民航局空管办解读《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》

        日前,《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》(以下简称《路线图》)正式发布。作为北斗系统在中国民航应用的首条系统性实施路径,《路线图》的出台对中国民航发展有何意义?又将如何影响全球卫星导航技术发展?针对各界关注的若干重要问题,记者专访了民航局空管办相关负责人。

  满足需求

  助力民航强国建设

记者:《路线图》的出台背景和意义是什么?

答:《路线图》的出台主要鉴于导航系统国内外发展现状。

从国内发展情况看,民航与北斗互为所需。一方面,在行业发展上,民航需要北斗。党的十九大明确提出,要建设交通强国和科技强国。民航是交通强国的重要组成部分,是科技强国的重要领域。推动北斗系统的民航应用,实现我国自主知识产权导航技术在中国民航落地生根,是民航行业高质量发展的有力保障,更是民航强国建设的重要技术支撑。另一方面,在系统推进上,北斗需要民航。作为国际化程度最高的行业,民航行业与北斗服务全球的目标和发展需求不谋而合,应当仁不让率先做好应用工作,让北斗服务全球的价值得到最大体现。

从国际发展现状看,随着全球卫星导航系统(GNSS)的发展,现代空中航行系统正在从陆基导航向星基导航转变。未来15年~30年是实现平稳过渡的关键时期。例如,美国“新一代航空运输系统”(NextGen)、欧盟“单一欧洲天空”(SESAR)计划均提出,到2025年实现基于卫星的导航,使全球无导航盲区。目前,中国北斗卫星导航系统和美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星导航系统(Galileo)是被国际民航组织(ICAO)认可的全球卫星导航系统。因此,在陆基导航向星基导航转变的过程中,我们必须加快实现北斗系统在民航应用,推动国际民航卫星导航技术进步。

记者:北斗卫星导航系统民航应用的目标是什么?

答:众所周知,卫星导航是未来民航运行的核心与关键。推动北斗卫星导航系统的民航应用,就是要构建以北斗系统为核心,其他星座兼容、互操作的双频多星座GNSS技术应用体系;按照“从易到难,从便携到机载,从监视到导航,通用运输统筹推进”的总体实施路径,逐步实现北斗系统民航行业应用“全覆盖、可替代”,为运输、通用航空及无人驾驶航空器飞行提供精确完好、安全可靠的导航服务,为空中交通提供全空域监视服务。

开放兼容

  “国产+全球”合作促发展

记者:《路线图》的出台主要遵循哪些原则?

答:《路线图》的出台遵循了开放合作、保障安全、稳健创新三个原则。

在开放合作方面,要通过加强国际合作,增加中国民航在卫星导航领域的国际贡献,形成以北斗为核心、兼容其他星座的双频多星座卫星应用体系,构建全球供应商竞争参与北斗系统民航应用新格局。

在保障安全方面,要形成以北斗系统定位信息为核心的航空器追踪、监视及导航能力,弥补传统导航和监视方式的不足。近5年来,中国民航致力于全球航空器追踪工作,让每一架飞机“看得见、听得见、管得住”。而覆盖范围广、可靠性高的卫星就是解决航空器全球追踪问题的一大利器。

在稳健创新方面,既要加大创新力度,又要坚持实事求是的原则,避免浮夸、冒进。我们知道GPS的应用是在美国的主导下,在全球民航和航空工业界的共同努力下,经过20余年的攻关实现的。要使北斗尽快走完GPS历经20年的航空应用之路,必须加大创新力度,增强核心竞争力,同时还要做到脚踏实地、稳步前进。

记者:在当前全球四大卫星导航系统中,美国GPS占据较大的市场份额。如何看待北斗在全球民航导航中的竞争?

答:的确,一说到导航,很多人会脱口而出“GPS”(全球定位系统)。美国GPS研发起步较早,系统运行较为成熟,具有一定的技术优势。目前GPS系统已被纳入国际民航组织标准,并为全球193个国家和38个地区提供民用航空卫星导航服务。但国际民航组织也提出,鉴于当前卫星导航系统只使用GPS这一单一星座,在全球卫星导航的功能和性能方面存在一定不足,需要其他卫星导航星座予以弥补,形成共同发展的新格局。

合作无疑是全球卫星导航系统的发展趋势。对全球空中航行来说,不能只依赖一个卫星导航系统,理想的情况是有多个系统可用。因此,在民航北斗应用中,我们非常强调开放合作的策略,也就是我们反复提到的“以北斗系统为核心,其他星座兼容、互操作的双频多星座GNSS技术应用体系”。

一方面,我们积极推动北斗系统与其他三大系统的兼容和互操作,如在中欧、中美等双边合作框架下推进北斗与伽利略卫星导航系统、北斗与GPS系统在技术标准方面的研究,探索以北斗为核心、兼容其他星座的双频多星座导航系统应用。

