探析民航導航技術及其發展問題研究

摘 要：在民用航空運輸系統中，導航技術是不可缺少的一環，不僅會對民航技術的發展及安全產生重大影響，還可以有效地體現民航各體系發展現狀。本文首先介紹了支持航路的導航技術和終端區進近引導技術，隨后在此基礎上提出民航導航技術未來的發展趨勢。

關鍵詞：民航；導航技術；發展趨勢

隨著航空航天技術的迅速發展，導航技術因其服務的可靠性及連續性，也得到長足發展。特別是在航空技術飛機速度快，停留時間短、飛機空間小載荷少等條件的制約下，導航技術及其設備更是得到了大幅度進步。目前導航技術在航空系統中主要負責引導飛機航空路線，進而保證飛機準點到達。

導航技術的飛速發展離不開無線電導航技術的應用及信息技術的發展，現已可以實現根據電磁波的傳遞對飛機進行導航，有效降低了其他自然條件因素對導航精確度的影響。其次衛星導航技術及衍生系統的出現，可以進一步提高定位精度，為飛機飛行速度及路線選擇提供了有力的支持。

1 民航導航技術的現狀

1.1 支持航路的導航技術

1.1.1 慣性導航系統

上世紀20年代末，航空導航技術主要為陸基無線電導航，但其具有較強的依賴性，不利于航空技術發展；上世紀60年代，基于軍事化需求，能夠自主導航的慣性導航系統（INS）出現并開始應用于航空領域；上世紀70年代后，受計算機及寬體飛機發展的影響，INS也得到了進一步發展，并逐漸成為民航飛機領域應用的基本導航系統。

1.1.2 陸基無線電導航系統

陸基無線電導航系統的機載導航設備相對簡單，其主體設備主要在地面導航臺中，因此具有較高的性價比并且很快得到了大范圍使用。

NBD、VOR和DME是目前民航空中交通管理的主要地面設備類型，其中VOR定位精度相對較低，不適用于高精度要求區域；NDB已不被建議使用；DME是目前區域地方采用的設備。

1.1.3 星基導航系統

作為最早開始應用并持續穩定服務的星基導航系統，GPS還處于不斷的創新發展之中。新型衛星導航系統的開發以及已有系統的改進大多都參照GPS進行，并且力求兼容。GPS是現代星際導航技術的基礎，已被廣泛應用于國民經濟和軍事領域，為人們提供時間、速度和位置信息。針對GNSS在應用時完好性檢測方面出現的問題，民航將問題解決方法著眼于GPS及其相關技術的增強，其他國家也針對這一問題進行了大量研究，例如美國開展了機載增強系統（ABAS）的研究，日本開展了廣域增強技術的研究等。

1.2 終端區進近引導技術分析

1.2.1 大規模應用中的ILS系統

ILS系統目前已廣泛應用于民航，主要用于向即將著陸的飛機提供距離、下滑道和航向道等著陸信息。據ILS系統設備功能可將其分為三類：I類設備可向下滑道和導航道高于60米時的范圍提供信息；II類設備可將飛機引導至高度30米；III類設備可將飛機引導至跑道。受設備性能、場地不平整以及周邊電磁干擾等因素的影響，目前我國ILS系統裝備大多數僅符合I類裝備的標準，僅有少數符合II類設備標準。

ILS系統早期發展過程中，通常使用指點信標進行測距，以向飛機提供距離信息，目前已基本被DME測距方式取代。

1.2.2 重要的輔助設施助航燈光系統

ILS系統未得到應用前，助航燈主要負責引導飛機安全起降；ILS等系統在航空中得到應用后，助航燈則起到輔助引導或備份的作用。當然，在這一過程中助航燈也逐漸發展，實現了地面引導功能及引導控制的有效結合，其工作時間及可靠性均得到有效提升，同時可針對飛機特性實施個性化引導，極大地保障飛機在滑行過程中的安全，提升飛機運行效率及機場整體效率。

1.2.3 發展中的局域衛星增強系統

LAAS由機載設備和地面設備兩部分構成，屬于GBAS。1994年之前，FAA致力于發展這一系統，以將GPS應用于飛機著陸過程。在LAAS系統中，地面設備具有高質量的GPS基準接收機，用于對機載GPS設備的精確度進行調整，保證其連續可用性及安全可靠性，進而滿足不同標準的精密進近和著陸的要求。

從理論上看，LAAS的地面設備覆蓋范圍廣，能夠同時作用于某一機場及距離相近的幾個機場，且對進近路線無特殊要求；MLS和ILS系統則要求每條跑道兩端均設置相應設備，經濟型較差，因此LAAS被廣泛應用于發達國家。其次，由于LAAS地面覆蓋范圍廣泛，在合理布局的基礎上，還可將其應用于本土航路。

2 民用航空導航技術發展趨勢

下面分別從航路導航、終端區導航、進近和著陸導航等幾個方面對我國民航導航系統的發展過程進行介紹。

2.1 航路導航

航路導航可從以下幾方面進行改進：首先，基于設備和臺站運行現狀，在保證路基導航系統功能完善的基礎上，對應用年限大于15年的設備進行更新；其次，對主體和支線航線導航以及系統臺站布局進行優化，同時基于RNAV運行要求提升系統的完整性及其備份能力，保障核心機場及其航路網絡的穩定性。最后，基于對DME的綜合考慮，將其應用于區域導航運行及飛行程序設計過程，形成全國范圍性的DME網絡。同時向具有特殊需求的區域推廣相關導航技術。

2.2 終端區導航

終端區導航可從以下幾方面進行改進：首先，基于空域優化、進離場分離和改擴建機場的要求對固有導航設施進行優化，同時保證地面設施符合需求；其次，對地面導航設備進行優化并將其推廣應用至所有機場；最后，通過對大型城市機場區域的導航進離場程序使用情況進行調查總結，進一步推進相應導航設施的建設，以向RNAV-1程序的應用提供有效的路基導航信號。

2.3 進近和著陸導航

進近和著陸導航可從以下兩個方面進行改進：首先在改進現有著陸設施的基礎上，建造進近能力多樣化的導航設施，同時需考慮不具備RNP能力的航空器的需求；其次，為提升導航的可靠性，可在某些發展速度較快的機場增加著陸設施的建設，還可利用DME替代機場下滑臺的指標點。

3 結語

國家“十二五”規劃指出，要培育發展戰略性新興產業，包括航空裝備、衛星導航及導航應用在內的新興產業，要實現跨越式發展。隨著國產大飛機的立項和在研發中不斷取得的突破進展、低空域逐步開放和通用航空產業的興起，國內民用航空導航技術在政策和市場上都遇到了一個巨大的發展契機。認清目前民航導航技術現狀，了解主流發展趨勢，抓住發展契機，加快民用航空導航體系建設和完，善是實現我國從民航大國向民航強國的重要途徑。

參考文獻

[1]彭義珉.對我國民航導航技術應用與發展問題的分析[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2016（02）：198.

[2]王艷紅，趙文智，楊明.北斗衛星導航系統及其于民航導航的應用[J].計算機測量與控制，2014，22（02）：496-498.

[3]劉明明.中國民航導航技術現狀與發展[J].科技信息，2010（18）：102-103.

[4]康永，許哲，王大中.民用航空導航技術現狀與發展趨勢分析[J].現代導航，2012，3（06）：428-432.

作者簡介

熊志高（1992-），男，江西南昌人，中國民用航空華東地區空中交通管理局江西分局，本科，助理工程師，研究方向：通信工程。