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3.3 航空无线电导航业务

3.3.1 航空无线电导航业务简介

航空无线电导航业务(Aeronautical Radionavigation Service)是指有利于航空器飞行和航空器安全运行的无线电导航业务。《中华人民共和国无线电频率划分规定》(2023年)为航空无线电导航业务划分了52个频段,其中,主要业务46个频段,次要业务6个频段,如表3.1所示。每个频段采用“频段[次]”“(频段脚注)”和“[业务脚注]”编码,表中,“频段[次]”字段表示次要业务,“频段”表示主要业务;“(频段脚注)”和“[业务脚注]”字段有脚注标记则写在括号内,无脚注标记则缺省,脚注解释请查阅《中华人民共和国无线电频率划分规定》。例如,表3.1中4200~4400MHz频段脚注和业务脚注分别为(5.437,5.440)和[5.438],业务脚注5.438定义为“航空无线电导航业务使用4200~4400MHz频段,专供安装在航空器上的无线电高度表和在地面上的有关应答器使用”。

表3.1 航空无线电导航业务频段划分

航空无线电导航业务常见的应用系统包括无线电高度表 [3] 、仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)、全向信标台(VHF Omnidirectional Radio Range,VOR)和广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)系统等 [4][5] 。无线电高度表是用来测量飞机到地面垂直距离的机载无线电设备,是重要的飞行器仪表之一。ILS为正在着陆过程中的航空器提供航道、下滑道和距离引导信息,从而使航空器能安全地降落到地面跑道上。VOR包括机场全向信标台和航线全向信标台,用于引导飞机沿预定的航线飞行、归航和进场着陆。ADS-B系统是基于全球卫星定位系统GPS数据链通信的一种航空器运行监视技术,该技术起源于欧洲,2015年《中国民用航空ADS-B实施规划》要求 [6] ,2025年年底所有航线运营的航空器应具备ADS-B功能。

3.3.2 ADS-B系统

ADS-B是国际民航组织确定的主要空中交通监视技术,该技术能有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力,提升航空公司的运行控制能力,扩大监视覆盖范围,提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。中国民航ADS-B运行体系如图3.4所示,图中装载于飞行器上的ADS-B机载设备通过接收卫星GPS和其他GNSS信号获得飞行器自身的水平位置数据,并将这些数据与无线电高度表等机载传感器收集的数据进行融合和编码,然后通过ADS-B机载设备不间断地进行广播,地面ADS-B(OUT)接收机接收(1090MHz)这些广播信息,再通过地面网络传输给飞行服务处理中心,最后飞行服务处理中心将这些信息进行处理并用于空中交通监视。同时,其他飞行器上的ADS-B(IN)机载设备也可以相互传递数据信息。

中国民用航空局要求 [6] :中国民航大力推进监视系统技术变革,努力构建天、空、地一体化ADS-B运行体系,积极推动ADS-B建设与运行,到2017年年底,基本完成ADS-B地面设施布局,开始初始运行;到2020年年底,全面完成机载设备加改装和地面ADS-B网络建设,构建完善的民航ADS-B运行监视体系和信息服务体系,为空中交通提供全空域监视手段,为航空企业全面提供ADS-B信息服务;到2025年年底,根据ADS-B运行和实施的经验,不断完善ADS-B地面设施和地面ADS-B网络建设的布局,从整体上提高民航安全水平、空域容量、运行效率和服务能力,为实现民航强国提供强大技术支撑。目前,国内已建立了包含ADS-B空地数据交换、数据传输处理和数据应用的ADS-B运行体系。

图3.4 中国民航ADS-B运行体系

(本图彩色版本见本书彩插)

ADS-B系统除用于空管、机场、航空公司和通用航空外,由于其广播数据格式等信息公开,公众可自行接收或从相关网站下载ADS-B数据,用于教学和科研。例如,本书作者将ADS-B数据与地面FM广播频段频谱数据进行融合,探讨了这种方法在无线电监管领域的应用 [7] ZNO0UHVkCYlJQnHsjOZhgCUPbcVPXXZq86A4a0/FwLP6OIdkzbrwP3sn2eEcG3Vg

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