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民航无线电导航系统以及未来发展趋势

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  摘要:本文介绍了民航无线电导航技术,分析了民航无线电导航系统的应用,研究了民航无线电导航系统未来发展趋势。
  关键词:民航;无线电导航系统;发展趋势
  中图分类号:TN96 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)03-0217-01
  0 引言
  随着我国科学技术的进步和发展,无线电技术被广泛应用在众多的领域之中,无线电相关的新业务、新技术以及新设备等更是在民航领域得到了极为普遍的使用,这能够有效保证民航的飞行安全、改善民航的服务质量,并且能够加速空中流量,促进我国航空领域的快速稳健发展。民航是我国交通运输体系的组成部分,是拥有巨大发展潜力且发展速度最快的交通运输方法。民用航空也是我国经济系统的组成部分,是促进经济持续增长的有效动力;同时,民航在促进外交、提升国防综合实力、促进区域发展以及国际贸易等方面都具有重要作用。而导航系统是民航发展的关键,因此要重视导航系统相关技术和设备的发展。
  1 民航无线电导航技术
  在导航系统运行过程中,人造卫星向地面发射无线电信号,从信号的编码中可以了解卫星发射信号的位置以及时间等信息,而民航载体负责接收信号,如果卫星信号与载体接收其使用的时钟具有统一性,就能够得到准确的无线电信号传播时间,而后经过计算就能了解到人造卫星和接收器的距离[1]。
  无线电导航技术使用过程中,所有的人造卫星都在不停的运转中,以此保证地面接收器能够接收到至少三个以上的信号,而相关工作人员就利用专业知识处理卫星信号,同时计算地面接收器的实际位置,如果能够接收到至少四个卫星信号,就能够计算该位置的海拔,并且微型使用的原子钟可以保证时间的精确性。此外,还利用人造卫星测量出与地面上一个点的距离,排除不合理的地点,有利于保证飞机飞行的安全性和准确性。
  目前,民航在机场以及航路上建设科测距台、全向信标台、着陆系统等众多的基础设施,这些设备能够确保飞机安全飞行至目的地机场,是民航飞行安全和发展的重要保障。因此,无线电导航技术被广泛应用在民航领域中,在使用的过程中也得到较为理想的效果,民航飞行的准确性、安全性得到有效保障,这使得我国空间容量和流量都得到大幅度增加,并且能够在促进国民经济增长、提升国防实力等方面发挥出重要的现实作用,值得进一步研究和使用。
  2 民航无线电导航系统的应用
  2.1 广泛应用Loran系统
  Loran是对人造卫星导航系统的有效补充。美国以及西欧国家对此进行了较为深入的讨论,并且经过多年的发展,Loran得到更为广泛的使用,不仅在航空领域中得到充分的使用,发挥作用,还在航海领域得到广泛使用,并且在实际运用中取得较为理想的应用效果。
  在科学技术的进步中,Loran系统已经获得了更大的进步,并且远远没有达到其发展的极限,成功将人造卫星天线和罗兰天线融合在一起,其直径较小,仅为4英寸,其性能优良,适合安装和使用的空中平台上,从而提升民航无线电导航系统的应用效果。最为关键的是,Loran有很好的覆盖性,其精度高于人造卫星定位系统,这一点还曾经被人们所忽略。Loran系统在使用中虽然会受到地球电导率的影响,存在较大的偏差,但是这个问题并不难解决,将其与人造卫星系统结合,就能够实现二者的一体化测量,从而提高Loran系统导航的精确性[2]。
  2.2 应用Loran系统强化导航功能
  Loran系统与人造卫星导航系统的结合不仅能够提高其定位的准确性,其应用前景还拥有更好、更主要的方面:(1)如果Loran系统经过基础改造后能够与人造卫星导航系统一样同步世界时间,那么Loran发射机就能够成为伪卫星。例如:如果有29个Loran系统发射机,在受到地理环境和覆盖性能限制的前提下,相当于人造卫星系统中增加7颗至10颗左右的伪卫星,也就是说人造卫星导航系统能够同时接收大约6颗卫星的信号,而二者的融合则能够同时看到13颗至16颗左右的卫星信号,这对于改善导航定位系统的精度将有极大的益处,整体导航系统的系统也将有很大的提升。(2)已知Loran系统发射机的坐标的准确性,与人造卫星导航系统接收机进行有效结合,就能够得到不同差分的校正数据,其覆盖范围更大,并且在Loran技术的发展中,其覆盖面将继续扩大,民航无线电导航系统的准确性将进一步得到增强,进而促进民航领域的发展[3]。
  3 民航无线电导航系统未来发展趋势
  民航无线电导航系统的发展应是在现有的导航设施和技术的基础上,将其与卫星导航,即GPS技术进行全方位结合,实现导航技术的顺利过度,实现地面增强卫星导航和人造卫星导航相结合的导航方式,优化无线电导航系统,为民航飞机的便捷性和安全性提供可靠保障。二者的有效结合首先应用在环境较为复杂的山区机场,随着其应用效果得以证实、技术的进一步发展,逐渐在航路、机场等环境中使用,并且取得相当好的运用效果[4]。在导航技术的不断发展中,PBN运行概念以及相关技术标准也逐渐被确定下来,并且全球都在大力推广PBN技术,且将其广泛运用在实际工作中,实现利用該技术优化无线电导航的目的,推动民航领域的发展。目前,我国的丽江、拉萨、延吉以及黄山等地已经使用PBN运用技术。该技术与传统无线电导航技术最大的区别就是,不再单一的依靠地面导航设备,而是对机载导航系统和人造卫星导航系统加以充分利用,提高导航的精确度,解决传统导航技术中很难解决的可靠性和覆盖性不足等问题,使民航即便是在地理环境极为复杂的山区等地也能够准确进行导航。在PBN运行技术背景下,飞机在空中的飞行可以不再受到航路的限制,而是能够根据需要自由飞行或是进行四维飞行,进而有效缩短飞行距离,是民航飞行更便捷。PBN技术是我国民航无线电导航系统发展的核心技术,对民航的机载设备、飞机运行、导航布局、机场建设等方面的发展产生重要影响,有利于提高民航的飞行安全、增加空中容量和流量、减少机场地面设施建设的投资、减少航班延误等现象,并且PBN技术还能够实现节能减排,在环境保护方面发挥积极作用。因此,在民航无线电导航的未来发展中,应积极推广并且使用PBN技术,争取早日普及该技术的使用,同时在PBN技术的基础上,研发科技含量更高的导航技术,优化民航无线电导航系统,促进民航领域的可持续发展[5]。
  4 结语
  从民航无线电导航的应用和其发展趋势来看,虽然现阶段的导航技术还存在不足,但是随着我国科学技术的进步,导航系统会进一步得到完善,在民航中的作用也会更加突出,能够促进民航的快速发展,进而促进我国经济、外交、交通运输以及国防等综合国力的发展。因此,在我国的民航发展中,应重视其导航系统的发展。
  参考文献
  [1] 沈建峰.超越通信的无线电导航[J].上海信息化,2013(11):79-81.
  [2] 柳郁.民航无线电干扰及测试研究[J].通讯世界,2016(5):283-284.
  [3] 杨乾.民航无线电通信干扰分析及防范此类干扰的对策建议[J].中国无线电,2015(11):31-32.
  [4] 李阔.基于数字中频的两种无线电导航激励源的设计与实现[J].科技视界,2012(10):59-60.
  [5] 路建华.民航无线电干扰原因分析及对策建议[J].中国无线电,2017(3):37-38.
  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
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