卫星导航技术在民用航空领域的应用
与空域有关的航空案例分析
案例二:空中交通管制失误
总结词
空中交通管制失误可能导致严重的航空事故。
详细描述
空中交通管制员的失误可能导致飞机相撞、航路堵塞、飞行高度不当等问题。这 些失误可能对飞行安全造成严重威胁。因此,需要加强空中交通管制员的培训和 监管,提高空中交通管制的准确性和可靠性。
案例三:无人机干扰航班运行
总结词
无人机干扰已成为影响航班运行的新威胁。
总结词
航空器坠毁事故是指航空器在起飞、 巡航或降落过程中发生坠落或撞击地 面的事故。
详细描述
航空器坠毁事故通常是由于机械故障、 气象条件恶劣、飞行员操作失误等原 因引起的。这类事故往往导致机毁人 亡的严重后果,对遇难者家属和社会 造成极大的心理创伤。
03
航空法规案例
案例一:违反飞行规则
总结词
违反飞行规则是指航空器在飞行过程中违 反了国际民用航空组织(ICAO)和各国政 府制定的飞行规则和安全标准。
航空器相撞事故是指在空中飞行过程中,两架或多架航空器 发生接触或碰撞的事故,通常发生在繁忙的空域或飞行走廊 。
详细描述
航空器相撞事故通常是由于空中交通管制失误、飞行员操作 失误、气象条件恶劣、航空器机械故障等原因引起的。这些 事故往往导致机毁人亡的严重后果,对航空安全造成极大的 威胁。
案例二:航空器失联事故
案例三:航空紧急救援技术应用
总结词
航空紧急救援技术为飞行员和乘客在紧急情况下提供及 时、有效的救援支持,降低事故造成的人员伤亡和财产 损失。
详细描述
航空紧急救援技术包括紧急医疗设备、无线电通信设备 、紧急降落设备等。在紧急情况下,飞行员可以借助这 些设备进行自救或向地面救援机构发出求救信号,地面 救援机构则可以及时响应并展开救援行动。此外,航空 紧急救援技术还包括紧急撤离、灭火和反劫持等方面的 措施,以提高航空安全性和乘客的生命安全保障。
全球卫星导航系统(GNSS)在民航中的应用
全球卫星导航系统(GNSS)在民航中的应用王韬【摘要】介绍了全球卫星导航系统(GNSS)在民航中的应用,包括GNSS系统的组成、增强系统完好性的方法及GNSS在我国的应用现状,提出了GNSS在我国发展的建议.【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】3页(P82-83,86)【关键词】全球卫星导航系统;新航行系统;GPS系统;民航【作者】王韬【作者单位】民航江苏空管分局,江苏,连云港,222345【正文语种】中文【中图分类】U666.11目前,中国民航客机已经基本装备了全球卫星导航系统(GNSS)。
GNSS系统应用于民航,在东部地区作为辅助导航系统,提高导航精度;西部地区作为主用导航系统,提高导航精度、航空安全和飞行效率已经成为了我国民航发展的趋势。
随着全球航空事业的迅猛发展,飞行器自动化程度的提高,以及空中飞行流量的快速增长,原有的航行系统在容量扩展和安全保障方面难以适应,因而国际民航组织提出了新航行系统,并于近期发布了《基于性能导航(PBN)手册》,将其作为飞行运行和导航技术发展的基本指导准则。
新航行系统是以星基为主的全球通信、导航、监视及自动化的空中管理系统,它是以卫星为基础的定位系统,结合航空数据通信技术,采用协同监视系统,可以实现飞机与地面、飞机与飞机的相互监视,使飞机由被动指挥,逐步向自选最优航线过渡,并最终实现“自由飞行”,从而彻底改变现有空中交通管理方法。
目前,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)包含美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的Compass(北斗)、欧洲联盟的Galileo系统,可用的卫星数目达100颗以上。
GNSS不是一个单一星座系统,而是一个包括GPS,GLONASS,Compass,Galileo等在内的综合星座系统。
我国普遍使用的为陆基导航系统,即在飞机的飞行航路上设置若干个地面导航台,飞机在飞行过程中根据导航台信号引导实现台对台飞行,当到达机场上空之后,依靠仪表着陆系统将飞机引导着陆。
推动民用航空高质量发展,开拓卫星应用新局面——访航天恒星科技有限公司董事长常明
其次,我国目前已经建成相对完善的空间基础设施体系,能够支撑民航应用与发展,而且未来体系能力将进一步提升;国家“十四五”规划及2035年远景目标提出:“打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系”;中国航天科技集团党组书记、董事长吴燕生在第20期《求是》杂志发表的署名文章中强调,航天强国要有成体系发展空间基础设施的能力,要加快建设随遇接入、高速互联的卫星通信系统,全域感知、全球覆盖的卫星遥感系统,全球链接、按需服务的卫星导航授时服务系统,响应迅速、精确有效的空间维护与服务系统,大幅提升空间基础设施应用与服务水平。
