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衛(wèi)星導(dǎo)航我們的日常生活中早已被廣泛使用。無論是我們熟悉的手機(jī)里各種地圖APP的導(dǎo)航功能，還是我們不那么熟悉的電網(wǎng)、金融等領(lǐng)域的精準(zhǔn)授時服務(wù)，背后都是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在發(fā)揮關(guān)鍵作用。在民航，衛(wèi)星導(dǎo)航同樣使用廣泛，是至關(guān)重要的核心技術(shù)，飛機(jī)從起飛到降落的全過程都可能會用到衛(wèi)星導(dǎo)航。

GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）是民航PBN技術(shù)的主要導(dǎo)航設(shè)施，理論上它包括美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（GALILEO）和我國的“北斗”系統(tǒng)。但截止目前，美國的GPS是唯一一個在飛行所有階段得到實際應(yīng)用的GNSS，全球絕大多數(shù)民航飛機(jī)選擇GPS作為機(jī)載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主用導(dǎo)航源。

2020年6月23日，隨著第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成全部組網(wǎng)星座發(fā)射任務(wù)，正式建成，可以為全球用戶提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)！隨著時間的推移，美國GPS壟斷民航GNSS的現(xiàn)狀有望被改變。我們簽派員作為航空公司的大腦，擔(dān)負(fù)著航班運(yùn)行指揮與決策的千鈞重?fù)?dān)，及時了解北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其在民航中的應(yīng)用，對我們今后的工作大有裨益。

1.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)勢

了解北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并知曉它的優(yōu)勢，可以從我們簽派員日常工作說起。在某些航班簽派放行過程中，會涉及到RAIM預(yù)測評估，當(dāng)RAIM預(yù)測出現(xiàn)空洞超過5分鐘，可能會影響到這些航班的簽派放行決策。而所謂的RAIM預(yù)測，即特定時間特定區(qū)域幾何構(gòu)型合適的可見導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)量，和導(dǎo)航衛(wèi)星的星座密切相關(guān)。

我國目前建成的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗3號采用了3種軌道衛(wèi)星組成的混合星座。截止2021年由30顆衛(wèi)星組成。包括3顆地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO衛(wèi)星）、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（IGSO衛(wèi)星）和24顆中圓地球軌道衛(wèi)星（MEO衛(wèi)星）。如下圖：

要知道美國的GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（GALILEO）的星座截止2021年都只有單一的中圓地球軌道衛(wèi)星（MEO衛(wèi)星），只有我們中國的北斗是3種軌道的混合星座！

這樣做優(yōu)勢很多，但和我們航空公司運(yùn)控簽派聯(lián)系最緊密的優(yōu)勢在下面這張圖：

世界大部分地區(qū)特別是亞太地區(qū)可見北斗衛(wèi)星數(shù)量在14-16顆！這就是說假如以后我們的民航客機(jī)采用北斗導(dǎo)航，那理論上我們簽派員放行前就不用去計較所謂的RAIM預(yù)測了，因為可見衛(wèi)星數(shù)量足夠，RAIM功能肯定沒問題！

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第二個優(yōu)勢同樣可以從我們簽派員的日常工作出發(fā)來看。大家在工作中放行國際航班有時可能會碰到所謂的LPV進(jìn)近，英文全稱是Localizer Performance with Vertical Guidance，即帶垂直引導(dǎo)的航向信標(biāo)性能，其實就是帶廣域增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS的GPS進(jìn)近，水平引導(dǎo)精度能夠達(dá)到I類精密進(jìn)近水平。

要實現(xiàn)LPV進(jìn)近的關(guān)鍵就是廣域增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS。我們的北斗建成之初就自帶能夠?qū)崿F(xiàn)廣域增強(qiáng)功能的星基增強(qiáng)系統(tǒng)SABS，主要通過3顆地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO衛(wèi)星）和混合星座實現(xiàn)。也就是說以后我們的飛機(jī)要通過北斗實現(xiàn)LPV進(jìn)近會更加的方便，不需要再發(fā)射額外的衛(wèi)星了。如果再通過建設(shè)兼容北斗的地基增強(qiáng)系統(tǒng)GBAS，II類和III類精密進(jìn)近也是可以實現(xiàn)的。

