通信导航十篇

通信导航篇1

【关键词】 民航通信 导航系统 防雷接地探析

引言：民航通信导航系统的安全性和系统性的良好性，是保障民航正常运行的关键所在。由于民航通信导航系统的电路受天气的影响较大，因此为了有效确保民航运行的安全性，需要对于民航通信导航系统进行防雷接地处理，进而降低雷雨天气对于民航通信导航系统的安全性的威胁，为公众提供更加高效的、稳定的出行服务。

一、开展民航通信Ш较低持械姆览捉拥刂匾性探析

集成电子设备是构成民航通信系统的主要设备之一，用于开展飞机在航班中的导航工作。由于集成电子设备的构成，容易受到雷雨天气的影响，同时潮湿的天气也会使得集成电子设备的安全性、稳定性和寿命受到威胁。开展民航通信导航系统中的防雷接地工作，根据航班线路的地形、天气状况以及建筑物的高度，全方面开展民航通信导航系统的保护工作，可以有效的确保人们的生命财产安全和民航事业的顺利发展[1]。

二、开展民航通信导航系统中的防雷工作探析

2.1开展民航通信导航系统中的外部保护系统探析

民航通信导航系统中的外部保护系统可以通过避雷装置和接地装置的应用，降低雷雨天气对于民航通信导航系统的集成电路的影响。避雷装置和接地装置，在民航通信导航系统中的外部保护系统中的应用原理为：借助导线和地面的接入，使得民航通信导航系统与地面形成电位差，并且由于民航通信导航系统与地面距离较大，具有较为理想的高度，因此当出现雷雨天气时，民航通信导航系统中的外部保护系统可以令电场强度提升至最高值的雷电云出现畸变，产生电力的释放现象，此时释放的电力就可以通过导线直接传入地面，进而产生避雷效果。

2.2开展民航通信导航系统中的内部保护系统探析

进行民航通信导航系统中的内部保护系统工作，主要应用的原理为感应雷原理。通过感应雷原理保护设备的电源装置以及信号的发出和接收装置。民航通信导航系统中的内部保护系统的具体运行方式为：开展防雷工作时，在民航通信导航系统的内部安装三级防雷保障设施，三级防雷保障设施的每一层级都需要安装不同的防雷设备，全面保障民航通信导航系统的安全。开展防雷装置安装的过程中，需要将防雷设备与避雷器以及微波装置进行串联，进而保障民航通信导航系统的信号的接收和发出始终处于良好的状态[2]。

三、开展民航通信导航系统中的接地工作探析

3.1民航通信导航系统的接地工作概念

民航通信信号的接地系统的应用，主要是通过接地设备将电气装置和地面进行良好的连接，进而确保民航通信导航系统的过量的电荷能够被及时的导出，同时也能够降低雷云层产生的电磁和电压对于装置的安全性和稳定性的威胁。民航通信导航系统中的接地工作的开展，是确保民航通信导航系统的基本应用方法之一，很多通信导航系统遭受了雷电的损坏，其根本原因都是其接地工作的开展缺乏系统性和完善性。

3.2民航通信导航系统的接地工作类型

1、开展民航通信导航系统的接地工作，保障人以及民航设备的安全性，为保护类型接地。保护类型接地方式在民航通信信号导航系统中的应用，通过将电子装置的外壳或者是构成接地，进行实现将电流通过导出，通过应用保护类型接地方式，即使民航通信导航系统的电子装置的外壳或者是构成的表面覆盖的绝缘层发生缺失现象，也能够使得民航通信导航系统良好的避过雷击[3]。

2、开展民航通信导航系统的接地工作，保障系统以及设备的运行状况的稳定性，为系统型接地。系统型接地在民航通信信号导航系统中的应用，可以有效的确保民航通信信号的稳定性，进而实现电力系统运行过程中的安全性和稳定性的保障。将系统型接地方式应用到开展民航通信导航系统的接地工作的过程中，在设备出现故障时，设备所产生的过量的电流可以被及时的导出，通向地面。这可以使得民航通信导航系统的各项装置不会因装置内的电流过强而被烧毁，有效的确保了民航通信导航系统的安全性。

结束语：开展民航通信导航系统中的防雷接地探析，首先应当明确开展民航通信导航系统中的防雷接地重要性，进而进行民航通信导航系统中的防雷工作探析。最后思考民航通信导航系统中的接地工作，明确民航通信导航系统的接地工作概念和民航通信导航系统的接地工作类型。开展民航通信导航系统中的防雷接地探析，可以有效的保障民航通信导航系统中的设备所应用的电路技术，更加具有安全性和系统性，是保障人们的生命财产健康的重要工作之一。

参 考 文 献

[1]闫磊. 浅析民航通信系统中的防雷与接地[J]. 科技创新与应用，2014，03：287.

通信导航篇2

【关键词】 民航通信 导航监视 危机问题

引言：现阶段我国的民航业发展比较迅速，民航飞行过程中，会受到天气以及鸟群等因素影响，会对民航飞行安全带来很大安全隐患。通过民航通信导航监视危机问题管理研究分析，就能从理论上为实际危机的消除提供支持。

一、民航通信导航监视技术及其系统分析

1.1民航通信导航监视技术

民航通信导航监视是保障飞机飞行安全的重要基础，监视功能主要是对飞机平台采取多样化技术手段，来获得飞机所处环境的各种状态数据，根据这些所得到的数据进行分析，保障飞机飞行的安全性。民航通信导航监视系统的功能比较多样，可对地形以及气象和交通等层面进行实时监视，对地面管控掌握飞机飞行状态提供了保障[1]。随着通信导航监视技术的迅速发展，已经能够形成独立和协同监视的技术支持局面，能有效保障民航飞行的安全性。

1.2民航通信导航监视系统分析

民航通信导航监视系统是通过多个子系统所构成的，主要是讲通信系统和导航系统以及监视系统进行的有机结合。其中在通信这一子系统当中，就是信息通过某一物质从传送者到接受者过程。通常通信按照信号的特征能进行分类，分成数字通信和模拟通信，这是通过信息源借助通信设备利用信道发送到接收设备上，从而便于接收者对信息进行接收。在通导航监视系统中，通信系统是比较关键的，对保持空中和地面的沟通联系有着保障作用。民航通信导航监视系统当中的监视子系统，主要是地面管制机构对飞机航向和安全的监督，在发现了飞机出现故障问题时会及时性的通知，以及对危机进行及时处理。民航安全到达目的地离不开这些子系统的支持[2]。民航通信导航监视系统中，导航子系统是地面上管制机构结合设备显示出消息，在通信设备应用下为飞机进行指导和控制航向的应用系统。通过导航系统的应用，就能保障飞机安全的到达指定目标。

二、民航通信导航监视危机现状及危机问题管理措施

1、民航通信导航监视危机现状分析。民航通信导航监视系统在实际应用中，发挥着重要作用，在经济的迅速发展过程中，民航事业的进步也比较迅速。民航中对通信导航监视系统的应用过程中也存在着一些弊端，主要是地面管制机构的系统不够完善，飞机在飞越大洋的时候只能依靠程序进行管制，飞行途中有飞行员依靠设备向地面管制发出信号，在交流信息方面就存在着一定困难。我国当前的信息导航监视系统还相对简单化，在对导航信息备份的手段也不完善[3]。受到飞行区域限制，机场停靠飞机量就会增加，一些机场在地理环境因素影响下，就会对民航的平衡发展产生阻力。通信导航监视系统的监视不全面以及系统的失效问题还比较突出。