再次,是民航自身高质量发展的需要。
民航局相继印发《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》(2019)、《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》(2021)、《“十四五”通用航空发展专项规划》(2022)等政策文件,对基于空间基础设施大力开展交通强国建设进行了规划和部署。
最后,航天与民航的合作与发展已经具有良好基础。
2017年,中国航天科技集团与中国民航局签订战略合作协议,双方致力于在卫星导航与追踪监视、卫星通信、卫星遥感以及智慧机场等方面加强合作,目前在追踪监视、卫星通信等方面已取得了较好成效。
北斗卫星导航系统,为民用运输航空器赋予了追踪监视和自主导航能力《卫星应用》:北斗三号全球卫星导航系统已正式开通,请您介绍一下北斗的主要成就和新时代北斗的规划愿景。
2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。
北斗三号开通以来,系统运行连续稳定可靠,服务性能世界一流。
北斗三号在轨30颗卫星运行状态良好,星上300余类、数百万个器部件全部国产,性能优异。
实测表明,全球定位精度优于5m,亚太地区性能更好,服务性能全面优于设计指标。
独具特色的国际搜救、全球短报文通信、区域短报文通信、星基增强、地基增强、精密单点定位等六大特色服务,性能优越,真正实现了“人无我有,人有我优”。
北斗卫星导航系统及其在民航导航中的应用
北斗卫星导航系统及其在民航导航中的应用秦新梅【摘要】卫星导航系统是空间信息基础设施,是航天航空领域必不可少的基础设施,关系到航空安全.美国全球定位系统发展最早,技术相对成熟,广泛应用于航天领域.2000年,我国开始基于信息安全研发北斗卫星导航系统,经过十多年的探索和研发,我国北斗卫星导航系统已经正式面向全球范围内提供通信、导航服务.基于此,主要分析了北斗卫星导航系统的构成,北斗卫星导航系统在飞机航线路线规划中应用,在进近着陆系统、进离场的RNP精密导航中的具体应用.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】2页(P169-170)【关键词】北斗卫星导航系统;民航导航;进近着陆系统【作者】秦新梅【作者单位】中国民用航空新疆空中交通管理局,新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文0 引言为了满足航天航空事业的发展,2005年以来,美国、欧洲等国家大力发展新一代航空运输技术,而我国作为民航运输事业发展最快的国家,民航运输技术无法满足民航事业的发展需求。
我国95%的卫星导航应用基于美国全球卫星定位系统,但为了确保我国航天航空信息的安全,从2000年开始独立研发北斗卫星导航系统。
北斗卫星导航系统具有全球卫星定位和通信功能,可以满足我国航天航空导航、通信需求,确保我国公共信息安全。
1 北斗卫星导航系统构成北斗卫星导航系统是我国独立自主研发的全球卫星导航系统,是继美国全球卫星定位系统、欧洲伽利略卫星导航系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后的第4个卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段构成。
空间段包括27颗地球轨道卫星、5颗静止轨道卫星以及3颗倾斜同步轨道卫星。
地面段主要由主控站、监测站以及注入站构成,通过采集复杂信息,实现导航定位功能,并监测各个工作站的数据信息。
用户段指用户端,用户通过移动设备接收空间站和地面站的数据信息,从而实现定位导航功能,主要用于航天航空、车载导航等领域[1]。
卫星导航技术在民用航空领域的应用
2019/10/13
42
GPS增强技术和系统
从技术手段,到应用系统,GPS的增强 系统经历了一个正在发展着的过程。
DGPS → LAAS/WAAS →ABAS/SBAS/GBAS (原理) ( 美国应用) ( ICAO附件10)
2019/10/13
43
5. 差分GPS(DGPS)
差分GPS定位系统是由一个基准站、用户 接收机和数据链组成。
19
卫星定位几何原理
2019/10/13
20
站星距离(空间直角坐标系)
2019/10/13
21
伪距概念(等效误差)
2019/10/13
