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每周观察:民航善用北斗 将引领卫星导航发展

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  我國是世界上天文學發展最早的國家之一,對北鬥星的觀察早有記錄。北鬥七星的鬥口永遠向著北極星,古代智慧的中國人早已發現這一規律,在茫茫夜色中利用北鬥辨別方向。而如今,北鬥又有了新的內涵,以其命名的具有完全自主知識産權的中國北鬥導航衛星系統(BDS),已成爲繼美國GPS、俄羅斯GLONASS後投入實用的第三個全球導航衛星系統。北鬥除具備前兩個系統的定位功能外,還額外提供了最多120個漢字的短報文雙向通信功能,可以較好地滿足緊急情況下的聯系需求。北鬥系統已成爲中華民族的驕傲,“自主創新、團結協作、攻堅克難、追求卓越”的北鬥精神已成爲迎接挑戰、戰勝艱難險阻的不二法寶。

  基于當時我們國家的財力物力有限,爲了較低的成本滿足定位需求,1983年,我國著名的航天專家陳芳允院士提出了雙星定位方案,2000年我國建成了北鬥試驗系統。在此基礎上,進一步提升精度和可用性,到2012年逐步發展成爲覆蓋我國和東南亞地區的北鬥導航衛星系統區域系統。之後,北鬥全面提升綜合性能,預計2020年建成北鬥衛星導航系統全球系統並可提供全球服務。目前,北鬥系統在遠洋漁業和公路客運等方面得到了較好的應用,但在交通運輸的高端行業——民用航空領域卻鮮有應用,這一狀況成了北鬥人的遺憾,民航人的“心病”。

  事實上,中國民航很早就開始關注北鬥,也投入了不少人力和財力進行應用研究,但結果是理論偏多,適用不足,效果並不理想。究其原因,可能是對北鬥應用的規律把握不夠。其實,北鬥在民航的使用是一個系統工程,不能“爲用而用”,而應遵循“適用第一,理論配合,先易後難,穩步推進”的原則,在充分發揮北鬥的功能解決現實困難的基礎上,用效益引領其發展。

  今年6月26日,民航局在西安組織召開了北鬥民航應用研討會,確定率先在通用航空領域推廣北鬥導航衛星系統的應用,以通用航空爲試點開展數據收集和經驗積累,然後逐步推廣至運輸航空領域。這個策略無疑是非常正確的,是“先易後難,穩步推進”的具體體現。那麽,這一策略如何才能得到真正的實現呢?

  首先,應在通用航空領域率先使用北鬥系統。一般來說,通用航空飛機設備比較簡陋,缺乏有效的導航、通信及監視手段,急需一套低成本的導航、通信及監視機載系統來解決這一問題,而北鬥恰好切合了這些條件。另外,通用飛機適航要求相當較低,在飛機上搭載北鬥設備易于通過批准。目前,北鬥系統已具備區域服務功能,在活動範圍不大的通用航空上使用北鬥,可謂“生正逢時”。可考慮在通用飛機上加裝不與飛機機載系統交聯的獨立平板系統和天線,用于定位、導航和短信息發送。這一想法的實現還需要設計、生産專用的芯片,編制專用軟件,需要有相關研發能力的單位與民航合作,爲通用航空飛行編制類似汽車使用的導航地圖。另外,民航在通用飛機應用北鬥的過程中,應進一步做好數據的收集和分析工作。

  在通用航空領域積累了一定經驗的基礎上,可以考慮再將北鬥系統應用到國産飛機上,與飛機的其他系統實現交聯。再進一步,可考慮要求波音、空客等飛機的機載導航系統引入北鬥導航功能,與GPS等其他傳感器組合,以提高導航性能。從飛機導航系統的發展趨勢來看,未來將越來越多地依靠衛星導航,按照“失效——安全”准則,飛機上引入另外一套獨立的衛星導航信號源(如北鬥信號)至關重要。因此,飛機航電制造廠商引接北鬥信號源、集成北鬥系統相應功能,將會有廣闊的前景。

  航電設備是飛機的大腦和神經,也是我國北鬥衛星系統充分應用的關鍵。我國航電設備設計和生産制造廠家要勇敢地站出來,積極履行自己的使命,開展相應的工作,在通用航空領域實現全面突破,積極參與國際競爭,最終很好地應用于大型客用飛機上。

  北鬥系統是我國建設的重大空間信息基礎設施,也是國家經濟發展和國家安全的重要支撐。北鬥的導航定位和短報文功能的聯合使用,可實現對飛機的實時跟蹤,將來還可以開發出更多的應用。北鬥的一些獨特功能,不但爲我國所需要,也是其他國家所需要的。可以預計,如果北鬥按照上述原則,在民航逐步得到廣泛的應用,其前景非常光明。在不久的將來,北鬥有望引領全球衛星導航的發展。


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