2、民航通信导航监视危机问题管理措施。加强民航通信导航监视危机管理。在危机管理工作中，先要在设备管理以及维护运行方面进行加强，避免设备在正常范围遭遇到损害，保障设备在规定范围内安全使用。这就需要重视设备的更新以及升级应用，严格遵循说明要求进行保养维护。机场管理部门要聘请专业人士，对民航通信导航监视系统进行检查，保障系统的良好运行。然后设备启用前的档案建立工作要能妥善实施，对系统运行情况作出详细的记录。通过在这一层面充分重视，就能有效保障民航的飞行安全性。充分重视对卫星技术的应用。随着我国航空技术的迅速发展，在民航通信导航监视系统应用中，就要充分发挥卫星地面站的作用，对民航陆地通信进行及时有效的改善。把全球卫星导航系统在民航中进行应用，从而保障民航的飞行安全性。购置机载终端设备以及科学应用，在国内卫星无线电定位导航系统的研究工作方面积极开展，这些都是用于解决民航通信导航监视的危机问题。完善危机管理制度。民航通信导航监视系统的作用发挥，需要构建完善危机管理制度，良好的制度是安全的基础保障，能有效避免或减少危机问题的发生。从具体的管理制度建立上，要建立避免危机产生的措施，在机场通信导航中执行p岗制，要能科学的搭配班组人员[4]。从技术层面提供支持，构建多级分层次的检查制度以及不定期检查制度等，然后就是要将通信导航监视设备以及资料备份工作完善实施，发生失误就要及时性做好补充工作。从这些层面进行完善，就能保障管理制度的作用积极发挥。

结语：民航通信导航监视危机的出现，不管是人为因素还是非人为因素，都要在管理方面采取针对性措施，在完善的危机管理制度的应用下，保障民航的安全性。通过从理论层面对民航通信导航监视危机管理的研究分析，希望能有助于实际管理工作顺利开展。

参 考 文 献

[1] 王健宇. 关于民航通信导航监视设备校飞方案的探讨[J]. 中国新通信. 2016（20）

[2] 马艳茹. 民航通信导航系统的设计浅析[J]. 中国新通信. 2016（17）

通信导航篇3

关键词：配套设计；新规范；通信导航；船舶

中图分类号： U66 文献标识码： A 文章编号：

最早的船舶通讯是指南针，在经历了技术上的不断发展和革新后，在科学技术高度发达的先进社会，船舶通信导航设备已经具备了综合化、网络化、集成化，船舶通讯的新规范也主要体现在综合报警系统、值班报警、电子海图、导航雷达等一人桥楼设备的配备和技术性能更新上。而且人们采用先进的通信系统，结合卫星通信技术，逐步实现了对船舶位置的实时监测。使海洋陆地信息实现一体化应归功于导航系统。要想使船舶接受到卫星电视，通过网络实现与陆地进行电话、电视会议的实时通讯，使用VSAT和FLEET BROAD BAND即可轻松实现。

导航、雷达和配套设计

导航、雷达的设备的配备要求和规范更新在AIS接口的符号、保养维护、雷达性能的更新等方面都提出了更高的性能标准。报警显示方式、传感器信息规定、AIS和ARPA标识的变化、预与标注探测能力、较强目标探测性能、最小停用和启用AIS目标数量、最小捕获雷达目标能力、自动目标探测能力、最小显示尺寸、雷达最小显示直径等内容都是显示器以及雷达按照规定所必须包括的。对于雷达的性能，IMO则为了保证船舶的安全航行，不断地提出了新的要求。作为船舶的视觉系统，雷达是船舶导航中不可缺少的设备之一，而作为雷达的必要辅助导航设备，AIS提供了其它船舶的相关信息以及十分精确的位置，为了避免因船舶碰撞导致的事故所带来损失，系统的完善有助于更加清晰、准确地识别其它船舶目标。当今的雷达配套设计都采用了先进的海图雷达，再结合传统的VDR接口、AIS、测深仪、计程仪、GPS、罗经等，更有效地发挥了雷达和海图雷达的重要作用。但是，为了实现雷达与海图雷达良好的叠加性能，必须先考虑到海图和雷达在系统设计方面的兼容性，通常采用相同品牌来对其进行配套选型。

远程识别目标系统配套设计

船舶位置、MMSI、发射数据等是现代远程识别目标系统所应具备的内容。很多通讯导航设备厂家在原有的INMARSAT-C基础上，对系统进行升级后，具备远程识别目标系统功能。对于船厂和生产厂家在配套设计时，该系统的功能配备并没有那么复杂，因为其在原有的卫星通讯站中集成装配。而且，该系统会每隔六小时对船舶所处位置进行信息的更新，这就为陆地对船舶的管理以及船舶的航行具置的监测提供了很好的条件。远距离AIS系统就是陆地对船舶实行实时监测的有效手段。

E导航系统的系统介绍

最新的要数E导航系统了，它的规范内容主要包括了对保护海事环境和增加船舶导航安全的问题进行分析、报告、交换、采集以电子途径岸上的方式接收到的传播数据等。E导航系统属于新型系统产品，其研发、应用的目的在于进行岸基支持以及还是导航协调。随着今后卫星通讯技术的不断创新与发展，E导航系统会发挥出其自身强大的功能，也会不断提高船舶通讯导航设备集成化的程度。需要注意的是，在当下以及未来对E导航系统的应用中，必须要考虑到软件兼容、船舶局域网硬件以及系统和E导航系统的接口等问题。

一人桥楼指导配套设计

伴随我国船舶现代化的快速发展，各个船舶已经广泛应用了一人桥楼导航桥楼设计。一人桥楼的系统布置集成与驾驶室设备的指导原则还在不断的认可与完善中，一人桥楼的指导规范不断地被细化、配置以及其性能要求也不断在提高，一人桥楼逐渐实现了模块化、规范化、系统化。IBS不仅对布置驾驶室提出了新的视线和位置要求，更对于设备自身的性能和配置数量提出更高要求。对于提高系统设计效率而言，IBS一人桥楼的规范势在必行。

电子海图系统配套设计

在设计时，特别考虑了船舶建造的时间，电子海图新的规范对证书和性能有着更高的标准，作为航行信息系统，电子海图的信息系统与显示系统包括AIS、测深仪、罗经、雷达、全球定位、电子海图等集成实时定位信息，它完全取代了传统的纸质海图，并且，其配套设计中，还可以对紧急突发事件发出警报。电子海图的接口数量繁多，且设计复杂。自动舵、雷达、电罗经、AIS、VDR、风速风向仪、测深仪、计程仪、NAVTEX、GPS等的设备接口，电子海图都需要具备。所以，需要对不同数量和类型的接口进行配置，装配时则需要根据不同的要求来进行配置。电子海图的系统配置对双套配置没有具体要求，但是合格的电子海图系统是需要有独立的2套电子海图作为备份，如果对备份没有特殊要求也可以选用纸质海图做为其备份。值得注意的是不能将分显示器等作为其备份。要严格遵循要求对一人桥楼符号的船舶进行配置。

桥楼航行值班报警系统配套设计

作为船舶通讯导航设备新的配备，在设计桥楼航行值班报警系统时需要注意提高其设备的配备要求和性能指标。根据普通船舶规范的强制要求，我们需要配备的不是航行设备报警系统，而是桥楼航行值班报警系统。我们在这2者存在的概念上做一介绍。航行设备系统在设备出现故障时，会给综合报警系统提供报警，它可以对多种航行设备进行接入，它是导航设备故障的综合报警系统。而值班报警系统最基本的功能则是对船员值班的情况进行监督。船员一旦出现因困乏、等情况时，该系统就会发出警报，以提醒船员在值班的时间内对按钮进行定时复位操作等工作，系统能够像被授权工作人员以及船长发出及时报警。需要值得注意的是，在对船舶通讯导航设备配置上，对于自动舵，一人桥梁有自动激活航行值班报警的功能。

结束语

在如今越来越发达的船舶运输业中，船舶通讯导航设备以及其配套的综合设计已经是不可或缺的重要技术设备，新设备和新设备性能的产生不断促进着船舶通讯导航技术的向上发展。值得一提的是，厂家在对通讯导航系统进行设计前，应尽量考虑根据新规范的配备要求以及时间点来进行有效设计，这样才能从根本上确保船舶通讯导航设备的整体质量。

参考文献：

通信导航篇4

【关键词】通信导航系统 防雷 防护

一、引言

大规模集成电路和智能化在我国航空，尤其是民航通信设备中得到广泛应用，使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高。现代的航空地面通信导航系统设备对雷电较敏感，这样雷害问题就日益凸显出来。为了提高我国民航通信及导航系统的安全和可靠水平，保障人民生命及财产安全，必须采取措施对地面的通信导航系统进行防雷电保护，以实现维护民航运输通信导航的稳定，保障我国人民的生命财产安全。

