民用航空無線電通信、導航、監視系統發展現狀

張鑫燕

【摘要】? ? 本文對民用電子系統進行分析，主要從無線電通信、導航與監視系統三個方面著手，分別闡述各個系統的構成、作用與發展現狀，力求通過本文的研究，使機載話音通信服務質量得以提高，導航精度與可靠性得以增強，監視系統朝著自動化、全方位的方向發展。

【關鍵詞】? ? 民用航空? ? 無線通信? ? 監視系統

引言：民用電子系統是飛機中的關鍵內容，其運行狀況與飛機安全性、可靠性與先進性具有較大關聯，受到現代航空工業界的高度重視。該系統主要包括無線電通信、導航與監視系統等部分，可完成飛機起飛、著陸、滑行、機載話音通信與信息獲取、處理等方面，在相關領域得到廣泛應用。

一、民航無線電通信系統

1.1駕駛艙通信

為了符合民航規章制度，確保飛機運行安全，在衛星通信技術基礎上駕駛艙通信應運而生，具有機載話音與數據通信兩大功能，在航空領域得到廣泛應用。現階段，駕駛艙所使用的主要的系統有兩種，一種為海事衛星，另一種為銥星。前者可以劃分為三個層次，即空間層、地面層與用戶層，空間層中含有大量靜止軌道與衛星，地面層中含有衛星接入站、測控中心以及其他地面網絡等等;后者的主要功能在于提高數據傳輸效率，充分發揮IP技術優勢，使話音質量得到顯著提升，目前該系統可對全球航空器進行監視，單星可監視3000個對象，處理1000以上的目標。

1.2客艙衛星通信

在毫米與衛星制造技術飛速發展背景下，機載通信逐漸朝著Ka/Ku的方向發展，該頻段寬帶衛星通信的成本較低、終端較小、通話質量較高，可為飛機運行提供充足的數據支持，提高飛行安全度，降低飛機故障率，為乘客提供良好的飛行體驗，也是未來發展的主要趨勢。目前，越來越多的運營商看到了這一優勢，并陸續開展Ka/ku衛星通信業務，對于美國、歐洲等發達國家來說，ka/ku已經發展到一定程度并投入使用[1]。

二、民航導航系統

目前，全球衛星系統（GNSS）已經成為民航運行的主要導航源，在包含的諸多內容中導航增強系統的作用不可忽視，對提高民航運行效率具有較大的促進作用，可充分滿足民航在安全方面的需求，也是未來技術發展的主要趨勢。該系統主要包括地基增強系統與星基增強系統兩個方面，前者可對GNSS的完好性進行監測，以機場為中心，以23海里為半徑，為此范圍提供精密的導航服務。與傳統儀表技術相比，該系統提供的服務項目更加豐富，可對工作范圍進行全方位的覆蓋。從現行標準可知，GBAS能夠提供C類進近服務，在制成技術標準后將陸續投入使用;后者的主要作用是對導航衛星進行監測，目前全球范圍內已經建立大量的星基增強系統，如美國、俄羅斯、日本、加拿大、印度等等，在定位精度方面，水平與垂直方向均可達到1m，個別地區可達3m。當前，歐洲地區具有該系統的飛機場已經超過300個，以法國和德國為主，其中102個機場已經開始實施LPV飛行程序，有33個機場實施了APVⅡ飛行程序。

三、民航監視系統

在飛機飛行過程中，完善的監視工作是確保飛行安全的基礎所在，現有的監視技術為一次監視雷達、二次雷達、多地基雷以及自動相關監視等等，其中，自動監視主要借助航空器定位來達成，具有約定式監視、廣播式監視兩種模式，ADS-B技術屬于未來發展的主要趨勢。對于廣播式監視來說，目前在美國、歐洲與亞洲均陸續開展了此類監視工作，最具代表性的為“全球星二代”與“銥星二代”兩個系統。

3.1全球星二代

該系統將衛星地面站作為通信服務的傳遞站，系統中共計包含8個軌道面，高度為1414km，對南北緯70°間的范圍進行全覆蓋，共計報刊48顆星。2016年，在全球星二代系統基礎上開展無人機飛行測試，利用兩種極端方式進行飛行，對連接穩定性進行測試，結果表明，可借助星基鏈路高效完成監視工作，并在后續發展中得以延用[2]。

3.2銥星二代系統

該系統是在上一系統的基礎上研制而成，以空管、軍方與搜救作為目標用戶，該系統中配備ADS-B接收機，單星監測對象可達3000個，可對1000個對象進行處理，且輻射全球，在2018年投入到全球客機監視服務中。由于該系統中沒有設置相應的發射機，因此在實際應用中只具備追蹤與監視功能，不具備交通情報服務與傳播功能。

結論：綜上所述，隨著科學技術的持續發展，航空電子系統逐漸發生改變，從以往地基逐漸轉變為星基。在此背景下，機載話音通信服務質量得到提高，導航精度與可靠性逐漸增強，監視系統的自動化水平不斷提升，可見大力發展基于星基的通信、導航與監視系統成為未來主要的方向發展

參? 考? 文? 獻

[1]安樂， 田甜， 董勤鵬，等. CJ818飛機無線電通信、導航、監視綜合系統[J]. 民用飛機設計與研究， 2018（s1）：131-133.

[2]吳敏， 常坤， 李裕. 基于功能分區的綜合通信導航識別系統設計[J]. 航空電子技術， 2017， 44（2）：4-9.