卫星到用户位置 点的距离表示: R’=R + C ∆t 其中, R’ 是伪距。
22
位置解算方程
伪距 = 真实距离 + 钟差影响
2019/10/13
23
卫星导航可以达到的精度
在指定时段内,有足够数量的可视卫星正 发播能用于测距信号的比率。或者是,任 何时间任何地点,系统正常并为用户提供 导航能力的统计概率。
(24小时/30天/SPS可用/≥99.99%)
2019/10/13
33
4. 星基导航系统的性能指标(续)
完好性(integrity)
当系统不能用于导航或定位时,系统向用 户及时告警的能力。发生故障时系统告警 的响应时间和空间特性。
飞机的定位误差小于1米,覆盖范围23NM。 LAAS辅助GPS改善航空器在机场进近和着陆
期间的安全。 LAAS能够提供I/II/III类精密进近所要求的高
精度、高可用性和完好性信号。 使服务灵活性和用户运营成本极大改善。
2019/10/13
bds名词解释
bds名词解释摘要:一、BDS概述二、BDS的核心技术三、BDS的应用领域四、我国在BDS领域的发展五、BDS的未来发展趋势正文:BDS(北斗卫星导航系统)是我国自主研发的全球卫星导航系统,与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和欧洲的伽利略卫星导航系统并称为全球四大卫星导航系统。
BDS自20世纪90年代开始研制,现已具备了全球覆盖能力,为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。
BDS的核心技术包括卫星星座设计、卫星导航信号技术、卫星轨道确定和卫星导航算法等。
卫星星座设计是BDS系统的基石,决定了系统的覆盖范围和服务能力。
卫星导航信号技术是BDS为用户提供定位、导航和授时服务的核心技术。
卫星轨道确定和卫星导航算法则是保证BDS高精度、高可靠性的关键。
BDS的应用领域十分广泛,包括军事、民用航空、海洋、交通运输、天气预报、地震预警等。
在军事领域,BDS为部队提供精确的位置、速度和时间信息,提高作战效能。
在民用航空领域,BDS可实现飞机的精确定位,提高飞行安全。
在海洋领域,BDS为船舶提供实时的位置和气象信息,保障航行安全。
此外,BDS还在交通运输、天气预报和地震预警等领域发挥着重要作用。
我国在BDS领域取得了世界领先的成就。
自2000年开始,我国成功发射了多颗北斗导航卫星,形成了全球卫星导航系统。
2012年,我国正式宣布BDS进入全球服务阶段。
近年来,我国不断优化BDS系统,提高服务性能,扩大应用领域。
在全球范围内,BDS用户数量逐年攀升,赢得了良好的国际声誉。
展望未来,BDS将面临更多挑战,如卫星导航技术的不断创新、市场竞争的加剧等。
但与此同时,BDS也拥有巨大的发展潜力。
随着5G、物联网等新技术的兴起,BDS将与这些技术深度融合,形成更加完善、更加智能的卫星导航系统。
此外,BDS还将进一步拓展国际市场,提升我国在全球卫星导航领域的地位。
GPS导航系统在民航应用中存在的干扰及对策分析
机接收到的卫星信号质量下降。 卫 星 信 号 需 要 经 过 超 长 距 离 的 传 播, 会 受 到 空 间
环 境 中 的 各 种 因 素 干 扰, 使 得 卫 星 信 号 在 到 达 地 面 后,最大电平在 -158dBW ~ -153dBW 之间,使用手持 频谱仪检测无线直放站天线发出的杂散信号电平则是 在 -89.94dBm ~ 72.1dBm 之间,需要将卫星的点平单位 转化为 dBm,转换方式为 0dBW=10log1W=10log1000mW =30dBm,转换的结果是32.34dBm~37.34dBm。
民航飞机进场 / 着陆可分为非精密与精密导航两个 方面,GPS 导航系统有着良好的导航精确度,以及其自 带的广域增强系统,可对非精密进场 / 着陆进行精确的 操作。在精密进场 / 着陆中,其运用局域伪距差分技术, 可对 CAT-1,2 类精密进场 / 着陆进行操作。当下 GPS 导航系统的导航精确度,可实现对 CAT-3b 精密进场 / 着
陆的操作。
1.3 监视与管理
GPS 导航系统可用于飞机现场的监视与管理,通过 对飞机起飞和着陆的监视,可加快飞机起飞和进场的速 度,并合理的调度飞机场上的人员、飞机、车辆、设备等, 提高飞机现场的运营效率,实现空间资源的最大化利用, 并且保证了飞机起飞与着陆的安全性。此外,数字技术、 5G 通信技术等的应用,增强了 GPS 导航系统的监视与 管理功能,进而实现民航机场最大的经济收益。
参考文献
[1] 温泉 .GPS 定位系统和北斗导航系统在民航中的应用 [J]. 科技创新与应用, 2019(28):168-169.