二、概念解析

1、航空通信导航系统。航空通信导航系统是一种多功能的航空电子系统。除通信外，还用机间的相对导航和识别本系统成员。随着电子对抗的发展，飞机无线电通信的保密、抗干扰、信号隐蔽等问题日益突出。机载电子设备日益增多，飞机负担不断增加，各项设备之间的电磁干扰也日益严重。鉴于以上的问题，航空运输迫切需要航空电子设备实现多种用途，能同时具有相对导航和识别本系统成员的功能，这样就出现了通信、导航、识别综合系统。通信、导航、识别综合系统能提供数字化语音、实时数据、精确测距、可靠识别等服务，并有大、中、小三种规格，可供各种飞机、各种指挥控制中心和移动的部队使用。

2、防雷技术。防雷技术是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。目前应用于航空运输中较广的防雷技术主要有：雷电探测及雷电机理技术、输电线路绕反击判别技术、输电线路降低雷击跳闸率技术、雷电流测量技术、直击雷防护技术、感应雷防护技术、侵入波防护技术、电子设备防雷技术、金属氧化物避雷器技术、SPD技术。

三、地面通信导航系统设备防雷及保护技术应用

1、外部措施。航空通信导航系统的防雷外部措施主要是采用避雷针（避雷线、避雷网或避雷带）和接地装置（接地线、地级）。接地是防雷工程的最重要环节，不论是直击雷防护还是雷电的静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护技术，最终都是把雷电流送入大地。如果没有良好的接地技术，就不可能有合格的防雷过程。保护接地的作用就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，降低接点的对地电压，避免人体触电危险。定期检查外部防雷设备是航空通信导航系统的防雷得以长期保护的重要工作。例如，定期检查每个天线的电缆是否都已接到相应的天线插座，是否上紧；检查每个天线的平衡一不平衡变换电缆是否都已接上，是否出现绞扭，是否塞到天线的支架杆内；检查所有天线的电离片和短路片是否都已调到相应台站的频率检查所有边带天线的馈线是否都已接到机房内的ADS上，连接时要注意相应的天线参数；检查所有的接地线是否牢靠，尤其是地网接地，接地电阻值应小于1欧姆。

通信导航篇5

【关键词】 自动测试系统 通信导航设备 测试程序集 GPIB总线 PXI总线

一、概述

近年来，航空技术发展迅猛，与之配套的通信导航设备也愈发复杂。因此，通信导航设备的检测工作也越来越复杂、困难。而由于民航产业的特殊性，其飞行的安全性非常重要，故对其配套的通信导航设备的稳定性与可靠性要求异常的高，从而对通信导航设备的检测工作尤为重要。

传统的手工测试效率低，且由于测试人员的个体差异，测试效果的准确性并不稳定。显然传统的手工测试工作已无法满足要求。随着计算机技术和电子技术的发展，以及设备检测工作日益困难，自动检测技术应运而生。利用自动测试系统对通信导航设备进行测试，可极大提高检测工作的效率及可靠性。发展并完善通信导航设备的自动测试系统是一项势在必行的工作。

二、自动测试设备构成

自动测试系统分为自动测试设备（ATE）、测试程序集（TPS Test Program Set）两部分，如图1所示：

1、自动测试设备（ATE）：

自动测试设备由IPC（工控机）、接口总线（如GPIB、PXI、VXI、RS232等）、各式测量、激励仪器构成。IPC根据测试程序通过接口总线向各仪器发送命令，控制仪器完成相应的测量动作，同时也从这些仪器中读取数据，并分析处理这些数据，生成报告。

2、测试程序集（TPS）：

测试程序集分为三部分，即测试程序（TP）、测试单元适配器（TUA）、测试程序集文档。

测试程序是为被测单元开发的一组能由测试设备执行的代码序列，用来完成对被测单元进行功能及各项指标的测试，并输出测试结果。

接口适配器称为测试单元适配器，是自动测试系统的重要组成部分，主要实现自动测试系统的通用测试接口向被测单元特定接口的转换，即用与实现计算机与测试仪器、被测单元之间的电气和机械连接。

测试程序集文档。测试程序集文档的作用是提供自动测试设备完成对被测单元自动检测的各类文字信息，例如测试指南、接口适配器文档、测试程序说明等内容。

三、硬件平台设计

3.1 GPIB总线简介

GPIB（General Purpose Interface Bus）总线是一种并行的与可程控测量仪器件相连接的小型标准接口总线系统。GPIB的硬件规格和软件协议已纳入国际工业标准 ― IEEE488.1和IEEE488.2[1]。

GPIB器件与控制器的连接方式有三种：线型连接、星形连接以及混合型。

3.2 PXI总线简介

PXI（PCI extensions for Instrumentation）总线是PCI总线的相仪器领域的扩展，由NI于1997年，是一种开放性、模块化仪器总线规范。

PXI规范包括3个方面：机械性能、电气性能、软件性能[3]。

3.3 硬件平台总体结构

自动测试系统的硬件资源通过GPIB、PXI、SCXI与IPC（工控机）进行通信。

（1）以GPIB为接口总线的仪器通过GPIB卡与工控机进行通信。（2）以PXI作为接口总线的仪器插在PXI机箱中，在机箱的主板中通过PXI总线与PXI机箱的0槽的控制器相连，PXI机箱的0槽的控制器通过MXI-4与工控机相连，从而实现通信。（3）SCXI机箱中的设备在SCXI机箱主板中通过SCXI总线与机箱的控制器通信，SCXI机箱的控制器与工控机通过USB总线通信，从而实现了通信。

硬件平台的结构图如图2 所示：

四、基于自动化测试系统的例程

系统的软件平台的设计所用的开发工具是LabWindows/CVI 2010。

LabWindows/CVI是NI推出的一套面向测控领域的软件开发平台，其功能强大，可以容易地设计出符合实际要求的仪表操作界面，并对采集到的实时数据进行各种数学处理和运算。它的集成化开发平台，交互式编程方法，丰富的控件和库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发人员建立检测系统，自动测量环境，数据采集系统，过程监控系统等提供了一个理想的软件开发环境[5]。

本例程以ATE中的硬件资源――GNS743A作为被测单元。

GNS743A是导航卫星模拟器，可产生GLONASS和GPS在L1子带上的卫星射频信号，用于对GLONASS和GPS接收机进行工程测试。

GLONASS是俄罗斯开发的卫星导航系统，以前苏联地心坐标系（PE-90）作为坐标系，采用频分多址技术，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。其L1自带上的信号频率分别是1602.0000+K*0.5625 MHZ（K=1 to 24）。

本例程的测试内容是GNS743A所合成产生的GLONASS的信号，如表1所示。

本例程是用HP8596E频谱仪对GNS743A的部分频率进行测试，并将结果输出至“*.ar”文件。

程序将先对相关硬件初始化，然后在使GNS743A输出不同频率的信号。HP8596E接收到信号后，由控制平台对所接受的信号频率与相应的标称值进行比较，若在容差范围内，则判断为正确，否则错误。

五、结论

本论文根据通信导航设备的实际测试工作需求做了深入分析，并以此为出发点，对自动测试系统的硬件及软件设计进行了规划。

硬件平台设计方面：总线选用GPIB、PXI作为系统的主要总线，辅以SCXI总线。硬件资源主要采用了安捷伦、R&S公司、惠普、艾法斯等公司所生产的测量仪器，这些测量仪器在工控机的带动下，可完成对通信导航设备的精确、可靠的测量。

软件平台设计方面：以LabWindows/CVI作为开发工具，实行了模块化设计，是的软件平台的维护、升级变得更加方便。此外，系统也定义了平台专用的编程指令，简化了TPS开发人员的编程工作。

成功实现了对GNS743A输出GLONASS不同频率信号的测试。针对不同的通信导航设备，可设计出相应的接口和测试子程序集，随着未来测试仪器仪表的不断完善，应可逐渐达到实现本通信导航设备自动测试系统的设计目标。

参 考 文 献

[1] 杨乐平，李海涛，肖凯. 虚拟仪器技术概论[M]. 北京：电子工业出版社，2002：7

[2] 曹东，徐向民. 基于 GPIB 总线结构的航空电子设备自动测试系统[J]. 科学技术与工程，2010，（32）：7951-7955

[3] PXI Hardware Specification Rev2121September22，20041http：//pxisa1org/specifications

通信导航篇6

关键词：北斗卫星导航系统，船舶动态管理，船岸通信

 