另一方面,我们立足于北斗短报文通信等技术特色,进入GPS等系统尚未覆盖的增量市场。所有导航系统都有三项基本功能——定位、导航和授时,也就是告诉用户当下的位置和时间,并提供引导。而北斗在此基础上,还有一个独门绝活:短报文通信功能(即使是在沙漠地区或者海洋地区也可以通过卫星实现地空双向通信)。这一功能可以有效改善我国通用航空低空飞行服务,提升通航运行安全水平与效率,实现日常情况下的通航飞行动态服务,以及紧急情况下的遇险救援。

分步实施

  通用运输统筹推进

记者:实现中国民航北斗卫星导航系统应用是一项长期的历史任务,如何分步实施?

答:应用是北斗系统建设的生命线。根据北斗系统的建设进度,结合民航发展现状与需求,中国民航北斗卫星导航系统应用实施分为近期(2019年~2021年)、中期(2022年~ 2025年)和远期(2026年~2035年)三个阶段。

近期目标是到2021年底,基本实现北斗系统通用航空低空空域定位及监视应用,完成北斗系统运输航空器追踪监控及授时应用典型示范,推动民航业高质量发展。

中期目标是到2025年底,全面实现北斗系统通用航空定位、导航与监视应用,基本完成北斗星基增强系统运输航空定位导航应用,全面推动北斗系统运输航空导航及监视应用,实现大型无人机混合空域运行典型场景应用,积极支持“一带一路”沿线国家民航应用北斗。

远期目标是到2035年底,构建以北斗系统为核心的,与GPS等其他星座兼容、互操作的双频多星座GNSS技术应用体系,逐步实现北斗系统民航行业应用“全覆盖、可替代”,为运输、通用航空及无人驾驶航空器飞行提供精确完好、安全可靠的导航服务,为空中交通提供全空域监视服务,全面升级民航安全水平、空域容量、运行效率和服务能力,为新时代民航强国发展提供强大技术支撑,进一步推动北斗全球民航应用。

记者:《路径图》实施中的难点和重点是什么?

答:实现北斗在通用航空和运输航空的应用,既是难点也是重点。民航局确定了新时期“一二三三四”总体工作思路,其中“二”就是推动运输航空与通用航空“两翼齐飞”。这也要求我们在北斗民航应用中,始终贯彻落实“运输通用统筹推进”的实施原则。

在通用航空领域,由于通航飞机机载设备简单,而且作业范围广、飞行高度低,我们无法使用传统的技术手段对其飞行动态进行实时掌握,加之通航飞机一般在人烟稀少的山区、森林区作业或勘探,有时发生了飞行事故难以立刻发现。北斗卫星的使用能有效解决这一难题。比如去年9月,一架通航飞机在新疆和田山区失联后,通过北斗短报文发送了定位信息。我们立刻得到了飞机的初步位置坐标,最终机组人员全部平安获救。可以说,北斗在通航领域的应用不仅可以解决目前通用航空缺乏监视手段的问题,同时能极大提升通航安全水平和管理水平。根据《路线图》,在2035年之前所有通用航空器均装备兼容北斗的、具备北斗导航功能的机载多模式接收机。

在运输航空领域,由于GPS在国际上的技术优势,目前星基导航使用的都是GPS信号。但从今年5月起,中南、华东、东北、西北等地区陆续有上百架次航班GPS信号异常,导致航班延误或取消。为消除GPS单星座带来的安全隐患,弥补传统导航方式的不足,需要将北斗系统纳入体系,实现多个星座互补。未来,我们将实施基于北斗定位和短报文通信的运输航空器追踪监控典型示范项目,并逐步完成所有运输航空器加改装北斗终端设备,实现所有运输航空器使用北斗定位及多种通信技术手段实现自主知识产权追踪监控,并在2035年之前使所有运输航空器具备基于北斗的双频多星座导航功能。

记者:北斗在国产商用飞机上是否有更大的应用空间?

答:北斗卫星导航系统在国产飞机上的应用早有先例。2017年10月,北斗卫星导航系统实现在国产飞机ARJ21-700上的测试。这是北斗卫星导航系统第一次在运输航空领域的测试应用,同时也是国产民机第一次使用国产导航系统。

试飞成功的经验告诉我们,要使北斗系统早日走出国门实现全球应用,必须从国产飞机入手,将北斗机载设备研制与国产飞机制造相结合,真正实现核心制造业、核心技术的自主可控。因此,在编制《路线图》的时候,我们将国产商用飞机列为实施计划目标中的一项单独考虑。

下一步,我们将对国产商用客机加改装北斗导航接收机并进行验证试飞,实现以北斗为核心、兼容其他导航系统的国产导航。未来,我国所有新交付的国产商用飞机都将装配北斗导航系统,实现卫星导航技术完全自主可控。

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