北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在航空領域中的應用與發(fā)展

張彬娜

摘 要：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國新研發(fā)的衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，在信息化社會中，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的出現(xiàn)和廣泛應用為我國國民經濟發(fā)展起到了重要作用。其具備精準度高，操作簡便，全天候，速度快，成本低等特點，應用領域也越來越廣泛，本文簡要介紹了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在航空領域的應用與發(fā)展。

關鍵詞：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)；航空應用；技術發(fā)展

一、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)定義

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System）是我國自主研發(fā)、獨立運行的全球性衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其建設目標為：使衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠的運行，從而促進我國衛(wèi)星導航產業(yè)的發(fā)展，加大衛(wèi)星導航在我國國民經濟的應用范圍，鞏固和完善國家衛(wèi)星導航產業(yè)的支撐、推廣、保障體系。

北斗系統(tǒng)具有：定位快，全天候、全球性的特征；短報文通信，一次可以傳送多達120個漢字信息，精度高，可達50納秒。

二、定位原理

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位原理是根據已測知的衛(wèi)星與用戶接收機之間的距離，再綜合多顆衛(wèi)星的數據，計算得知接收機的具體位置。為實現(xiàn)這一目標，可以根據星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中檢索確定衛(wèi)星的位置。

用衛(wèi)星信號傳播到用戶所經歷的時間乘以光速可知用戶與衛(wèi)星的距離（由于不可避免的干擾因素，如：大氣層、電離層的干擾作用，用這種計算方式所得的距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距：PR），當北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)衛(wèi)星正常運作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導航電文。

三、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用

（一）飛機導航

導航即引導航行的意思，也就是正確的引導飛機沿預定的航線，按照要求的精度，在指定的時間內將飛機引導到目的地。最單純的導航系統(tǒng)， 其主要特征是僅向用戶提供位置、航速、航向和時間信息，不需要通信系統(tǒng)。

但是也能夠引導飛機完成要求的航向和航線任務，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在無人機領域應用非常廣泛，也是檢驗飛行性能好壞的一項關鍵指標。

（二）航路劃定

航路是由國家統(tǒng)一劃定的具有一定寬度的空中通道。航路劃定的目的是維護空中交通秩序，提高空間利用率，保證飛機飛行安全。

航路的有效劃分可以實現(xiàn)空域劃分最優(yōu)化、有效控制空中交通流量以及管理飛行路徑。通過種種研究和實驗證明，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和洋區(qū)航路對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航精度完善性和可用性的要求，不僅如此，其精度也達到了大陸空域航路的要求。

（三）導彈制導

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)制導的原理是：利用安裝在導彈上的北斗衛(wèi)星導航接收機，接收至少4顆衛(wèi)星發(fā)出的導航信息，來修正制導導彈的飛行線路，提高導彈制導的精度。還可以用于遠程導彈的精確制導。

GPS在此方面已經有了成功案例，如美國“戰(zhàn)斧”由巡航導彈改裝為BlockⅢ型，其主要區(qū)別是改裝后的導彈其GPS接收機和天線系統(tǒng)的改變，圓概率由原先的9米降為3米。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)同樣也可以實現(xiàn)GPS的功能。

（四）飛行監(jiān)視和控制

地面監(jiān)視控制通過通信系統(tǒng)可以實時監(jiān)測飛機位置、速度、航向、時間等多個狀態(tài)參數，根據這些參數可以了解飛機自主航路和狀態(tài)等信息，及時矯正飛行航路。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)技術的出現(xiàn)，取代了原本復雜、龐大的傳統(tǒng)測量技術，為航空測量提供了精度高、用時短、設備簡單的技術服務。

（五）航天航空測量設備的標校

飛行器在飛行前必須經過準確的標校才能確保其運行可靠。而一般的標校方法有測量難度大、設備沉重、費用高等缺點，如果在校飛時在飛機上裝上北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收器，則可以根據北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)動態(tài)定位技術，精確確定飛機動態(tài)位置、速度、加速度等動態(tài)參量，這樣不僅提高了測量精確度，還克服了傳統(tǒng)技術的諸多缺點。

（六）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)航空攝影測量

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)航空攝影測量有以下三點：

第一，以航拍為基礎，獲得達到相關技術要求標準的照片資料；第二，相應的控制點測量工作的順利完成要以處理好航拍相片為基礎；再次，依據像控點布設具體方案開展選點工作，并且計算行內業(yè)平差。與此同時，檢核相關的外業(yè)數據。

四、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和美國的GPS、俄羅斯的GLONASS相比，增加了通訊功能，無需其他通信系統(tǒng)支持，具備與GPS精度相當的全天候快速定位能力。

覆蓋中國及周邊國家和地區(qū)，24小時全天候服務，無通信盲區(qū)；基于它的眾多特點，在航空領域的發(fā)展更不可小覷，在傳統(tǒng)陸基導航的基礎上，現(xiàn)代軍用運輸機、殲敵機、戰(zhàn)斗機等都在陸續(xù)裝備北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。其全天候、全球性的導航服務，及不受地理與地形影響的特征，為各種飛機或飛行器提供技術保障，提高了航空的安全性。

參考文獻：

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