[2] 成剑,陶志平,周中华,等 . 民用航空中的机载导航应用发展综述 [J]. 卫 星应用,2019(9):25-31.
全球卫星定位系统在飞机导航系统中应用
浅析全球卫星定位系统在飞机导航系统中的应用摘要:本文介绍了全球卫星定位系统(gps)的组成、工作原理及其在飞机导航系统中的应用。
一、gps系统的组成gps系统主要由卫星段、用户段和控制段三大部分组成, (图1—1)。
图1—1 gps系统的组成1.卫星段卫星段是离地球高10900海里轨道上的一群卫星。
每个卫星每12 小时绕地球为中心的轨道转一圈。
共有21个工作卫星和三个备用卫星。
卫星连续发射带有导航数据、测距码、和精确时间的无线电信号。
2.用户段用户段就是各式各样的 gps 接收组件,它接收卫星信号。
gps 接收组件利用卫星数据计算用户的位置。
3.控制段控制段就是地面上的控制和监测站,它们连续地监测并跟踪各个卫星。
二.gps系统的工作原理gps导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(pr):当gps卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。
gps系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的c/a码和军用的p(y)码。
c/a码频率1.023mhz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;p码频率10.23mhz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。
而y码是在p码的基础上形成的,保密性能更佳。
导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。
导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。
前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。
后两帧共15000b。
导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。
卫星导航系统及其在新航行系统中的应用
卫星导航系统及其在新航行系统中的应用姓名:** 学号:** 导师:**(完成日期:2012.** 联系方式:**** )摘要:卫星导航系统是20世纪60年代中期发展起来的一种新型导航系统。
卫星导航系统具有全天候、高精度、自动化、高效益、性能好、应用广等显著特点,目前已进入国民经济各部门,在军民两方面都发挥着越来越大的作用。
目前,除了美国的GPS和俄罗斯的GLONASS,欧盟和中国的卫星导航系统也在积极建设中。
本文就全球四大卫星导航系统中的GPS和北斗导航系统作简要概述,浅析了卫星导航的重要作用,进而分析了卫星导航系统在民航领域中新航行系统建设的应用前景。
关键词:卫星导航,GPS,北斗,新航行系统一、前言随着无线电通信技术、电子计算机技术、信号测量技术和现代空间科学技术的进一步发展,利用人造地球卫星进行导航定位的卫星导航系统应运而生[1]。
1964年,美国海军武器实验室研制成功“子午仪(Transit)卫星导航系统”,在导航和定位技术发展中具有划时代的意义。
卫星导航系统的产生是现代军事和空间技术的巨大突破和飞跃的结果。
卫星导航系统通过围绕地球运行的人造卫星向地球表面发射经过编码和调制的无线电信号,编码中载有卫星信号时间和星座中的各个卫星在空间的位置、状态等星历信息。
安装在载体上的卫星导航接收机可以接受卫星信号,并计算出自身的速度、位置等导航信息。
卫星导航系统的发展以美国和俄罗斯为主导,欧洲和中国近十年来也在着手建设自己的卫星导航系统,尤其是中国的北斗导航定位系统正在加速建设中。
新航行系统(FANS)由通信(C)、导航(N)、监视(S)和空中交通管理(ATM)四部分组成[2]。
通信、导航和监视系统是基础设施,空中交通管理是管理机制、配套实施及应用软件的组合。
新航行系统所采用的新技术之一是卫星导航系统的利用,从陆基通信、导航、监视系统逐步向星基通信、导航、监视系统过渡,早期阶段先用星基系统作为陆基系统的补充,最终则实现除少数陆基设备做星基系统的备份外,大部分陆基设备都被淘汰,以星基系统为主的导航系统模式[3]。
