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解讀 | 《中國民航北斗衛星導航系統應用實施路線圖》

  日前,《中國民航北斗衛星導航系統應用實施路線圖》(以下簡稱《路線圖》)正式發布。作為北斗系統在中國民航應用的首條系統性實施路徑,《路線圖》的出臺對中國民航發展有何意義?又將如何影響全球衛星導航技術發展?針對各界關注的若干重要問題,記者專訪了民航局空管辦相關負責人。

  滿足需求

  助力民航強國建設

  記者:《路線圖》的出臺背景和意義是什么?

  答:《路線圖》的出臺主要鑒于導航系統國內外發展現狀。

  從國內發展情況看,民航與北斗互為所需。一方面,在行業發展上,民航需要北斗。黨的十九大明確提出,要建設交通強國和科技強國。民航是交通強國的重要組成部分,是科技強國的重要領域。推動北斗系統的民航應用,實現我國自主知識產權導航技術在中國民航落地生根,是民航行業高質量發展的有力保障,更是民航強國建設的重要技術支撐。另一方面,在系統推進上,北斗需要民航。作為國際化程度最高的行業,民航行業與北斗服務全球的目標和發展需求不謀而合,應當仁不讓率先做好應用工作,讓北斗服務全球的價值得到最大體現。

  從國際發展現狀看,隨著全球衛星導航系統(GNSS)的發展,現代空中航行系統正在從陸基導航向星基導航轉變。未來15年~30年是實現平穩過渡的關鍵時期。例如,美國“新一代航空運輸系統”(NextGen)、歐盟“單一歐洲天空”(SESAR)計劃均提出,到2025年實現基于衛星的導航,使全球無導航盲區。目前,中國北斗衛星導航系統和美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)、歐洲伽利略衛星導航系統(Galileo)是被國際民航組織(ICAO)認可的全球衛星導航系統。因此,在陸基導航向星基導航轉變的過程中,我們必須加快實現北斗系統在民航應用,推動國際民航衛星導航技術進步。

  記者:北斗衛星導航系統民航應用的目標是什么?

  答:眾所周知,衛星導航是未來民航運行的核心與關鍵。推動北斗衛星導航系統的民航應用,就是要構建以北斗系統為核心,其他星座兼容、互操作的雙頻多星座GNSS技術應用體系;按照“從易到難,從便攜到機載,從監視到導航,通用運輸統籌推進”的總體實施路徑,逐步實現北斗系統民航行業應用“全覆蓋、可替代”,為運輸、通用航空及無人駕駛航空器飛行提供精確完好、安全可靠的導航服務,為空中交通提供全空域監視服務。

  開放兼容

  “國產+全球”合作促發展

  記者:《路線圖》的出臺主要遵循哪些原則?

  答:《路線圖》的出臺遵循了開放合作、保障安全、穩健創新三個原則。

  在開放合作方面,要通過加強國際合作,增加中國民航在衛星導航領域的國際貢獻,形成以北斗為核心、兼容其他星座的雙頻多星座衛星應用體系,構建全球供應商競爭參與北斗系統民航應用新格局。

  在保障安全方面,要形成以北斗系統定位信息為核心的航空器追蹤、監視及導航能力,彌補傳統導航和監視方式的不足。近5年來,中國民航致力于全球航空器追蹤工作,讓每一架飛機“看得見、聽得見、管得住”。而覆蓋范圍廣、可靠性高的衛星就是解決航空器全球追蹤問題的一大利器。

  在穩健創新方面,既要加大創新力度,又要堅持實事求是的原則,避免浮夸、冒進。我們知道GPS的應用是在美國的主導下,在全球民航和航空工業界的共同努力下,經過20余年的攻關實現的。要使北斗盡快走完GPS歷經20年的航空應用之路,必須加大創新力度,增強核心競爭力,同時還要做到腳踏實地、穩步前進。

  記者:在當前全球四大衛星導航系統中,美國GPS占據較大的市場份額。如何看待北斗在全球民航導航中的競爭?

  答:的確,一說到導航,很多人會脫口而出“GPS”(全球定位系統)。美國GPS研發起步較早,系統運行較為成熟,具有一定的技術優勢。目前GPS系統已被納入國際民航組織標準,并為全球193個國家和38個地區提供民用航空衛星導航服務。但國際民航組織也提出,鑒于當前衛星導航系統只使用GPS這一單一星座,在全球衛星導航的功能和性能方面存在一定不足,需要其他衛星導航星座予以彌補,形成共同發展的新格局。

  合作無疑是全球衛星導航系統的發展趨勢。對全球空中航行來說,不能只依賴一個衛星導航系統,理想的情況是有多個系統可用。因此,在民航北斗應用中,我們非常強調開放合作的策略,也就是我們反復提到的“以北斗系統為核心,其他星座兼容、互操作的雙頻多星座GNSS技術應用體系”。

  一方面,我們積極推動北斗系統與其他三大系統的兼容和互操作,如在中歐、中美等雙邊合作框架下推進北斗與伽利略衛星導航系統、北斗與GPS系統在技術標準方面的研究,探索以北斗為核心、兼容其他星座的雙頻多星座導航系統應用。

