GBAS技術特征及在民航的運用分析

楊立釩

（民航華東空管局設備維修中心，上海 200335）

0 引言

GBAS是地基增強系統的縮寫，作為一種衛星導航系統來說，其屬于一種GNSS的增強技術，具有較為典型的意義。GNSS是在民航運行中，一種較為主要的導航手段，在現階段已經實現了快速的發展和廣泛的應用。而地基增強系統技術則是一種增強技術，是作為衛星導航技術應用的主要支撐[1]。

1 GBAS技術特征及應用優勢

1.1 GBAS的構成

GBAS屬于一種本地差分衛星導航系統，能夠適用于航空飛行器，來進行精密進近，比如說對地面的移動目標進行監視。GBAS技術運行的原理，是在衛星測距信號的基礎上，對其偽距校正值進行推算。并且能夠在一系列的監測算法之下，進行較為完整的系統性的信息的獲取，并且能夠對其打包傳送，最后讓空中的機載子系統進行接收，整個過程的信息傳遞是通過數據來實現的。而且衛星測距信號也是通過地面上的參考性數據，對其通過實現較為精確的測量而得到的。在機載子系統接收到信息數據以后，其處理器就會根據校正數據，進行校正偽距的推算，并且能夠在此基礎上[2]。獲得較為精準的地理位置和導航方案的相關信息。

GBAS對于測距信號的形成，是靠GNSS所提供的定位信息，對其進行融會處理而得到的。GBAS地面站一般來說由幾部分組成。對于地面數據處理設備來說，能夠利用數據接收到的測量值，對其進行整合，進而形成對于可見衛星的校正值。衛星導航系統及其自身的信息，是利用對于信號的異常情況的實時監測而形成的。最終進近路徑的生成，是相應的航空器在導航過程中，所形成的空中幾何路徑，然后再將相關信息傳送給機載用戶。對于地基增強系統的低空數據鏈來說，其利用一定的調制方式，將所發出的信號進行重新定義，變為兩種信號的組合，而對于地基增強系統的設備來說，多模式的接收機是其中的關鍵部分，能夠進行對GBAS以及GNSS信號的同時接收，并且能夠進行解碼工作。通過飛行管理系統，來對其進行相應的處理，得到衛星的偽距，并且能夠對于相關的信息數據，進行有效地提取，比如說修正值、完好性等等，之后能夠實現航跡和信息的輸出。

1.2 GBAS技術特點

由于在軌衛星在數量上，具有一定的限制，而且衛星還會一定幾率發生故障，因此受到這二者的影響，GPS衛星星座在精密導航上，難以滿足其對于可用性的需求。而且，由于GPS的分布都處于地面上，其具有較大的垂直精度因子，在以上情況的影響之下，就要對區域GPS系統的信號源進一步增強，能夠讓導航在應用的過程中，進一步提高實用性[3]。地基增強系統就是通過在地面上，進行一定數量的信號發射源的設置，使其具有近似于GPS衛星的作用，又把它叫做偽衛星。對于偽衛星來說，由于是在地面設立的，而且能夠在定位過程中，通過較為準確地測量，這樣也就能夠讓用戶的定位幾何，具有很大幅度的變動，尤其是對于垂直狀態來說，導致相關的指標明顯下降。這也就提高了觀測衛星的個數，進一步增強了系統的幾何性能，同時能夠有效強化區域差分GPS的可應用性。

利用差分定位，能夠切實地增強衛星導航的精確度，并且在此之上，添加了各種完好性的檢測算法，能夠進一步使得所得到的指標，更加具有可用性、連續性和完好性。這也就讓機場航空領域這一范圍之內，所設置的航空器能夠達到更高的精密度，來開展更高水準的各項服務。

地基增強系統的著陸系統的設備，是能夠與其他系統互相連通，并且在此基礎上，通過對于地基增強系統所實現的增強性的定位信息的建立，提供著陸以及精密進近的功能。利用著陸系統所提供的相關功能，在當前已經能夠通過運行認證。

1.3 GBAS技術的應用優勢

首先，地基增強系統能夠獲取具有更高的準確性和精密度的定位信息，從而提高機場精密進近的精度，并且還能夠進一步的優化導航性能服務，使得在一些較為復雜的地理環境中，可以讓飛機所使用的進近方式，具有更高的靈活性。這樣不僅能夠有效地減少噪音，還能在一些極端天氣和惡劣地形的影響之下，為飛機提供更為穩定的運行和相應的服務，實現飛行程序的進一步升級，能夠進一步的提高運行效率。