概述

北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统将建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

北斗卫星发展历程

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。我国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。论文写作，船岸通信。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。

1995年正式启动工程研制。

2000年10月和12月，两颗工作卫星先后发射成功。

2003年1月1日正式投入使用。

2003年5月第三颗“北斗一号”导航定位卫星（备份星）发射成功。论文写作，船岸通信。

3.“北斗一号”卫星组网方式

“北斗一号”系统是一种新型、全天候、区域性的卫星导航定位系统。系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。

4.北斗卫星覆盖范围

“北斗一号”系统服务区: 东经70度~东经145度;北纬5度~北纬55度, 覆盖我国沿海和周边海域。

5.北斗卫星导航系统在船舶动态管理及船-船、船-岸通信方面的应用

使用北斗卫星导航系统的定位和短报文通信功能，可以实现：(1) 船舶动态回报，回报频率5次/分钟。 (2) 船-船短报文通信。安装了北斗终端的船舶可以实现相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。 (3) 船-岸短报文通信。陆地用户可以利用普通手机与船载北斗终端进行相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。

使用船众网（manyships.com）实现船舶动态管理和船-岸短报文通信管理，具体是： (1)船队动态监控。在电子海图、气象传真图、地图或卫星遥感图上显示船队所有船舶通过船载北斗终端或AIS回报的位置和动态信息。(2)船舶查询：通过输入船名、呼号、IMO 编号或MMSI， 可以查找某条船舶的实时动态，并将它及其附近的船只信息叠加显示在电子海图上。(3)船舶跟踪。用户设定一条船舶，系统将自动跟踪这条船舶，一直将它显示在电子海图上，并显示它的尾迹。(4)船舶历史位置或轨迹查询。可以查询过去某一时刻某条船舶的位置和状态，也可以查询某段时间内某条船舶的航行轨迹。 (5)船舶动态订阅。可根据用户订阅，将船舶的抵达和离开事件或船舶的位置信息通过电子邮件和手机短（ 彩） 信发送给用户。 (6)北斗短信功能。包括给北斗船站群发或选发短信、短信发送失败提示、已发或已收短信保存等。论文写作，船岸通信。(7)地标查询功能。输入一个地理名称，可直接在电子海图上定位该地标。(8)手机登陆。利用手机登陆船众网，也可对船队进行监控。

系统可为用户提供一种方便的船舶动态信息获取手段，将一改传统的被动等待船舶动态信息（船位报）的处境，全面主动地掌握航行船舶的动态, 并据此科学地组织有关业务操作（如调整靠泊计划）或核准有关信息（如海事过程与责任判析）。因此，本系统可在一定程度上提高船舶动态监控的效率和便利性，促进船岸之间以及公司内部信息交换，提升船舶安全生产管理水平；另一方面，本项目可显著提高航运有关物流作业的连接度，从而在一定程度上提高公司经济效益。与AIS监控相比，北斗卫星导航系统可拓展船舶动态监控的地理范围，可完全覆盖东海救助局的救助范围。与Inmarsat通信方式相比，北斗卫星导航系统的通信费用更为低廉。论文写作，船岸通信。利用北斗船载终端，可实现救助船之间的全天候短信通信。无论用户所处何地，只要能上网或能用手机，即可对船队进行监控和通信。

6.发展前景与展望

“北斗二号”卫星导航系统将于2011年前后建成。系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，定位精度提高到10米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米／秒。 “北斗二号”卫星导航系统将克服“北斗一号”系统存在的缺点，同时具备通信功能，其为目前船舶导航和通信设备的一个有力的补充，相比海事卫星的通信成本大大降低。随着航运界的快速发展，各船公司对船舶动态管理的需求的增强，船舶监控和船舶便捷通信必然成为船舶管理的必须途径，因此该系统在船舶管理和通信方面也将会有更加广泛的应用。

参考文献(References)

[1]我国成功发射第四颗北斗导航卫星.《全球定位系统》,2010年,第35卷(第3期)

[2]我国的北斗卫量导航系统.《时事资料手册》2010年第4期

[3]船众网--WEB船舶动态监控与查询系统.manyships.com.

通信导航篇7

关键词：行业标准；民航通信实验室

中图分类号：G642.4

随着我国民航事业的飞速发展，民航通信是保障空中安全飞行、维持空中正常交通秩序的重要指挥工具。通过民航专用通信系统，能及时掌握航路和机场的气象情报，传递飞行动态和飞行指令，交换航行信息和营运信息。可以说，民航通信部门是保证民航体系正常运转的“神经脉络”，是安全运行的基础，是各项业务顺利开展的重要保障。根据中国民航信息化规划精神，通信、导航和监视是民航信息化的重要基础。依据《民用航空电信人员执照管理规则》（CCAR-65TM-I-R3）（中国民航局第200号）、《民用航空电信人员岗位培训管理办法》（AP-651-TM-2010-03），参考其对硬件设备的要求，进行民航通信实验室的建设，以民航通信在校学生与空管在职人员对通信、导航和监视的技能要求为基础，针对其对基础理论和设备训练的基本要求，以与民航空管企业合作为依托，划分训练项目，确定训练设备、材料和工具，构建与岗位要求相符的实践情境，参照企业职业岗位技能鉴定标准，建立一个校内实训教学、职业培训、民航电信人员执照考试、新技术推广“四位一体”的“共享型培训平台”。

1 硬件平台设计

民航通信可分地面通信和地空通信。地面通信主要用于传递飞行，气象、生产和各种业务信息。地面通信网由国际通信线路、国内干线和地方航线通信线路，以及航行调度电话通信等专用线路组成。地空通信用于地面的空中交通管制指挥塔台对空中交通进行指挥，传递飞行指令、飞行动态和飞行情报等。按照民航通信的岗位划分，可以分为航空通信设备维护岗位、航空导航设备维护岗位、航空监视设备维护岗位。

民航通信实验室的实训平台建设整体设计如图1，以在校学生学习专业课程分类和民航空管在职人员对通信、导航和监视执照考证为基础，构建三个设备实训平台和一个机场理论实训平台，具体包括：

（1）航空通信培训平台，主要提供民航VHF设备，光传输，程控交换，宽带接入等民航通信业务的训练，主要设备包括ICS200/60语音通信系统、MDR3000E记录仪、D1004通道甚高频地空通信电台、ZB-16/64D自动转报系统、FA36通信传输接入设备等。

（2）航空导航培训平台，主要提供民航ILS仪表着陆系统，无方向全向信标，多普勒甚高频全向信标，DME测距导航设备等民航导航业务的训练，主要设备包括NM7000ILS仪表着陆系统、ILS420仪表着陆系统、DME435测距机、LDB102测距机、S4000型DVOR信标、VRB52D型DVOR信标、NDB-200G型NDB信标等。

（3）航空监视培训平台，主要提供民航一次雷达，二次雷达，自动相关监视ADS-B，多雷达自动化处理等民航监视业务的训练，主要设备包括ADSB 2000A型ADS-B自动相关监视设备等。

（4）民航电信基础理论培训平台，主要提供各种测试仪表，供配电和网络等基础理论业务的训练，主要设备包括泰克FCA3120数字频率计、MS2026C矢量网络分析仪、2945B综合测试仪、N5182A射频信号产生器、FSM-60S单芯光纤熔接机等。

图1 民航通信实训平台整体设计框架

2 课程设计

按照行业标准的要求，根据岗位技能的需要，要求学员掌握常见民航通信及导航设备软硬件的操作和设备运行维护方法。熟悉民航通信设备的安装方法和安装实施流程，了解民航通信设备的安装工艺要求。掌握甚高频通信系统、语音交换系统、仪表着陆系统、测距机系统、全向信标系统、无方向信标系统等相关系统基础理论知识。熟悉民航通信及导航设备的调试方法，具备对相关设备进行配置的能力。掌握民航通信及导航设备故障分析的方法和步骤，具有初步分析和判断故障类型，并具有排除简单故障的能力。

