GPS航空导航应用

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1、GPS航空导航应用　　尽管从纯技术革新和进步的意义上讲，第一代TRANSIT卫星导航系统开创了导航技术的新纪元。但TRANSIT并未在航空导航领域得到应用，卫星导航技术 真正用于航空导航可以说是始于GPS系统。70年代初期，当GPS计划正在酝酿和方案论证阶段，有人就提出用有限的GPS卫星和高度表组合实现飞机导航、 进场和起飞，并进行了大量的仿真研究。80年代初，即1983年，在当时仅有5颗 GPS卫星的情况下，ROCKWELL的商用飞机SABRELINER（军刀）就载着《航空周刊 和空间技术》的公正观测员和几名

2、客人，从美国的衣阿华州首航大西洋到达法国的巴黎，其导航系统使用一台单通道双频军用GPS接收机和一台单通道单频民用GPS接收机进行全程 GPS导航，中途有四次着陆主要是为了等待GPS卫星信号。这次GPS导航是成功的，但 FAA的官员对于利用GPS进行航空导航仍持保留态度和疑虑，这些疑虑主要表现在以下几方面：　　 选择可用性问题； 　　 5颗卫星覆盖的连续性和可用性问题； 　　 完善性问题； 　　 费用（包括用户系统价格和GPS收费）； 　　选择可用性影响GPS导航系统的精度、完善性、可用性和服务连续性，影响GPS

3、用于航空导航可靠性和航行安全，而用户GPS导航系统和设备的价格以及GPS的收费标准直接关系到 用户的承受能力。　　80年代后期年代初，GPS用户设备价格逐年下降，体积也越来越小；各种增强技术，差分技术和组合技术日趋成熟，GLONASS也完全安装并投入使用，这些都为GPS在航空导航中的应用 带来了广阔的前景。　　可以预见：GPS将使全球无间隙导航和监视成为可能，这将是航空导航史上的一次划时代的 革命。　　今天，GPS在航空导航中的应用可谓无孔不入，如果按航路类型或飞机阶段划分，则涉及到：　　 洋区空域航路 　　 

4、内陆空域航路 　　 终端区导引 　　 进场/着陆 　　 机场场面监视和管理 　　 特殊区域导航，如农业、林业等。 　　在不同的航路段及不同的应用场合，对导航系统的精度、完善性、可用性、服务连续性 的要求不尽相同，但都要保证飞机飞行安全和有效利用空域。　　按照机载导航系统的功能划分，GPS在航空导航中的应用以下几个方面：2.1 航路导航　　航路主要指洋区和大陆空域航路。各种研究和实验已经证明，GPS和一种 称之为接收机自主完善性监测（RAIM）的技术能满足洋区航路对GPS的导航精度、完善性 和可用性的要求，而且精

5、度也能满足大陆空域航路的要求。GPS和广域增强系统也能满足大陆空域航路 精度、完善性和可用性的要求。GPS的精度远优于现有任何航路用导航系统，这种精度的提高 和连续性服务的改善有助于有效利用空域，实现最佳的空域划分和管理、空中交通流量 管理以及飞行路径管理，为空中运输服务开辟了广阔的应用前景，同时也降低了营运成本， 保证了空中交通管制的灵活性。　　GPS的全球、全天候、无误差积累的特点，更是中、远程航线上目前最好的导航系统。 按照国际民航组织的部署，GPS将逐渐替代现有的其他无线电导航系统。GPS不依赖于 地面

6、设备、可与机载计算机等其他设备一起进行航路规划和航路突防，为军用飞机的导航 增加了许多灵活性。2.2 进场/着陆　　包括非精密进场/着陆、CAT-1、2、3类精密进场/着陆。GPS及其广域增强系统完全 满足非精密进场/着陆对清度、完善性和可用性的要求；再用局域伪距差分技术/系统增强，能满足CAT-1、2类精密进场的要求。目前实验表明，采用载波相位差分技术，精度可达到 CAI-3b类的要求。可以肯定，各种增强和组合系统（如LAAS、WAAS、INS等）与GPS将成为进场/ 着陆的主要手段，仪表着陆将最终被取代。由

7、于GPS着陆系统设备简单、无需复杂的地面支持 系统，它将适合于任何机场，包括私人机场和山区机场。理论上，GPS着陆系统可以引导 飞机沿着任意一条飞行剖面和进场路径着陆，这就增强了各种机场着陆的灵活性和盲降能力。 2.3 场面监视和管理　　包括终端飞行管理和机场场面监视/管理。场面监视和管理的目的就是 要减少起飞和进场滞留时间，监视和调度机场的飞机、车辆和人员，最大效率地利用终端 空间和机场，以保证飞行安全。GPS、数字地图和数字通信链为开发先进的场面导航、通信和 监视系统提供了全新的技术，可以确信基于GPS/数

8、字地图的场面监视和管理将为机场带来很大 效益。2.4 航路监视　　目前的监视是一种非相关监视系统，主要是利用各种雷达系统，可以和机载 导航系统互成备份。但这种监视系统地面和机载设备复杂、价格高、监视精度随距离而 变化，作用距离有限，不可能实现全球覆盖和全球无间隙监视。GPS和航空移动卫星系统的出现 ，将改变这种传统的监视方法，机载GPS导航系统通过通信自动报告自己的位置这种"自动 相关