其次，地基增強系統也能夠對機場進行著陸引導時，減少相關設備成本的消耗，并且能夠在機場的導航引導信息基礎上，實現多跑道覆蓋。對于每一個機場群來說，一套地基增強系統就能夠滿足基礎性的需要，所設置的設備也較為簡潔，因此也降低了相關的成本[4]。并且相比較之前的系統而言，也使得在建設過程中，工程量較小，而且具有較低的資金投入，有助于后期的運營和維護。

最后，地基增強系統在航行過程中的應用，能夠進一步的讓飛機之間的間距變得更小，從而能夠擴大機場的容量，而且還能讓飛機在航行的階段，對其提供全天候的地面監測以及引導服務，進一步的使得機場的運行效率，達到一個更高的水平。

2 GBAS技術在中國民航中的發展狀況和應用

2.1 GBAS技術在我國的發展狀況

現階段，在我國相關航空部門的組織和領導下，以相應的科技計劃為支撐，通過各種科研院校和單位，對于地基增強技術進行了高度的研究。滿足未來航行對于高精度、可用性以及完好性的引導需求，能夠讓飛機在一些較為特殊的地形和空中環境中，依靠高精密度的著陸引導，在此技術之下，為其提供技術性的保障和支撐。GBAS著陸系統已經在我國多地開展了試飛實驗，并且所實現的效果非常理想。我國高度重視航空技術應用的研究和發展，因此在各種技術政策的出臺和保障之下，科研單位也正在加緊研究，重點關注于我國北斗衛星系統的著陸系統的研發，讓該項技術在民用航空范圍內，得到廣泛的推廣和應用[5]。

2.2 GBAS技術在中國民航的應用

GBAS技術屬于一種新型的導航技術，主要應用于進近以及著陸領域。該項技術的應用，關乎到飛機的行駛過程中的安全性。在現階段中國民航的應用中，依然存在著一定的問題，有待解決。

首先，我國對于地基增強系統的相關規定和應用的標準尚且不足，有待進一步完善。GBAS技術屬于一種新型的運行模式，也需要有與其相對應的技術標準，來作為保障和依據。在國際上民航組織對于該項技術，已經有了較為全面的標準界定和明確。但是對于我國而言，在相關的一些標準上，與國際航空還具有明顯的差距，不完善的地基增強系統標準會對于該項技術的推廣和應用，造成阻礙和影響，因此該問題需要盡快解決。

其次，在我國所開展的電離層分析工作，還處于初期階段，該項工作也會影響到地基增強系統應用的完好性，會使得衛星信號發生變異，或者是出現信號的延遲等問題。美國對于這方面的研究走在世界的前沿，但是其所提出的研究模型也難以適應中國現狀，因此也無法照搬沿用。對于我國很多南方地區而言，其特殊的地理區域特點，都使得電離層具有較為復雜的情況，研究起來具有較大的難度系數。所以在開展電離層監測時，要率先選擇低緯度地區，通過確立區域范圍內的電離層模型，來不斷地為地基增強系統的應用，提供一定的支撐和保障。

最后，還要繼續推進地基增強系統中北斗的應用。對于北斗衛星導航系統來說，屬于我國自主設立并運行的導航系統，其安全系數較高，也更為可靠。而且，北斗具有較為完善的通信功能，已經得到了廣泛應用。其在導航的精度上來說，也完全不亞于GPS。但是現階段，北斗還沒有正式的被收入國際民航組織所設立的標準之內，而且所運行需要的大型設備都來自國外，沒有與其對應的機載設備，所以其相關的應用工作，還需要在我國繼續推進。

2.3 GBAS技術政策基礎

我國在未來的發展過程中，計劃在20年的時間當中，逐步將路基導航系統，發展成星基導航系統，以此實現技術上的飛躍。在這樣的發展過程中，需要逐漸的從原本GPS基礎上的地基增強系統，積極的發展成基于GNSS和GBAS地面設施下的技術方式。以此，就可以有效的推動我國未來航空航天技術的發展以及進步。在未來發展過程中，我國需要著重自主研發的一些航天航空技術的應用，以此保障為我國各行各業，能夠提供真正安全可靠的航天技術，讓我國的民航發展，不再受限于外國一些技術的限制，可以順應科學技術的發展，創造出更加的社會效益和經濟效益。同時，在技術的研發方面，還需要積極吸取一些外國的先進技術，充分的提升技術的合理性、適用性。

3 結語

綜上所述，在本文的分析過程中，主要從GBAS技術特征著手，之后便明確出在民航的的設計運用。在未來的發展過程中，其GBAS技術對于我國的民航發展有著重要的作用，可以推動我國民航在安全性以及運輸效率上的巨大提升。同時，為了保障該技術的實用性，還需要相關人員進一步的進行技術方面的研究。