结合岗位胜任力模型，并严格按照《民用航空电信人员执照管理规则》的要求确立实训目标，形成通信、导航、监视三大类别岗位能力培训内容模块，构建通信、导航、监视三大业务岗位系列培训课程体系，如图2所示。其中通信类的实训课程包括VHF通信系统、内话交换系统、自动转报系统、程控交换系统、光传输等，导航类的实训课程包括ILS系统、DME系统、DVOR系统与NDB系统等，监视类实训课程包括一次雷达、二次雷达、ADS系统等，基本类实训课程包括仪器仪表使用、数据通信与网络等。在每个系列课程中，细化基本实践理论、专业业务能力、专业技能、安全环境等章节系列。在每系统实训课程中，结合基本维护、故障排除、飞行校验等内容，构建典型案例库、学习情境库、标准操作视频库，结合岗位现场应解决的技术问题等实际，开发符合民航通信人员学习需求的课程内容，最终形成以岗位序列为主线的包含通用实践能力和专业实践能力的立体化、模块化的实训课程。教材以民航通信岗位（工种）为主题，与空管技术业务骨干一起，坚持紧密结合企业循环运作和人员培训的需求共同进行教材开发，逐步积累，形成特色的民航通信岗位系列教材、民航导航岗位系列培训教材、民航通信岗位系列培训教材，成为民航电信进行员工队伍建设和人力资源开发的宝贵财富。

图2 民航通信实训课程建设

3 结束语

本文基于行业标准分析了民航通信实验室，结合岗位对技能实践的要求，通过设计实验实训平台和实践课程的配合，为民航通信实验室的建设提供思路和帮助，把行业标准的实践性要求融入到实验室建设中，为实验室的管理提供了良好的解决方案，对民航通信实验室的建设的落实有较大帮助。

参考文献：

[1]李茂国.面向工程过程的课程体系研究[J].高等工程教育研究，2014.

[2]田玫.应用型本科高校教师教育实践教学体系的重建[J].黑龙江高教研究，2013.

[3]徐亮.人才培养规格视角下高职专业人才培养方案创新研究――以高职通信技术专业为例[J].天津职业大学学报，2013.

通信导航篇8

从古至今，人类在生产和生活实践中发明了多种导航方法，例如，天文导航、无线电导航等，但从目前和可以预见的将来来看，卫星导航是最佳的技术。卫星导航实质是把无线电导航台搬到太空上去，用卫星作为空间基准点，以增加覆盖范围。它能克服地面无线电导航台传播距离有限的先天不足，并且不受气象条件、航行距离的限制，导航精度也比较高。卫星导航技术目前已先后发展了两大类：

一类卫星导航采用多普勒测速原理，即用户根据接收到的卫星信号的多普勒频移曲线和导航卫星的轨道参数，推算出用户位置。它实际上是采用双曲面交会定位的方式：用户先接收导航卫星发送的无线电信号，然后根据多普勒频移效应，测定用户到导航卫星的相对速度，进一步得到用户到2颗导航卫星的距离差，从而构成2个以上的双曲面，再通过双曲面相交形成双曲面交会点，就能推算出用户位置。美国建造的世界第一个卫星导航系统——“子午仪”采用的就是这种方式。其缺点是不能连续实时导航，两次定位的时间间隔太长，只能提供二维定位，对高速移动物体的测量误差大等。所以，现已基本没有这种导航卫星了。

另一类卫星导航采用时间测距原理，即用户首先要测量来自天上几颗导航卫星发来信号的传播时间，然后完成数学运算，得到用户的三维坐标与速度。它实际上是采用三球交会定位的方式：以已知卫星或地球质心为球心，以已知卫星或地球质心到用户距离为半径，绘制三球的交会点，来推算出用户位置。

它又分有源（主动式）和无源（被动式）卫星导航系统两种。采用有源时间测距的卫星导航定位技术时，用户终端主动通过导航卫星向地面控制中心发出定位申请信号，然后地面控制中心发出测距信号，根据信号传输的时间测定用户到两颗卫星的距离，推算出用户的位置，最终发送到用户终端。采用无源时间测距的卫星导航定位技术时，用户被动测量来自至少4颗导航卫星发出的信号，并根据信号传输时间测定用户到这些卫星的距离，然后通过数学运算得到用户的三维坐标与速度。

我国先期的“北斗”卫星导航试验系统采用有源方式；美国的“全球定位系统”（GPS）、俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLONASS）、我国在建的“北斗”　卫星导航系统和欧洲的“伽利略”（Galileo）卫星导航系统都采用无源方式，它们都可为用户提供全天候、全天时、高精度、全球、连续和实时的三维位置、三维速度和精确时间信息。卫星导航的原理很简单，但卫星导航的工程很复杂。

根据导航卫星的信号覆盖范围，卫星导航系统还可分为区域性卫星导航系统和全球性卫星导航系统，我国的“北斗”卫星导航试验系统以及日本、印度正在建造的卫星导航系统等属于前者，美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、我国的“北斗”卫星导航系统以及欧洲的Galileo卫星导航系统属于后者。

完成“5+5+4”

目前，60%以上的信息和定位与时间有关，其用途无所不在，所以具有定位和授时功能的卫星导航与互联网、移动通信已成为21世纪信息技术领域的三大技术之一，是当今社会重要的空间信息基础设施，因此我国很重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。通过借鉴国外发展卫星导航系统的经验教训，以及考虑我国的实际情况，我国卫星导航系统建设分三个阶段实施：

第一阶段是用少量地球静止轨道卫星来完成试验任务，即建设一个区域性有源卫星导航系统。我国在1994年启动了“北斗”卫星导航试验系统建设，2000年形成了区域有源服务能力。2000年10月31日、2000年12月21日，我国先后发射第一颗和第二颗“北斗”导航试验卫星，初步建成“北斗”卫星导航试验系统，使我国成为继美国、俄罗斯之后，世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。我国在2003年5月25日又发射了第三颗“北斗”导航试验卫星，进一步增强了“北斗”卫星导航试验系统性能。

第二阶段是建设一个覆盖亚太大部分区域的无源卫星导航系统。从2007年起，我国开始发射“北斗”导航卫星，并于2011年12月27日开始向亚太地区用户提供试运行服务，还公布了《北斗卫星导航系统发展报告》和《北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件（测试版）》，有力地促进了“北斗”卫星导航系统的应用。“北斗”在试运行服务期间主要性能如下：　服务区为东经84°～160°、南纬55°～北纬55°之间的大部分区域；定位精度为平面25米，高程30米；测速精度为0.4米/秒；授时精度为50纳秒（1纳秒=10亿分之一秒）。到2012年10月，我国建成了由5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星（2颗在轨备份）以及4颗中圆地球轨道卫星组成的“北斗”　区域性导航卫星星座（简称5+5+4），其中5颗地球静止轨道卫星分别定点于东经58.75°、80°、110.5°、140°和160°。在这个星座中，5颗地球静止轨道卫星和5颗倾斜地球同步轨道卫星是核心，一旦有卫星失效或者处于在轨维修状态，4颗中圆轨道卫星可以起到部分替代作用。“北斗”导航卫星总设计师杨慧表示，对于限定区域的服务区而言，“5+5+4”的混合星座结构具有最佳的“鲁棒性”和经济性，最符合“少花钱多办事”的原则。“北斗”区域卫星导航系统的主要功能是：定位、测速、单双向授时、短报文通信；服务区域：中国及部分亚太地区；定位精度：优于10米；测速精度：优于0.2米/秒；授时精度：50纳秒；短报文通信：120个汉字/次。

第三阶段是建设一个覆盖全球的无源卫星导航系统。到2020年，我国将建成由30余颗卫星组成的“北斗”全球导航卫星星座。据中国卫星导航系统管理办公室的“北斗”卫星导航系统发展报告介绍，“北斗”全球导航卫星星座由5颗地球静止轨道卫星和30颗非地球静止轨道卫星组成。运行在地球静止轨道的“北斗”导航卫星不仅可增加卫星数量，提高导航定位精度，还能保留“北斗”　导航试验卫星的通信功能。运行在非地球静止轨道的“北斗”导航卫星包括27颗中圆地球轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，其中中圆地球轨道卫星的轨道高度为21500公里，轨道倾角为55°，它们均匀分布在3个轨道面上，是卫星导航的主力；倾斜地球同步轨道卫星轨道高度36000公里，均匀分布在3个倾斜地球同步轨道面上，轨道倾角55°，3颗倾斜地球同步轨道卫星下点轨迹重合，交叉点经度为东经118°，相位差120°，主要用于增加覆盖面。