卫星导航技术与应用分析
卫星导航技术与应用分析近年来,随着人类社会发展以及科技水平的提高,卫星导航技术越来越受到人们的重视。
卫星导航技术是指利用卫星并结合地面设备,对地球表面进行高精度定位、导航、时间等方面的技术。
卫星导航技术可以分为全球卫星导航系统和地区卫星导航系统。
全球卫星导航系统主要包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、中国的北斗系统和欧洲的伽利略系统。
这些系统在世界各地都有广泛的应用,为人们的出行、通讯和安全提供了可靠的技术支持。
卫星导航技术的应用不仅局限于军事和民用导航方面,还可以应用于交通运输、港口物流、地震灾害预警、测绘、地质勘探、气象预报等众多领域。
其中,交通运输领域是卫星导航技术最广泛应用的领域。
在道路运输领域,卫星导航技术可以实现车辆定位和导航功能。
此外,它还可以实现车载通信、车载广播、车载视频监控等应用。
在航空运输领域,卫星导航技术可以实现飞行控制、导航、通信等功能。
在水上运输领域,卫星导航技术可以实现船舶定位、航行导航和海上救援等应用。
在港口物流领域,卫星导航技术可以帮助船舶准确停靠码头,并进行装卸货物。
此外,它还可以实现货物追踪、清关等应用。
在地震灾害预警领域,卫星导航技术可以实现地震前兆的监测和预警,对于减少地震灾害的损失具有重要意义。
在测绘、地质勘探、气象预报等领域,卫星导航技术也有着广泛的应用。
例如,在测绘领域,卫星定位可以实现高精度的地图制作;在地质勘探领域,它可以实现起伏地形的测量;在气象预报领域,它可以实现气象数据的收集和处理。
卫星导航技术的应用不仅可以改善人们的生活和出行,还可以提高社会效益和经济效益。
例如,在交通运输领域,卫星导航技术可以提高运输效率和安全性,从而降低成本和经济压力;在港口物流领域,卫星导航技术可以提高物流运输的效率和安全性,从而促进经济发展。
然而,卫星导航技术也存在着一些不足和问题。
例如,卫星导航技术在城市峡谷等复杂地形下的导航精度会受到影响;卫星导航技术的使用需要良好的网络信号和卫星信号,而在一些偏远地区或高海拔地区,信号覆盖会受到限制。
北斗卫星导航系统在民航导航中的应用研究
北斗卫星导航系统在民航导航中的应用研究发布时间:2022-11-30T03:37:58.723Z 来源:《中国科技信息》2022年15期第8月作者:张岱佳王长铮李响[导读] 随着我国民航事业的快速发展,民航导航受到高度重视,必须发挥导航在航空领域的作用,张岱佳王长铮李响中国民用航空华北地区空中交通管理局天津分局天津市 300300摘要:随着我国民航事业的快速发展,民航导航受到高度重视,必须发挥导航在航空领域的作用,以此保证航空的安全及效率。
将北斗卫星导航系统应用到民航导航中,可以为民航提供更加优质的导航服务,促进民航事业朝着更好的方向不断发展。
本文针对北斗卫星导航系统进行简单介绍,探究北斗卫星导航系统在民航导航中的应用,期望能为相关工作的开展提供有利依据。
关键词:北斗卫星导航系统;民航导航;应用北斗卫星导航系统是我国自主发展、独立运行的卫星导航系统,将其应用到民航导航中,可以为全球提供授时、导航、定位等服务,进一步提升民航的安全性。
目前北斗卫星导航系统在民航导航中的应用缺乏经验,需要加强对这一方面的研究,促进北斗卫星导航系统在民航导航中的有效应用。
通过深入分析北斗卫星导航系统的构成及原理,探究北斗卫星导航系统在民航导航中的应用,有利于提出一些可靠的参考依据,促进民航事业的持续发展。
1.北斗卫星导航系统概述1.1北斗卫星导航系统构成根据目前北斗卫星导航系统的发展情况来看,该系统包括了用户、地面、空间这几个部分,用户端是指信号接收终端;地面端包括了注入站、地面控制、地面监测这几个部分,注入站主要负责天线、通讯,完成卫星之间的数据传递,地面控制对地面控制工作进行协调,对监测站得到的数据进行处理,地面监测完成数据的采集工作;空间端由不同类型的卫星组成,其中包括了倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星[1]。
1.2北斗卫星导航系统原理作为一种新型的卫星导航系统,北斗卫星导航系统能够发挥出较大的优势,实现三球交汇定位、测距三维导航、有源定位、无源定位。
