME测距方式取代。

1.2.2 重要的辅助设施助航灯光系统

ILS系统未得到应用前，助航灯主要负责引导飞机安全起降；ILS等系统在航空中得到应用后，助航灯则起到辅助引导或备份的作用。当然，在这一过程中助航灯也逐渐发展，实现了地面引导功能及引导控制的有效结合，其工作时间及可靠性均得到有效提升，同时可针对飞机特性实施个性化引导，极大地保障飞机在滑行过程中的安全，提升飞机运行效率及机场整体效率。

1.2.3 发展中的局域卫星增强系统

LAAS由机载设备和地面设备两部分构成，属于GBAS。1994年之前，FAA致力于发展这一系统，以将GPS应用于飞机着陆过程。在LAAS系统中，地面设备具有高质量的GPS基准接收机，用于对机载GPS设备的精确度进行调整，保证其连续可用性及安全可靠性，进而满足不同标准的精密进近和着陆的要求。

从理论上看，LAAS的地面设备覆盖范围广，能够同时作用于某一机场及距离相近的几个机场，且对进近路线无特殊要求；MLS和ILS系统则要求每条跑道两端均设置相应设备，经济型较差，因此LAAS被广泛应用于发达国家。其次，由于LAAS地面覆盖范围广泛，在合理布局的基础上，还可将其应用于本土航路。

2 民用航空导航技术发展趋势

下面分别从航路导航、终端区导航、进近和着陆导航等几个方面对我国民航导航系统的发展过程进行介绍。

2.1 航路导航

航路导航可从以下几方面进行改进：首先，基于设备和台站运行现状，在保证路基导航系统功能完善的基础上，对应用年限大于15年的设备进行更新；其次，对主体和支线航线导航以及系统台站布局进行优化，同时基于RNAV运行要求提升系统的完整性及其备份能力，保障核心机场及其航路网络的稳定性。最后，基于对DME的综合考虑，将其应用于区域导航运行及飞行程序设计过程，形成全国范围性的DME网络。同时向具有特殊需求的区域推广相关导航技术。

2.2 终端区导航

终端区导航可从以下几方面进行改进：首先，基于空域优化、进离场分离和改扩建机场的要求对固有导航设施进行优化，同时保证地面设施符合需求；其次，对地面导航设备进行优化并将其推广应用至所有机场；最后，通过对大型城市机场区域的导航进离场程序使用情况进行调查总结，进一步推进相应导航设施的建设，以向RNAV-1程序的应用提供有效的路基导航信号。

2.3 进近和着陆导航

进近和着陆导航可从以下两个方面进行改进：首先在改进现有着陆设施的基础上，建造进近能力多样化的导航设施，同时需考虑不具备RNP能力的航空器的需求；其次，为提升导航的可靠性，可在某些发展速度较快的机场增加着陆设施的建设，还可利用DME替代机场下滑台的指标点。

3 结语

国家“十二五”规划指出，要培育发展战略性新兴产业，包括航空装备、卫星导航及导航应用在内的新兴产业，要实现跨越式发展。随着国产大飞机的立项和在研发中不断取得的突破进展、低空域逐步开放和通用航空产业的兴起，国内民用航空导航技术在政策和市场上都遇到了一个巨大的发展契机。认清目前民航导航技术现状，了解主流发展趋势，抓住发展契机，加快民用航空导航体系建设和完，善是实现我国从民航大国向民航强国的重要途径。

参考文献

[1]彭义珉.对我国民航导航技术应用与发展问题的分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016（02）：198.

[2]王艳红，赵文智，杨明.北斗卫星导航系统及其于民航导航的应用[J].计算机测量与控制，2014，22（02）：496-498.

[3]刘明明.中国民航导航技术现状与发展[J].科技信息，2010（18）：102-103.

[4]康永，许哲，王大中.民用航空导航技术现状与发展趋势分析[J].现代导航，2012，3（06）：428-432.

作者简介

熊志高（1992-），男，江西南昌人，中国民用航空华东地区空中交通管理局江西分局，本科，助理工程师，研究方向：通信工程。