您当前的位置:首页 > GNSS > GNSS

GNSS的交通运输和物流管理应用——航空应用

添加时间:2018-05-18 18:59:52 来源:《北斗与GNSS系统概述》
  世界各地的航空业与飞行人员,均利用GNSS来提高飞行安全和效率。由于它的精确性、连续性和全球化性能,GNSS可以提供完美的卫星定位导航授时服务,满足航空用户的多种多样的要求。以天基定位和导航为依托,可以在航空飞行的所有阶段确定飞行体的三维位置,从起飞、飞行和降落,一直到机场的地面导航都能够发挥积极作用。
 
  运用区域导航概念的趋势说明,GNSS担当了,并将担当更加重要的角色。区域导航允许飞机在用户选择的路线上,从一个确定点飞到另一确定点,而这些确定点并不需要地面基础设施的参照。一些有效程序已经被扩展到航空飞行的各个阶段,均可以利用GNSS及其增强服务。在飞行区域内没有适当的地面导航帮助或监控设备时更是如此。
 
  由GNSS创造出新的和更有效率的空中路线,正在不断地扩展。从而,节省了大量时间和金钱。许多时候,在数据匮乏的区域(例如海洋上空)的飞行,GNSS提供的数据可以安全地减少飞机之间的距离,使更多的飞机选择他们喜欢的和有效率的航线,以节省时间和燃料并增加货运收入。
 
  利用GNSS能够明显增加运作利益和机场降落的安全,这种变革正在实施,甚至在没有传统地面服务的偏远地区也在实施。在世界上有些地区,卫星信号或被增强,或为适应特殊航空需要而得到改善,比如在低能见度条件下实现安全降落。在那些情况下,甚至还可以有更精确的操作。
 
  对航空界来说,GNSS正在被不断地完善和现代化。尤其是正在进行的民用现代化过程中的一个主要组成部分是增加了多个新信号。这些信号不仅是对现有民用服务的补充,而且是明显的增强。如GPS L2信号,是为一般的非安全或危急用途使用的。而L5信号将由国际社会提供保护,用于航空导航。这一增加生命安全的民用信号,将使GNSS提供兼容互操作,能够对许多航空应用提供更可靠的导航服务。
 
  与生命安全密切相关的L5信号,其带来的利益将远大于现有的卫星导航服务。这个信号通过与其它信号的组合使用,构成双频航空电子设备,能够在全世界提供更多的仪表着落机会。双频的意义是由同时使用双重信号来显着减少电离层干扰所产生的信号误差。这将增强整个系统,包括提高精度、可用性和完好性,并且可以在对地面设施减少投资或没有投资的情况下获得准确着陆的功能。
 
  依靠GNSS,将其作为今天和明天的空中交通管理系统的基础,是许多国家航空发展计划的重要组成部分。那些正在利用GNSS的航空当局已经看到了和记录了飞行空间用户和服务提供者所节省的航行时间、工作量和运行成本。GNSS还是许多其他航空系统的一个关键组成部分, 例如增强的地面进近警告系统(EGPWS),就已经被证明可以成功地减少受控制飞行撞击地面的危险性,而这是造成很多飞机失事的主要原因。
 
  GNSS为航空业带来非常明显的益处,它们主要包括:在全球范围内为航行所有阶段提供连续的、可靠的和精确的定位信息,供所有人免费享用;为航行空间服务提供者和用户提供安全、灵活和节省燃料的航线;GNSS的全面使用,有可能终止和削减昂贵的地面导航设施、系统和服务;由于对天空中飞行情势的了解,显着增加了地面移动操作中的安全性;由于最小间隔距离的缩减和更有效的航空交通管理,航空能力得到提高,因而航班延误、特别是在恶劣天气条件下的延误可以减少;增加生命安全的性能,比如EGPWS。
 
  国际民航组织(ICAO)历来提倡用卫星导航作为全球单一的导航手段来实现飞机所有的飞行阶段的导航,这是一个很困难的任务,也是一个很漫长的实施过程。单一的星座不足以担此重任,必须建立增强系统,以及构作新的星座,并列出了GNSS计划,还划分为两个阶段GNSS1和GNSS2,希望完成增强和新建两项任务。增强可以从两方面实现,一是利用星基设备的星基增强系统(SBAS),或者称为广域增强系统(如美国的WAAS,欧洲的EGNOS,中国的CWAAS,俄罗斯的SDCM,日本的MSAS,印度的GAGAN),二是利用地基的地基增强系统(GBAS),或者称为局域增强系统(LAAS)。欧洲的Galileo、中国的BDS和俄罗斯的格洛纳斯系统,形成更加完备的全球导航星座,它们与GPS配合起来,可以大大提高导航卫星的可用性,使单一的GPS市区可用性从55%提高到GNSS共用时的95%以上。
 
  国际上利用卫星导航系统来改造原先的空中交通控制系统,以建立新航行系统,以期用差分GNSS技术建立星基增强系统(SBAS)逐步代替原先的微波着陆/仪表着陆系统,美国的WAAS系统计划在2003年下半年运营,地面改正数据可以通过静地卫星转发给飞机。WAAS一开始就能使GPS三维定位精度提高到7m左右,经进一步改进后甚至能达到1m精度,可满足I类精密进近的要求。除了提高精度外,WAAS也能提高可用性和完善性监测,因为静地卫星提供了又一个额外的导航空间信号和整个星座的完善性信息。
 
  局域增强系统(LAAS)与WAAS不一样,它是在机场附近半径为五十公里的范围内广播DGPS改正与相关信息。I类着陆要求有两个GPS参考接收机,II类和III类着陆则分别要求有三个和四个接收机。此时的DGPS系统运用的是载波平滑码技术。LAAS好处甚多,它可通过增加精密进近能力改进安全性,增加机场运作容量,改进调度的灵活性,单系统复盖多跑道,支持机场地面运作,帮助飞行员自动工作。还可以实现精密的跑道监测,并促进航空电子的完善和进步。
 
  GNSS使得全球无缝导航和监视成为可能,将迎来航空导航历史上的一次划时代的革命。卫星导航可以在航空路线的全过程发挥作用,其中包括越洋空域航路、陆上空域航路、进近着陆、终端区域导引、机场地面监视和管理,以及特殊区域导航,如农业和林业等应用。
 
  GNSS的航空应用还包括:飞机的航路监视,飞机试验和测试,航空测量,和特种飞机应用。飞机的航路监视,是利用自动相关监视系统(ADS)能够使得飞行员和航空管制人员实现双向数据传输和语音通话,能够对于飞行中的飞机,其上下左右前后的空中飞行器了如指掌,充分保证了飞行的安全性和灵活性,大大减轻了工作人员的负担。飞机试验和测试,是在新机型、新机载设备、机载武器系统或地面服务系统设计、定型、测试过程中,常常以GPS测量系统得到的飞行状态参数为基准使得飞行试验、数据处理和飞行测试变得简单可行,也大大节省费用开支。航空测量,除了一般要求进行飞机导航外,还用于为航测飞机提供记载观测量的时间和位置,实现信息交换、数据记录和数据的后处理。所谓的特种飞机应用??饕?糜诤娇漳附⑸戏苫?沤ⅰ⑵鸱傻家??鄙??鸾档家?⒕?没?喽印⑼环馈⒖罩屑佑停?涂罩兴阉骶仍?取?
图文推荐
热门阅读
Top