民用航空无线电通信、导航、监视系统发展现状
来源:用户上传
作者:张鑫燕
【摘要】 本文对民用电子系统进行分析，主要从无线电通信、导航与监视系统三个方面着手，分别阐述各个系统的构成、作用与发展现状，力求通过本文的研究，使机载话音通信服务质量得以提高，导航精度与可靠性得以增强，监视系统朝着自动化、全方位的方向发展。
【关键词】 民用航空 无线通信 监视系统
引言：民用电子系统是飞机中的关键内容，其运行状况与飞机安全性、可靠性与先进性具有较大关联，受到现代航空工业界的高度重视。该系统主要包括无线电通信、导航与监视系统等部分，可完成飞机起飞、着陆、滑行、机载话音通信与信息获取、处理等方面，在相关领域得到广泛应用。
一、民航无线电通信系统
1.1驾驶舱通信
为了符合民航规章制度，确保飞机运行安全，在卫星通信技术基础上驾驶舱通信应运而生，具有机载话音与数据通信两大功能，在航空领域得到广泛应用。现阶段，驾驶舱所使用的主要的系统有两种，一种为海事卫星，另一种为铱星。前者可以划分为三个层次，即空间层、地面层与用户层，空间层中含有大量静止轨道与卫星，地面层中含有卫星接入站、测控中心以及其他地面网络等等;后者的主要功能在于提高数据传输效率，充分发挥IP技术优势，使话音质量得到显著提升，目前该系统可对全球航空器进行监视，单星可监视3000个对象，处理1000以上的目标。
1.2客舱卫星通信
在毫米与卫星制造技术飞速发展背景下，机载通信逐渐朝着Ka/Ku的方向发展，该频段宽带卫星通信的成本较低、终端较小、通话质量较高，可为飞机运行提供充足的数据支持，提高飞行安全度，降低飞机故障率，为乘客提供良好的飞行体验，也是未来发展的主要趋势。目前，越来越多的运营商看到了这一优势，并陆续开展Ka/ku卫星通信业务，对于美国、欧洲等发达国家来说，ka/ku已经发展到一定程度并投入使用[1]。
二、民航导航系统
目前，全球卫星系统（GNSS）已经成为民航运行的主要导航源，在包含的诸多内容中导航增强系统的作用不可忽视，对提高民航运行效率具有较大的促进作用，可充分满足民航在安全方面的需求，也是未来技术发展的主要趋势。该系统主要包括地基增强系统与星基增强系统两个方面，前者可对GNSS的完好性进行监测，以机场为中心，以23海里为半径，为此范围提供精密的导航服务。与传统仪表技术相比，该系统提供的服务项目更加丰富，可对工作范围进行全方位的覆盖。从现行标准可知，GBAS能够提供C类进近服务，在制成技术标准后将陆续投入使用;后者的主要作用是对导航卫星进行监测，目前全球范围内已经建立大量的星基增强系统，如美国、俄罗斯、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达到1m，个别地区可达3m。当前，欧洲地区具有该系统的飞机场已经超过300个，以法国和德国为主，其中102个机场已经开始实施LPV飞行程序，有33个机场实施了APVⅡ飞行程序。
三、民航监视系统
在飞机飞行过程中，完善的监视工作是确保飞行安全的基础所在，现有的监视技术为一次监视雷达、二次雷达、多地基雷以及自动相关监视等等，其中，自动监视主要借助航空器定位来达成，具有约定式监视、广播式监视两种模式，ADS-B技术属于未来发展的主要趋势。对于广播式监视来说，目前在美国、欧洲与亚洲均陆续开展了此类监视工作，最具代表性的为“全球星二代”与“铱星二代”两个系统。
3.1全球星二代
该系统将卫星地面站作为通信服务的传递站，系统中共计包含8个轨道面，高度为1414km，对南北纬70°间的范围进行全覆盖，共计报刊48颗星。2016年，在全球星二代系统基础上开展无人机飞行测试，利用两种极端方式进行飞行，对连接稳定性进行测试，结果表明，可借助星基链路高效完成监视工作，并在后续发展中得以延用[2]。
3.2铱星二代系统
该系统是在上一系统的基础上研制而成，以空管、军方与搜救作为目标用户，该系统中配备ADS-B接收机，单星监测对象可达3000个，可对1000个对象进行处理，且辐射全球，在2018年投入到全球客机监视服务中。由于该系统中没有设置相应的发射机，因此在实际应用中只具备追踪与监视功能，不具备交通情报服务与传播功能。
结论：综上所述，随着科学技术的持续发展，航空电子系统逐渐发生改变，从以往地基逐渐转变为星基。在此背景下，机载话音通信服务质量得到提高，导航精度与可靠性逐渐增强，监视系统的自动化水平不断提升，可见大力发展基于星基的通信、导航与监视系统成为未来主要的方向发展
参 考 文 献
[1]安乐， 田甜， 董勤鹏，等. CJ818飞机无线电通信、导航、监视综合系统[J]. 民用飞机设计与研究， 2018（s1）：131-133.
[2]吴敏， 常坤， 李裕. 基于功能分区的综合通信导航识别系统设计[J]. 航空电子技术， 2017， 44（2）：4-9.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15140495.htm