除了空间段的卫星之外，“北斗”　卫星导航系统还包括地面控制和用户终端两部分组成。

地面控制部分由若干主控站、注入站和监测站组成。主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据，进行数据处理，生成卫星导航电文、广域差分信息和完好性信息，完成任务规划与调度，实现系统运行控制与管理等；注入站主要任务是在主控站的统一调度下，完成卫星导航电文、广域差分信息和完好性信息注入，有效载荷的控制管理；监测站对导航卫星进行连续跟踪监测，接收导航信号，发送给主控站，为卫星轨道确定和时间同步提供观测数据。

用户终端部分由各类“北斗”用户终端，以及与其他卫星导航系统兼容的终端组成，能够满足不同领域和行业的应用需求。我国已研制了多种“北斗”导航卫星定位终端，提供给不同用户使用，如车载型用户机、舰载型用户机、定时型用户机、通信型用户机、便携式用户机和指挥型用户机。

简言之，我国卫星导航系统建设的“三步走”是：从区域性有源服务能力到区域性无源服务能力，再到全球性无源服务能力，所以这是一个渐进的过程。其包括三大任务——关键技术攻关与试验、工程建设、应用推广与产业化。到2020年，在全球性无源卫星导航系统中，“北斗”卫星导航系统将与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo呈现“四足鼎立”的局面。

博采众长创新多

“北斗”在技术上实现了两大创新：其一是把导航与通信紧密地结合起来，这种融合可能成为将来新一代卫星导航系统的发展方向；其二是混合星座的构成，将全球服务和区域增强服务组合在一起，将一般服务和重点保障服务能力有机地组合在一起，将原来分别建设的全球系统和区域增强系统统一地加以考虑，可以充分保障系统的合理性、整体性及灵活性。

“北斗”卫星导航系统吸收了美国GPS和俄罗斯GLONASS各自的优点。例如，“北斗”与GPS一样采用码分多址方式传输信息，而不是像GLONASS采用频分多址方式传输信息，目的是大大降低用户接收机的成本，以便地面应用；在中圆轨道卫星入轨方式和星座优化设计上，“北斗”没像GPS那样把卫星布置在6个轨道面上，而是与GLONASS一样，采用3个轨道面均匀分布的对称星座设计，这样有利于“一箭多星”发射，从而降低发射成本。我国“北斗”中圆轨道卫星采用“一箭多星”的发射方式，其他两种轨道卫星采用“一箭一星”的方式进行发射。在2012年，我国已两次采用“一箭两星”方式成功发射了4颗“北斗”中圆轨道卫星。

与GPS、GLONASS相比，“北斗”导航卫星也有一些比较独特之处。例如，GPS、GLONASS的导航卫星星座都运行在中圆轨道，采用这种对称星座，轨道面均匀，相位也均匀，可谓是覆盖全球的最优星座。而我国“北斗”导航卫星采用中圆轨道＋地球静止轨道＋倾斜地球同步轨道三种混合轨道，其优点是能为用户提供更多的可见卫星，支持更长的连续观测时间和更高精度。

“北斗”区域导航卫星星座没有以中圆轨道卫星为主，这是因为少量的中圆轨道卫星绕地球旋转，每天只有30%的时间位于中国的国土上空，其他时间不能为中国提供服务。因此，“北斗”区域导航卫星星座更多地采用了倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星。据有关专家介绍，运行在这两种轨道的卫星活动范围相对固定，其中地球静止轨道卫星的轨道倾角为0°，相对地面是不动的，但只用这一种卫星在定位时会有问题，因为地球静止轨道卫星无法覆盖高纬度地区，而且几颗地球静止轨道卫星有时会处于同一条线上，这样就不能计算定点的位置，所以还需要倾斜地球同步轨道卫星，这种卫星也是地球同步卫星，但轨道倾角是55°，它的轨迹呈8字形，有70%～80%的时间停留在中国国土上空。用倾斜地球同步轨道卫星进行定位，这在世界上是第一次。

“北斗”全球卫星导航星座以中圆轨道卫星为主，另外包括倾斜地球轨道卫星、地球静止轨道卫星。有关专家称，这三种轨道卫星在卫星平台、有效载荷上互有区别，在功能上各司其职。后续的“北斗”中圆轨道卫星在卫星平台和载荷两方面会作较大改动，主要包括增加卫星设计寿命、提高卫星自主生存能力、设计新的卫星结构构型，以适应“一箭多星”发射方式、提供更高精度的星载时间基准、增加星间链路等。“北斗”全球卫星导航系统建成后，向全球用户提供开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒，授时精度为10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息，即全球范围更高性能的导航定位服务，以及亚太地区的广域差分服务和短报文通信服务，广域差分服务精度为1米，短报文通信服务能力为每次120个汉字。

即使在2020年建成“北斗”全球卫星导航系统，该系统仍突出区域服务能力，因为对我国进行区域广域增强是“北斗”卫星导航系统的重要建设任务，也是“北斗”卫星导航系统运行控制系统的组成部分。它还突出位置报告与短电文通信功能，其定位与位置报告最短完成时间为1秒，定位与指挥调度集于一体，事件内容与发生的地点、时间在一封短信中完成，摆脱了“先定位再报告”的若干苦恼与弊病。

“北斗”是世界上首个集定位、授时和报文通信为一体的卫星导航系统。免费发送短报文是“北斗”独有的一种重要功能，短短的120个字在很多时候是“救命”的法宝。通过GPS，用户只能知道“自己在哪”，但是通过“北斗”，用户还能让别人知道“自己在哪”。把导航与通信紧密结合起来，很适用于交通运输、调度指挥、搜索营救、地理信息实时查询等需要把导航与移动数据通信相结合的用户。

“北斗”的另一大特点是它与别的卫星导航系统之间具有兼容与互操作。卫星导航系统有其脆弱性，单一的导航系统易扰、遮蔽，采用GPS＋“北斗”的双卫星导航系统可以提高系统的可用性和导航精度。据有关专家介绍，GPS在亚太地区的覆盖率一般只能达到60%～70%，如果加上“北斗”后覆盖率可以达到80%以上，从而能提高卫星导航的可用性，并使导航精度提高20%左右，比如，在GPS导航精度为1米的地方，同时融合“北斗”的数据后，导航精度能达到大约0.8米。

与GPS相比，“北斗”的首次定位速度和授时精度都表现出更好的优越性。“北斗”卫星导航系统结网完成后，系统用户定位、电文通信和位置报告只需要几秒钟，而GPS首次定位却需要1～3分钟。

由于“北斗”导航卫星星座将由分布在3个轨道的35颗卫星组成，所以它与由31颗卫星组成星座的美国GPS、24颗卫星组成星座的俄罗斯GLONASS相比，规模更庞大。届时，“北斗”的全球定位精度将可与GPS相抗衡，在亚太地区定位精度还会更高。

总之，“北斗”卫星导航系统的建造具有4个特点：（1）它将由区域导航定位逐渐转向全球导航定位；（2）它采用类似于美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo卫星导航系统的无源定位导航体制，发射4个频点的导航信号；（3）它继承了“北斗”导航试验卫星的短信报文通信功能，并将扩充通信容量；（4）星座中的地球静止轨道卫星能发射“北斗”导航卫星、GPS、Galileo广域差分信息和完好性信息，使差分定位精度达到1米。

通信导航篇9

【关键词】PBN；RNAV；全向信标；测距仪

1.引言

随着空管技术的发展，陆基导航系统必须在导航能力、定位精度相关方面相应突破才能满足在PBN和RNAV实施中的更高要求；对PBN和RNAV设计来讲，必须评估支持系统运行的导航设施；针对目前的设备现状，可行方式主要是基于DME/DME和VOR/DME两种陆基导航系统。因此，确定陆基导航信号的覆盖范围和分析系统的导航精度是否可以支持相应导航规范下的技术要求是一个很有探讨价值的问题。本文分析了陆基导航系统的定位误差及其影响因素，并结合相关飞行数据，对相关航路进行了覆盖验证，为优化陆基导航台的布局提供支撑。