卫星通信与导航技术
05 卫星通信与导航 技术的挑战与未 来发展
卫星通信的挑战与未来发展
频率资源紧张
随着卫星通信技术的发展,频率资源变得越来越紧张,需 要采用先进的编码技术、多输入多输出技术等来提高频谱 利用率。
高速数据传输需求
随着互联网、物联网等应用的普及,对高速数据传输的需 求不断增加,需要研究新的调制解调技术、编码技术等来 提高数据传输速率。
04 卫星导航技术应 用
卫星导航在航海航行中的应用
航海安全
卫星导航系统为船舶提供精确的 地理位置、航向和航速信息,有
助于保障船舶航行安全。
航路规划
基于卫星导航系统的实时海图和 航路信息,可以规划最短、最安
全的航线。
遇险救援
当船舶遇险时,卫星导航系统可 以帮助确定遇险位置,并为救援
行动提供精确的导航信息。
卫星导航
中国北斗导航系统是中国自主研发的卫星导航系统,它可 以在全球范围内提供定位、导航和时间服务。该系统已经 广泛应用于军事、民用等领域。
智能交通
中国北斗导航系统在智能交通领域也有广泛应用,例如, 为公交车和出租车提供定位信息,帮助管理部门监控车辆 运行情况。
农业领域
中国北斗导航系统可以帮助农民进行精准农业管理。例如 ,通过接收卫星信号,可以精确测量农田面积和作物生长 情况。
卫星导航在航空航天中的应用
飞行安全
卫星导航为飞机提供精确的地理位置和导航信息,帮助飞 行员在复杂气象条件下保持航向,确保飞行安全。
01
空中交通管理
卫星导航系统为空中交通管制提供实时 准确的航班位置和航向,有助于实现高 效、安全的空中交通管理。
02
03
航路规划
卫星导航系统能够提供全球范围内的 航路信息,帮助航空公司规划最优航 线。
空中交通管制员卫星导航系统考核试卷
B.为飞行员提供精确的飞行路径和位置信息
C.控制飞机的起降
D.仅用于天气预测
2.目前全球最广泛使用的卫星导航系统是哪个?()
A. GLONASS
B. Galileo
C. GPS
D.北斗
3.卫星导航系统主要由哪几部分组成?()
A.空间卫星、地面控制站、用户接收机
B.飞机、地面塔台、导航仪
空中交通管制员卫星导航系统考核试卷
考生姓名:__________答题日期:__________得分:__________判卷人:__________
一、单项选择题(本题共20小题,每小题1分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.卫星导航系统在空中交通管制中的作用是什么?()
9.卫星导航系统在航海领域的应用与航空领域基本相同。()
10.卫星导航系统的信号传播不受到天气条件的影响。()
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请简述卫星导航系统在空中交通管制中的主要作用,并说明其相对于传统导航系统的优势。
()
2.描述卫星导航系统中的多路径效应,并说明如何减少或消除这种效应对定位精度的影响。
A.卫星分布均匀
B.卫星分布集中
C.多路径效应严重
D.接收机高度角较低
14.下列哪个不是卫星导航系统的主要应用领域?()
A.航空航天
B.汽车导航
C.军事
D.医疗
15.下列哪个因素会影响卫星导航系统在空中交通管制中的定位精度?()
A.接收机高度
B.卫星星历误差
C.天气条件
D.接收机品牌
16.在卫星导航系统中,下列哪个参数表示卫星信号的传播时间?()
卫星导航系统原理及其在航空领域中的应用
卫星导航系统原理及其在航空领域中的应用随着科技的发展和社会的进步,人类越来越依赖定位和导航技术。
而卫星导航系统作为目前最先进、最精准的定位和导航技术已经得到广泛应用,逐步成为人类社会的必需品之一。
在众多应用领域中,卫星导航系统在航空领域中的应用正变得越来越重要。
卫星导航系统原理卫星导航系统是由多颗卫星、地面控制系统、用户设备三部分组成的定位和导航系统。
卫星导航系统采用特殊的技术,实现了全球范围内更为准确、精确的位置确定。
卫星导航系统是利用卫星发射的无线电信号,在地球上的接收设备上进行定位和导航。
目前世界上主要的卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的北斗卫星导航系统。
