民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

姚易辰

摘要：本文介紹了民航無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)，分析了民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，研究了民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：民航;無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng);發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）03-0217-01

0 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，無(wú)線電技術(shù)被廣泛應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域之中，無(wú)線電相關(guān)的新業(yè)務(wù)、新技術(shù)以及新設(shè)備等更是在民航領(lǐng)域得到了極為普遍的使用，這能夠有效保證民航的飛行安全、改善民航的服務(wù)質(zhì)量，并且能夠加速空中流量，促進(jìn)我國(guó)航空領(lǐng)域的快速穩(wěn)健發(fā)展。民航是我國(guó)交通運(yùn)輸體系的組成部分，是擁有巨大發(fā)展?jié)摿η野l(fā)展速度最快的交通運(yùn)輸方法。民用航空也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的組成部分，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的有效動(dòng)力;同時(shí)，民航在促進(jìn)外交、提升國(guó)防綜合實(shí)力、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展以及國(guó)際貿(mào)易等方面都具有重要作用。而導(dǎo)航系統(tǒng)是民航發(fā)展的關(guān)鍵，因此要重視導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展。

1 民航無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)

在導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，人造衛(wèi)星向地面發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，從信號(hào)的編碼中可以了解衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的位置以及時(shí)間等信息，而民航載體負(fù)責(zé)接收信號(hào)，如果衛(wèi)星信號(hào)與載體接收其使用的時(shí)鐘具有統(tǒng)一性，就能夠得到準(zhǔn)確的無(wú)線電信號(hào)傳播時(shí)間，而后經(jīng)過(guò)計(jì)算就能了解到人造衛(wèi)星和接收器的距離[1]。

無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)使用過(guò)程中，所有的人造衛(wèi)星都在不停的運(yùn)轉(zhuǎn)中，以此保證地面接收器能夠接收到至少三個(gè)以上的信號(hào)，而相關(guān)工作人員就利用專業(yè)知識(shí)處理衛(wèi)星信號(hào)，同時(shí)計(jì)算地面接收器的實(shí)際位置，如果能夠接收到至少四個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，就能夠計(jì)算該位置的海拔，并且微型使用的原子鐘可以保證時(shí)間的精確性。此外，還利用人造衛(wèi)星測(cè)量出與地面上一個(gè)點(diǎn)的距離，排除不合理的地點(diǎn)，有利于保證飛機(jī)飛行的安全性和準(zhǔn)確性。

目前，民航在機(jī)場(chǎng)以及航路上建設(shè)科測(cè)距臺(tái)、全向信標(biāo)臺(tái)、著陸系統(tǒng)等眾多的基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)備能夠確保飛機(jī)安全飛行至目的地機(jī)場(chǎng)，是民航飛行安全和發(fā)展的重要保障。因此，無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)被廣泛應(yīng)用在民航領(lǐng)域中，在使用的過(guò)程中也得到較為理想的效果，民航飛行的準(zhǔn)確性、安全性得到有效保障，這使得我國(guó)空間容量和流量都得到大幅度增加，并且能夠在促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、提升國(guó)防實(shí)力等方面發(fā)揮出重要的現(xiàn)實(shí)作用，值得進(jìn)一步研究和使用。

2 民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 廣泛應(yīng)用Loran系統(tǒng)

Loran是對(duì)人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。美國(guó)以及西歐國(guó)家對(duì)此進(jìn)行了較為深入的討論，并且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，Loran得到更為廣泛的使用，不僅在航空領(lǐng)域中得到充分的使用，發(fā)揮作用，還在航海領(lǐng)域得到廣泛使用，并且在實(shí)際運(yùn)用中取得較為理想的應(yīng)用效果。

在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步中，Loran系統(tǒng)已經(jīng)獲得了更大的進(jìn)步，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到其發(fā)展的極限，成功將人造衛(wèi)星天線和羅蘭天線融合在一起，其直徑較小，僅為4英寸，其性能優(yōu)良，適合安裝和使用的空中平臺(tái)上，從而提升民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用效果。最為關(guān)鍵的是，Loran有很好的覆蓋性，其精度高于人造衛(wèi)星定位系統(tǒng)，這一點(diǎn)還曾經(jīng)被人們所忽略。Loran系統(tǒng)在使用中雖然會(huì)受到地球電導(dǎo)率的影響，存在較大的偏差，但是這個(gè)問(wèn)題并不難解決，將其與人造衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)二者的一體化測(cè)量，從而提高Loran系統(tǒng)導(dǎo)航的精確性[2]。