2.陆基导航系统性能评估方法

2.1 DME/DME导航覆盖和导航容差分析

（1）DME/DME覆盖条件

DME台的最大无线电作用范围为200NM （理论上），飞行中目标飞机必须处于该DME台的最大作用范围之内才为有效覆盖区域。根据DME/DME系统可知解算飞机的准确位置需要同时接收飞机相对两个DME台的距离信息，因此首先必须保证飞机处于两个DME台的公共覆盖范围内，保证可以同时接收两DME台的信号。另外，当目标飞机处于两DME台公共覆盖范围内时，需要保证两DME台与飞机位置之间的夹角处于30°到150°之间。导航功能流程如图1所示；通过以下方法可以确定选定两DME台有效覆盖区域：

①分别以两DME台为中心，以该台指定运行覆盖距离为半径作圆，确定两圆的相交区域；

②以两台间距离d为半径，过两台作圆，确定满足角度约束的区域；

③以两台为中心半径lNM的圆，确定不可更新区域。

（2）DME/DME导航精度容差分析

2.2 VOR/DME导航覆盖和导航容差分析

3.VOR/DME信号覆盖范围的影响因素分析

为保证RNAV的实施，首先需要强大的甚高频（VHF）数据通信链路，保证导航系统正常、稳定的工作；其次，对于助航设备（VOR/DME、DME/DME等）需要达到符合规定区域导航标准的精度，RNAV意味着指定的导航精度能力，航路上的容限通过导航精度与监视和通信相结合处理来实现。第三，为确保信号强度、精度和稳定性，需要通过飞行校验，保证导航信号的强度，对于部分设备在特定位置或时间达不到运行要求时，为保证正常的导航要求需评估剩余设备，并有相应应对措施。第四，导航设备其自身天线的方向性图设计和调试对导航覆盖范围的影响。第五，考虑地形对DME台信号覆盖范围的主要影响，对地形遮蔽情况的分析，首先要对接收机附近的地形进行可视性分析[3]。可视性分析也称通视分析，它的实质属于对地形进行最优化处理的范畴，已经广泛应用在地理信息系统的各个方面，其分析过程如图2所示。可视性分析的方法有两种[4]，一种是可视线高程比较法：通过对DEM数据的高程值和实现的高度的比较来判断是否可见；另一种是斜率判断法：比较目标仰角是否大于地物的最大遮蔽角。通常采用后一种方法进行可视性分析研究，可视性分析模型如图3所示。

4.结果分析与信号覆盖完善方法

在不考虑地形遮蔽影响时导航信号覆盖为一常数，全方向辐射内覆盖情况相等，但考虑地形影响则不同。在地形复杂的台站周围，地形遮挡直接影响导航信号覆盖的范围，且遮蔽角大的方位角上覆盖范围较小，因此选址时需要对地形影响予以考虑。飞行高度层也影响导航信号的覆盖范围，由于高空目标处于台站天线增益最强的方向上，加之受地形的约束逐渐减小，因此高空对台站的覆盖情况优于低空的覆盖情况。对于位置不同的两台站，为满足区域不同对角度的限制，导航信号有效覆盖范围也不同。

在航路设施建设或台站新建与更新过程中，首先要结合机载设备的发展，合理配置地面设备，选择合理的站点位置，从而从成本代价控制上达到良好的信号覆盖[8]；对部分区域已基本实现导航信号覆盖的，如想加强或备份的，可以考虑单台建站；对场型或电磁环境复杂的考虑建站到航路宽度的建站；对新建的或需更新的设备站型选择要恰当；对安装的新设备或更新维护的设备调试中，考虑天线及方位角的合理规划和设置；然而，综合考虑机场实际位置、台站用途以及山顶建台带来过高的建设和保障费用问题；在实际台站的选址中需要对台站信号覆盖性能及经济效益综合权衡。

5.结束语

基于陆基导航的RNAV、RNP以及PBN技术是解决航路拥挤问题的有效手段，本文就陆基导航的VOR与DME设备针对在地形、精度、电磁环境等因素中对信号有效覆盖范围的影响，提出一种分析实际陆基导航系统覆盖性能的方法，其不仅考虑台站周围地形对覆盖范围的影响，而且还考虑实际导航辐射性能对其覆盖性能的约束；采用可视性分析方法，通过DEM模型对台站信号的有效覆盖范围进行分析与研究。最后结合分析结果阐述了完善信号覆盖的方法建议；从而为航路导航程序设计提供相关的理论支持，避免潜在的飞行冲突，同时也为台站选址和导航信号链路网的规划提供相关支撑。

参考文献

[1]ICAO.Doc8168.ProceduresforAircraftOperations[S].2002.

[2]刘渡辉.我国区域导航航路和进离场程序设计方法研究[D].西南交通大学交通运输学院，2006，3.

[3]鲁敏，张金芳，范植华，李原野.基于DEM的视域分析与计算[J].计算机仿真，2006（05）.

[4]鲁敏，张金芳，范植华，吕品.基于地形可视性分析的最优路径搜索[J].系统仿真学报，2008（10）.

[5]隋东，王炜，左凌.基于DME/DME的区域导航航路导航性能评估方法[J].交通运输系统工程与信息，2006 （04）.

[6]管伟.基于DME/DME的区域导航及在西南地区的应用前景[J].空中交通管理，2009（02）.

通信导航篇10

    国外发展情况国外早期的位置服务,大多是采用基于GPS+专用通信网的形式。1996年,美国FCC要求公众无线网络能够追逐到用户的位置,以满足E911相关要求。自2001年美国“911”事件后,美国政府要求加强E911能力,采用GPS、无线通信技术来增强位置服务。2001年12月,日本的KDDI推出第一个商业化位置服务。在韩国,KTF于2002年2月利用GPSOne技术成为韩国首家在全国范围内通过移动通信网络向用户提供商用移动定位业务的公司。2004年7月,韩国SK电讯推出了保障儿童安全的网络定位服务———i-Kids,用来确认孩子当前的位置和活动路径,一旦孩子的活动超出设置的范围,就会自动发出报警短信[1]。以美国和欧洲交通管理部门为首的相关机构曾提出了面向全IP时代的下一代911系统的构想。它的先进性体现在:不仅能够承载语音,还能够用文字、语音和图像等多媒体形式更好地、自动地为紧急救援服务;公共安全应答点(PSAP)的位置将变得不再重要,呼叫将根据地理坐标自动进行路由,并且系统可以支持转接回退等功能;利用IP路由技术更好地处理链路拥塞问题。英国移动运营商O2公司在2009年11月推出业务品牌为O2More的位置信息服务,用户基于Web设定自己接收广告信息的偏好(如商家品牌类型、接收时间、接收频率等),一旦用户接近商家门店附近,就自动收到订阅的广告信息。瑞典爱立信公司在世界各地部署了约120套LBS系统,支持包括CELLID、CELLID+TA、AECID、EC-GI、AGPS等在内的各种定位技术,支持2G、3G、LTE和IMS网络,充分保证用户隐私[2]。近年来,在基于位置服务相关的应用方面,美国谷歌公司走在世界前列,最主要的产品是谷歌地球及相关地图位置服务。2005年6月20日,GoogleMaps的覆盖范围,从原先的美国、英国及加拿大,扩大至全球。2005年9月,Google和北京图盟科技有限公司(Mapabc)合作出版中国大陆地区的Google本地。后来,Google本地重新命名为Google地图。基于Google地图,可以提供导航、购物、餐饮、娱乐等多种服务[3]。Garmin公司于2011年,推出了基于云导航的服务,主要用于iPhone手机移动应用。国内发展情况国内最早开展位置服务是在上世纪九十年代初,GPS开始在国内得到应用,一般需要自建专用移动电台网络,在区域实现基于GPS的位置监控服务,例如运钞车监控等。随着公用移动通信网的发展,位置服务的无线通信逐步由电台转向采用2G和3G公共移动通信网络。中国移动在2002年11月开通“我在哪里”、“你在哪里”的位置服务,在2009年5月中国移动又开通了“位置服务”、“位置交友”等;2003年,中国联通在其CDMA网上推出“定位之星”业务;中国电信也曾经启动了在小灵通(PHS)平台上的位置服务业务[1]。国内专业领域的基于位置服务得到一定的发展,曾涌现出像赛格、中国卫通这样的较大的基于位置的服务(LBS)提供商,这些位置服务商一般采用了GPS+移动通信的方式,为车辆等移动载体提供位置服务。随着我国北斗卫星导航系统的建设,基于北斗的导航通信服务在交通运输、渔业等领域逐步得到越来越广泛的应用。2010年8月,北京合众思壮科技股份有限公司推出了“位置云”技术,采用3S技术(遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)和网络技术(IT),提供基于位置的服务[4]。国内开展类似技术研究的单位还有四维图新、超图数码、数字政通、北斗星通、华力创通等多家上市企业和北大、清华、北航等高校。国内的百度也推出了百度地图,提供基于网络的相关位置服务。