卫星导航系统运行的原理主要是通过卫星向地面接收设备发射一种包含卫星自身位置、时间信息和报告卫星状态等数据的信号,地面的接收设备会收到多个卫星的信号,并对卫星信号的距离进行测量,进而计算出自己的位置。
最终通过计算出的位置信息,地面接收设备能够实现预定的定位功能。
卫星导航系统在航空领域中的应用无论是民用机还是军用机,卫星导航系统在航空领域中都有着非常广泛的应用。
在航空领域中,卫星导航系统主要应用于定位和导航、飞行控制、飞行管理和通信等方面。
定位和导航卫星导航系统为航空器提供精准的定位和导航功能。
在起降、目视飞行、仪表飞行等环节中,卫星导航系统为飞机提供了平面位置、三维位置、速度和航迹等关键信息,使飞行员能够对当前机位、本机位置和免疫区进行准确的判断。
飞行控制卫星导航系统在飞行控制中的应用主要有两个方面。
一方面是卫星导航系统为自动驾驶仪、飞行管理系统以及飞行员提供实时精准的航向、高度和速度指令,使飞行器能够在指定的航向和高度上顺利运行。
另一方面,卫星导航系统的精准定位和导航功能能够大大降低飞行器的难度和风险,提升飞行器的飞行精度。
飞行管理卫星导航系统在飞行管理方面的应用主要体现在引导系统,如ILS、标准仪表进近系统等,可以大大降低起降时飞行器与地面设施之间的距离,提高起降的安全性。
试论北斗系统在我国民航领域应用现状及发展前景
航的卫星导航系统,由于定位耗费时间长,精准度不能得到保 证,目前已经停用。1973年,美国国防部联合办公室在使用全 球卫星导航系统的背景下,最先提出了GPS导航系统,为导航 技术的进一步设计和发展提供了重要基础。经过了较长时间的 研究探索,1978年2月22日,成功发射真正意义上的第一颗GPS 试验卫星。自此GPS系统的工作性能逐渐得到验证,在完成一 系列的试验工作后投入使用[1]。不久后,其他国家也纷纷应用 卫星导航系统,俄罗斯建成了GLONASS全球卫星导航系统, 而我国也在不断探索和规划建设北斗全球卫星导航。
5 增强进近着陆系统精密度 仪表着陆系统在民用飞机安全着陆中发挥重要作用,但要
求系统的工作压力小,对飞机运行不会产生较大的影响。随着 民航市场的发展壮大,民航飞机的应用频率增加。在工作压力 持续增加的情况下,仪表着陆系统在应用的过程中暴露出各种 问题,影响飞机运行效率和使用安全。在这样的背景下,北斗 卫星系统在民航事业中的作用凸显,大幅度应用旨在解决原有 着陆系统的问题。增强进近着陆系统精密度体现在三个基本模块 的精度提升,包括导航定位、飞行指引和着陆。在运行卫星导 航系统的前提下,精密度要求被满足,因此在飞机指引和着陆方 面体现出重要作用。原有的仪表着陆系统程序单一,工作效率不 高,而且采用的系统中,出现一条跑道对应多个系统程序的情 况,满足多个飞机的着陆需求和工作安排[3]。系统的应用目的在 于能够为人类提供更加优质的导航服务。和传统的应用形式对 比,新的应用系统优势明显,精密度有所提升,生成的参数信 息对进近航迹能实现灵活定义,最重要的是满足复杂的民航工 作要求,且安全性得到保障。除此之外,新系统的适用性强、 应用率高,在传统仪表着陆系统应用困难的机场,也能根据实 际状况定制进近程序,从而有效提升飞机运行和管制水平。
全球导航卫星系统在民用航空中的应用
中 图分类 号 :P 2 . 2 84
文献 标志 码 :A
文 章编 号 : 0 89 6 (0 1 0— 0 70 1 0 —2 8 2 1 ) 10 6 —6
0 引 言
以 GP S为代 表 的现代 卫 星导航 系 统 的 出现为 航 空导航 应 用 提供 了新 的 可 能 手段 。卫 星 导航 系 统 用于航 空 导航 的优 点 是 明显 的 。 由于 卫 星导 航 系 统可 以实 现全 球 覆 盖 , 具 有 很 高 的定 位 精 度 , 并
・
L AAS是 美 国 为 将 GP 用 于 飞 机 的 I类 、I S I 类 、I类 精 密进 近 和 着 陆 而 提 出 一 项 G S增 强 技 I I P
术 。L AAS系统 由地 面 设 施 和机 载 设 备 组成 。地 面设 施 中 , 精 确 已知 的位 置 上 装 配有 一 组 G S 在 P
2) W A A S
2 卫 星 导 航 系 统 的 增 强 及 其 在 民用 航空 中 的应 用
2 1 G S系 统 的 增 强 技 术 . P
2 1 1 美 国 的 GPS增 强 技 术 . .