  另一方面,我們立足于北斗短報文通信等技術特色,進入GPS等系統尚未覆蓋的增量市場。所有導航系統都有三項基本功能——定位、導航和授時,也就是告訴用戶當下的位置和時間,并提供引導。而北斗在此基礎上,還有一個獨門絕活:短報文通信功能(即使是在沙漠地區或者海洋地區也可以通過衛星實現地空雙向通信)。這一功能可以有效改善我國通用航空低空飛行服務,提升通航運行安全水平與效率,實現日常情況下的通航飛行動態服務,以及緊急情況下的遇險救援。

  分步實施

  通用運輸統籌推進

  記者:實現中國民航北斗衛星導航系統應用是一項長期的歷史任務,如何分步實施?

  答:應用是北斗系統建設的生命線。根據北斗系統的建設進度,結合民航發展現狀與需求,中國民航北斗衛星導航系統應用實施分為近期(2019年~2021年)、中期(2022年~ 2025年)和遠期(2026年~2035年)三個階段。

  近期目標是到2021年底,基本實現北斗系統通用航空低空空域定位及監視應用,完成北斗系統運輸航空器追蹤監控及授時應用典型示范,推動民航業高質量發展。

  中期目標是到2025年底,全面實現北斗系統通用航空定位、導航與監視應用,基本完成北斗星基增強系統運輸航空定位導航應用,全面推動北斗系統運輸航空導航及監視應用,實現大型無人機混合空域運行典型場景應用,積極支持“一帶一路”沿線國家民航應用北斗。

  遠期目標是到2035年底,構建以北斗系統為核心的,與GPS等其他星座兼容、互操作的雙頻多星座GNSS技術應用體系,逐步實現北斗系統民航行業應用“全覆蓋、可替代”,為運輸、通用航空及無人駕駛航空器飛行提供精確完好、安全可靠的導航服務,為空中交通提供全空域監視服務,全面升級民航安全水平、空域容量、運行效率和服務能力,為新時代民航強國發展提供強大技術支撐,進一步推動北斗全球民航應用。

  記者:《路徑圖》實施中的難點和重點是什么?

  答:實現北斗在通用航空和運輸航空的應用,既是難點也是重點。民航局確定了新時期“一二三三四”總體工作思路,其中“二”就是推動運輸航空與通用航空“兩翼齊飛”。這也要求我們在北斗民航應用中,始終貫徹落實“運輸通用統籌推進”的實施原則。

  在通用航空領域,由于通航飛機機載設備簡單,而且作業范圍廣、飛行高度低,我們無法使用傳統的技術手段對其飛行動態進行實時掌握,加之通航飛機一般在人煙稀少的山區、森林區作業或勘探,有時發生了飛行事故難以立刻發現。北斗衛星的使用能有效解決這一難題。比如去年9月,一架通航飛機在新疆和田山區失聯后,通過北斗短報文發送了定位信息。我們立刻得到了飛機的初步位置坐標,最終機組人員全部平安獲救??梢哉f,北斗在通航領域的應用不僅可以解決目前通用航空缺乏監視手段的問題,同時能極大提升通航安全水平和管理水平。根據《路線圖》,在2035年之前所有通用航空器均裝備兼容北斗的、具備北斗導航功能的機載多模式接收機。

  在運輸航空領域,由于GPS在國際上的技術優勢,目前星基導航使用的都是GPS信號。但從今年5月起,中南、華東、東北、西北等地區陸續有上百架次航班GPS信號異常,導致航班延誤或取消。為消除GPS單星座帶來的安全隱患,彌補傳統導航方式的不足,需要將北斗系統納入體系,實現多個星座互補。未來,我們將實施基于北斗定位和短報文通信的運輸航空器追蹤監控典型示范項目,并逐步完成所有運輸航空器加改裝北斗終端設備,實現所有運輸航空器使用北斗定位及多種通信技術手段實現自主知識產權追蹤監控,并在2035年之前使所有運輸航空器具備基于北斗的雙頻多星座導航功能。

  記者:北斗在國產商用飛機上是否有更大的應用空間?

  答:北斗衛星導航系統在國產飛機上的應用早有先例。2017年10月,北斗衛星導航系統實現在國產飛機ARJ21-700上的測試。這是北斗衛星導航系統第一次在運輸航空領域的測試應用,同時也是國產民機第一次使用國產導航系統。

  試飛成功的經驗告訴我們,要使北斗系統早日走出國門實現全球應用,必須從國產飛機入手,將北斗機載設備研制與國產飛機制造相結合,真正實現核心制造業、核心技術的自主可控。因此,在編制《路線圖》的時候,我們將國產商用飛機列為實施計劃目標中的一項單獨考慮。

  下一步,我們將對國產商用客機加改裝北斗導航接收機并進行驗證試飛,實現以北斗為核心、兼容其他導航系統的國產導航。未來,我國所有新交付的國產商用飛機都將裝配北斗導航系統,實現衛星導航技術完全自主可控。

  


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