    体系架构设计

    基于网络的北斗位置信息服务平台分为用户端、无线通信网络、云导航网络服务端三个部分,融合了3S技术、IT技术、云计算、云存储、数据分析、网络与通信技术等多种技术手段,吸纳所有与北斗导航定位和位置时间相关的信息及资讯,利用分布式云处理平台进行信息融合和处理,为各领域用户提供基于位置和时间的各种信息服务[5-7]。由于北斗导航系统是我国自主研发的卫星导航系统,基于网络的北斗位置信息服务平台可以将北斗连续运行监测系统以及北斗数据服务系统相连接,提供具有我国北斗特色的位置信息增强服务。基于网络的北斗位置信息服务平台的用户端设备,采用标准模块化设备搭建,硬件设计上尽量简化以降低成本和功耗,将大量的信息处理能力通过网络云端处理,网络服务端将信息处理后,实时发送到用户端进行显示和信息服务。用户端设计用户端采用模块化低功耗设计,并且进行小型化和低成本设计,以方便携带与使用。在工业和特种应用领域,根据需要,除了配置北斗导航/通信模块外,还可以配置其它导航定位模块以增强其导航定位服务的可用性,其它的导航定位模块包括有GPS、GLONASS、GALILEO卫星导航模块以及基于WiFi的无线定位模块(如SKYHOOK)等;由于北斗系统是我国自主的卫星导航系统,在客户端可以获得独有的北斗增强服务信息,提升用户的导航性能;在无线通信方面,根据工作范围及信息交互容量要求,选择北斗短消息通信、WiFi通信、3G/4G无线网络通信、卫星移动通信等多种配置;在人机交互方面,根据信息交互的要求,选择鼠标/键盘、触摸屏、语音声控等多种方式;另外,为了更好的实现云导航服务,需要在用户端加入位置环境信息采集模块,采集诸如路况拥堵(通过采集里程计速度)、温湿度天气等信息,发送给网络服务中心,以便更好的为其它用户提供云导航服务信息。在普通民用终端中,根据实际需要进行简化,对于个人用户来说,最简的方式为智能手机+软件的方式,即硬件采用具有卫星导航能力智能手机,安装基于“云导航”信息服务的客户端软件即可。基于网络的北斗位置信息服务的信息存储和处理能力尽可能的上移到网络服务端进行,因此,所有用户终端的软件、硬件设计可以尽量简化,以降低成本和方便大批量推广使用。通信方式基于网络的北斗位置信息服务所采用的通信方式为无线+有线相结合的方式,在移动用户端与网络服务端的信息交互,采用无线通信方式,在固定节点以及无线转有线可以使用有线骨干网络的情况下,则使用有线信息交互方式,以提高信息传输的可靠性及速率。无线通信方式常用的有北斗短消息、卫星通信、WiFi热点通信、移动3G/4G公共网等,在局部特定区域也可以采用传统的无线电台通信方式以及数字集群通信,为了方便与“云导航”网络服务端的信息交互,无线通信信息需要通过转换节点转换为IP包的格式进行网络传输,转换节点可以并址到某一个无线接收基站。网络服务端需要与北斗运行连续监测系统和北斗数据运营中心相连接,获得有价值的北斗增强数据,提供给北斗用户。这也是基于网络的北斗位置信息服务与其它国外卫星导航位置信息服务的区别之处,是基于网络的北斗位置信息服务的特色。除此之外,网络服务端的其它功能模块可分为以下几个部分:1)基于智能地图的室内/室外地图规划对于室外交通路线规划,则采用基于类似Google地图技术的陆上交通路径规划方法,对于室内公共环境,则采用基于类似Micello地图技术的室内路径规划,并实现室外、室内路径的无缝结合,实现到达点的最佳路径规划[5]。2)位置相关海量信息统计分析实时统计和处理用户端以及探针采集车采集各种与“云导航”位置服务相关各种信息,以便得出此时某一路段是否拥挤、是否适合、实时天气等位置辅助信息,以便给用户最佳的出行服务体验。3)IP信息包预处理及转换为了将各种信息进行融合处理,需要对通过各种有线/无线以及专网传输的信息进行IP打包、解包转换处理,以适合“云导航”信息服务平台信息传输和处理的需要。4)位置相关云计算/云存储对于某些载体终端的位置轨迹及相关信息,根据用户设定,采用基于云计算/云存储技术,进行压缩处理和存储。5)鉴权/计费/安全/维护对用户能够鉴权,以便区分免费用户和收费用户,对收费用户能够按服务需求进行计量和收费,同时,采用云安全设计手段,防止用户隐私信息的泄露,并能对云信息进行技术维护。6)应急处理和紧急救援对于用户发出的紧急救援信息,及时进行甄别和响应处理,可以与公安、边防、海警等系统进行联动处理,并提供紧急用户的位置连续跟踪服务。7)高精度定位/测绘/授时科研服务对于特殊用户,可以通过差分、RTK、共视、双向以及事后处理等技术手段,提供高精度的定位和授时服务,以便满足测绘、科研等对高精度位置和时间有需求的高端用户需要。8)交通运输导航/定位/监控面向公路、铁路、航空、海运、渔业等各种交通运输相关行业,充分发挥“云导航”信息服务的优势,为集团用户提供专属的导航、定位和监控服务[6]。9)基于位置的餐饮/购物/娱乐服务在“云导航”信息平台的基础上,为个人及单位,提供与用户位置相关的餐饮、住宿、购物、娱乐信息服务,方便人们的日常生活。10)与位置相关的广告投放根据用户当前的位置以及吃、住、行、娱乐等生活需要,开展针对性的广告投放,为“云导航”信息服务平台的可持续发展提供支持。11)网络信息扩展支持“云导航”信息服务平台的网络端,留有与其它网络资源的接口,可以根据需要,随时增加相关的服务功能。

    基于网络的北斗位置信息服务作用和意义

    基于网络的北斗位置信息服务,将在以下方面对我国卫星导航行业及产业产生积极的推动作用:1)推动我国卫星应用技术进步全球正掀起以物联网、云计算、移动网等技术为主导的新发展浪潮。信息化与工业化紧密融合,互联互通、信息共享、智能处理、协同工作等将主宰下一个时代。在应用大爆发前夜,与卫星导航产业的碰撞,“云导航”技术有了大施拳脚的机会。未来,导航、位置服务应用面窄、大众普及率低的现状将彻底改变,基于位置的”云导航”信息服务将会使用户从云中获取有价值的信息,“云导航”也会覆盖全社会的各个角落,从个人应用到行业应用,从大众、专业市场到特殊应用,基于网络的北斗位置信息服务将促进我国北斗卫星应用技术的发展。2)改变我国北斗卫星导航产业的应用方式采用北斗“云导航”技术,将目前销售北斗应用终端产品为主转变为运行服务为主,使北斗卫星导航应用转变为以集团或个人消费为主,形成为深入社会每一个角落的导航信息服务网,极大的推动和促进我国北斗导航系统的应用和发展。基于北斗“云导航”的电子信息服务平台,以导航、位置和时间服务产业为推动力,将带动国家与公共安全、节能减排、救灾减灾、交通运输、物联网、精细农业等领域的发展,带动许多相关产业的发展。3)促进我国北斗卫星导航相关产业的发展基于网络的北斗位置信息服务平台,是整合现有导航与位置服务产业链资源,将位置服务内容转化给广大消费市场的系统平台。通过北斗“云导航”的信息服务平台,推动北斗与其它GNSS的融合,促进GNSS与通信系统以及非GNSS手段的融合。卫星导航的市场空间很大,应用领域广,北斗系统作为我们自主研发的卫星导航系统,未来必将会在特殊行业,以及部分民用领域取得相应的市场份额,应用范围也将从我国逐步拓展至全球。