2.2 應(yīng)用Loran系統(tǒng)強(qiáng)化導(dǎo)航功能

Loran系統(tǒng)與人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)合不僅能夠提高其定位的準(zhǔn)確性，其應(yīng)用前景還擁有更好、更主要的方面：（1）如果Loran系統(tǒng)經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)改造后能夠與人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一樣同步世界時(shí)間，那么Loran發(fā)射機(jī)就能夠成為偽衛(wèi)星。例如：如果有29個(gè)Loran系統(tǒng)發(fā)射機(jī)，在受到地理環(huán)境和覆蓋性能限制的前提下，相當(dāng)于人造衛(wèi)星系統(tǒng)中增加7顆至10顆左右的偽衛(wèi)星，也就是說(shuō)人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能夠同時(shí)接收大約6顆衛(wèi)星的信號(hào)，而二者的融合則能夠同時(shí)看到13顆至16顆左右的衛(wèi)星信號(hào)，這對(duì)于改善導(dǎo)航定位系統(tǒng)的精度將有極大的益處，整體導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)也將有很大的提升。（2）已知Loran系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，與人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)進(jìn)行有效結(jié)合，就能夠得到不同差分的校正數(shù)據(jù)，其覆蓋范圍更大，并且在Loran技術(shù)的發(fā)展中，其覆蓋面將繼續(xù)擴(kuò)大，民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確性將進(jìn)一步得到增強(qiáng)，進(jìn)而促進(jìn)民航領(lǐng)域的發(fā)展[3]。

3 民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)是在現(xiàn)有的導(dǎo)航設(shè)施和技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其與衛(wèi)星導(dǎo)航，即GPS技術(shù)進(jìn)行全方位結(jié)合，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)的順利過(guò)度，實(shí)現(xiàn)地面增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航和人造衛(wèi)星導(dǎo)航相結(jié)合的導(dǎo)航方式，優(yōu)化無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，為民航飛機(jī)的便捷性和安全性提供可靠保障。二者的有效結(jié)合首先應(yīng)用在環(huán)境較為復(fù)雜的山區(qū)機(jī)場(chǎng)，隨著其應(yīng)用效果得以證實(shí)、技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，逐漸在航路、機(jī)場(chǎng)等環(huán)境中使用，并且取得相當(dāng)好的運(yùn)用效果[4]。在導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展中，PBN運(yùn)行概念以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也逐漸被確定下來(lái)，并且全球都在大力推廣PBN技術(shù)，且將其廣泛運(yùn)用在實(shí)際工作中，實(shí)現(xiàn)利用該技術(shù)優(yōu)化無(wú)線電導(dǎo)航的目的，推動(dòng)民航領(lǐng)域的發(fā)展。目前，我國(guó)的麗江、拉薩、延吉以及黃山等地已經(jīng)使用PBN運(yùn)用技術(shù)。該技術(shù)與傳統(tǒng)無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)最大的區(qū)別就是，不再單一的依靠地面導(dǎo)航設(shè)備，而是對(duì)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)和人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)加以充分利用，提高導(dǎo)航的精確度，解決傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)中很難解決的可靠性和覆蓋性不足等問(wèn)題，使民航即便是在地理環(huán)境極為復(fù)雜的山區(qū)等地也能夠準(zhǔn)確進(jìn)行導(dǎo)航。在PBN運(yùn)行技術(shù)背景下，飛機(jī)在空中的飛行可以不再受到航路的限制，而是能夠根據(jù)需要自由飛行或是進(jìn)行四維飛行，進(jìn)而有效縮短飛行距離，是民航飛行更便捷。PBN技術(shù)是我國(guó)民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的核心技術(shù)，對(duì)民航的機(jī)載設(shè)備、飛機(jī)運(yùn)行、導(dǎo)航布局、機(jī)場(chǎng)建設(shè)等方面的發(fā)展產(chǎn)生重要影響，有利于提高民航的飛行安全、增加空中容量和流量、減少機(jī)場(chǎng)地面設(shè)施建設(shè)的投資、減少航班延誤等現(xiàn)象，并且PBN技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮積極作用。因此，在民航無(wú)線電導(dǎo)航的未來(lái)發(fā)展中，應(yīng)積極推廣并且使用PBN技術(shù)，爭(zhēng)取早日普及該技術(shù)的使用，同時(shí)在PBN技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)科技含量更高的導(dǎo)航技術(shù)，優(yōu)化民航無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)民航領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

從民航無(wú)線電導(dǎo)航的應(yīng)用和其發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，雖然現(xiàn)階段的導(dǎo)航技術(shù)還存在不足，但是隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步得到完善，在民航中的作用也會(huì)更加突出，能夠促進(jìn)民航的快速發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、外交、交通運(yùn)輸以及國(guó)防等綜合國(guó)力的發(fā)展。因此，在我國(guó)的民航發(fā)展中，應(yīng)重視其導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展。

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Civil Aviation Radio Navigation System and its Future Development Trend

YAO Yi-chen

（Guilin University Of Aerospace Technology ， Guilin Guangxi? 541000）

Abstract：This paper introduces civil aviation radio navigation technology， analyses the application of civil aviation radio navigation system， and studies the future development trend of civil aviation radio navigation system.

Key words：civil aviation; radio navigation system; development trend