第三個優(yōu)勢就在于自主可控。美國GPS系統(tǒng)是由美國空軍掌握的，在2000年取消了SA干擾以后才可以供民航使用，SA干擾可以極大降低GPS定位精度。既然能取消，也就是說如果需要，隨時能恢復(fù)。事實上可能恢復(fù)都不需要，因為現(xiàn)在美國的技術(shù)可以直接關(guān)掉某個特定區(qū)域的GPS導(dǎo)航，這種情況在國際上已經(jīng)出現(xiàn)過了。這無疑會對衛(wèi)星導(dǎo)航依賴單一GPS導(dǎo)航的使用方帶來不可接受的風(fēng)險。所以衛(wèi)星導(dǎo)航這種大國重器必須自主可控。我國目前的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗3號所有元器件100%國產(chǎn)，包括衛(wèi)星導(dǎo)航最最核心的氫原子和銣原子鐘都是完全由我國科學(xué)家自主研發(fā)的，所以自主可控毫無疑問是我們北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢之一。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)然還有很多其他優(yōu)勢，比如全球短報文通信，精密單點定位等等，由于與我們簽派員工作聯(lián)系沒有上面3種優(yōu)勢緊密，就不再單獨介紹。接下來我們來看看北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民航中的應(yīng)用計劃。

2.民航應(yīng)用

2019年，中國民航局發(fā)布了《中國民航北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用實施路線圖》。按照路線圖的安排，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的民航應(yīng)用分為近期（2019-2021年）、中期（2022-2025年）和遠(yuǎn)期（2026-2035年）三個階段，涉及到大量國際標(biāo)準(zhǔn)制定、法規(guī)體系建立、運(yùn)行能力建設(shè)、機(jī)隊加改裝等工作，是一項龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。我們簽派員最關(guān)心的無疑是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航會怎樣融入我們的日常工作呢？

首先就是航空器追蹤與監(jiān)控。根據(jù)路線圖規(guī)劃，我們的飛機(jī)會逐步完成北斗終端設(shè)備的加改裝，逐步實現(xiàn)基于北斗定位的追蹤和監(jiān)控。以后大家上班時監(jiān)控屏幕上一架架飛機(jī)飛行軌跡的ADS-B位置信息可能就是來源于我們的北斗衛(wèi)星哦，大家看到他們，想到浩瀚太空中一顆顆中國人自己制造的北斗衛(wèi)星正精準(zhǔn)定位我們的航班，會不會有一種親切感？

如果一切順利的話，2025年起進(jìn)入航空公司的新飛機(jī)的MMR（多模式接收機(jī)）會兼容北斗系統(tǒng)與北斗星基增強(qiáng)SABS系統(tǒng)，這是實現(xiàn)基于北斗導(dǎo)航精密進(jìn)近的第一步。這里我們需要注意的是，應(yīng)用北斗并不代表不使用GPS等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)了。事實上北斗系統(tǒng)自建立之初就注重全球合作，北斗的B1C與B2a信號與美國的GPS L1C和L5、歐洲的Galileo E1和E5信號兼容，這就是說這3種導(dǎo)航信號我們2025年后的新飛機(jī)的MMR都是可以接收的。在我們飛機(jī)改變的同時，兼容北斗系統(tǒng)的雙頻多星座地基增強(qiáng)系統(tǒng)（DFMCGBAS）地面站也會在國內(nèi)的機(jī)場開始建設(shè)，我們離使用北斗精密進(jìn)近的目標(biāo)愈來愈近。

到2035年左右，我們所有的飛機(jī)均裝備兼容北斗的機(jī)載多模式接收機(jī)MMR，具備北斗導(dǎo)航功能。實現(xiàn)以北斗為核心的多模GNSS作為PBN、ADS-B運(yùn)行的主要導(dǎo)航源。并且通過北斗為主用或輔助導(dǎo)航源實現(xiàn)機(jī)場I類精密進(jìn)近運(yùn)行。到時我們簽派放行的飛機(jī)就會有中國人自己制造的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位指引，想想都是一件讓人激動的事。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航還有很多值得一提的功能與優(yōu)勢，在民航中的應(yīng)用也會逐漸加速，融入我們的工作，讓我們一起期待中國的北斗照耀世界！