WAAS系统 的 目标是实 现本 土航 路 、 终端 区、
非 精密 进近直 至 I 类精 密进近 的服务 。 WAAS系统 由布设 在美 国领 土及 周边 区域 内 均匀 分 布的 三 十多 个 基 准 站 ( S , 个 主控 站 WR ) 几 ( WMS 、 面 上 行 站 ( S) 静 止 轨 道 卫 星 )地 GE 和 ( O) 成 。WR GE 组 S位 于精 确 位置 已知 的点 位 上 ,
最 后 , 绍 了 我 国航 空 应 用 的 情 况 , 说 明 了 卫 星 介 并 导 航 系 统 对 我 国 航 空 应 用 的重 要 意 义 。
导航技术:GPS和北斗的比较
导航技术:GPS和北斗的比较随着现代技术的不断发展,人们对导航技术的需求也日益增加。
目前,GPS和北斗是两种广泛应用于导航领域的技术,因此当下人们经常会比较这两种技术,分析它们的优缺点。
本文从GPS和北斗的产生背景、技术原理、应用场景、服务能力和未来发展等多个方面进行比较和分析,以期为读者提供有价值的信息。
一、产生背景比较GPS是一种美国国防部研制的导航卫星系统,最初用于军事应用。
而后,它逐渐应用于民用领域,成为世界各地广泛使用的导航技术。
北斗则是中国国防部研制的导航卫星系统,同样具有军民两用性质。
与GPS相比,北斗的发展时间较晚,但随着中国政府鼓励北斗系统的普及和应用,其在国际上的影响力也在逐渐扩大。
二、技术原理比较GPS的原理是根据卫星发射的无线电波信号,通过接收器接收并确定其位置、速度、时间等信息,从而实现导航。
GPS系统由24颗中轨道卫星、5个地面控制站和用户终端设备组成。
北斗的原理与GPS相似,也是通过卫星发射信号实现导航定位。
目前,北斗系统已建成35颗全球卫星导航系统卫星,包括5颗地球静止轨道卫星和30颗中轨道卫星。
然而,要注意的是,GPS信号在室内、山区、建筑高楼围城等地方可能会受到干扰,而北斗系统则可以通过与地基增强系统配合,提高信号的接收能力,提供更可靠的导航服务。
三、应用场景比较GPS和北斗均被广泛应用于交通、物流、航空航天、电信、气象、地质勘探等领域。
例如,交通应用中,路况导航系统常使用GPS定位获取车辆位置和快速路况等信息;而运输行业则依靠北斗系统跟踪货物的位置,确保货物安全运输。
此外,GPS在航空航天领域的应用尤为广泛,如导航、地球观测、气象预报、卫星通信等。
北斗系统在农业方面还应用于精准农业,可通过卫星和移动通信技术,实现对农业生产的监测和管理。
四、服务能力比较GPS和北斗系统都具有高精度定位和数据传输能力。
GPS系统建立的时间更早,更普及,用户群体大,全球性强。
同时,GPS系统提供的数据更新周期比北斗更快。
民航导航技术的发展现状及发展趋势
民航导航技术的发展现状及发展趋势引言导航是一种为运载体航行时提供连续、安全和可靠服务的技术。
航空和航海的需求是导航技术发展的主要推动力。
尤其是航空技术,由于飞机在空中必须保持较快的运动速度,留空时间有限,事故后果严重,对导航提出了更高的要求;同时飞机所能容纳的载荷与体积较小,使导航设备的选择受到较大的限制。
对于航空运输系统来讲,导航的基本作用就是引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地。
自无线电导航技术的广泛应用以来,导航已从通过观测地形地物、天体的运动以及灯光电磁现象,改变为主要依赖电磁波的传播特性来实现,部分摆脱了天气、季节、能见度和环境的制约,以及精度十分低下的状况。
飞机在云海茫茫的天上,能随时掌握自己的位置,大大降低了飞行安全风险。
导航已成为民航完全可以依赖的技术手段,促进了世界民航事业的发展。
20年代70世纪发展起来的信息技术使导航技术呈现了新面貌。
卫星导航(GPS和GLONASS)以及其增强系统和组合系统,已经能够方便、廉价地为全球任何地方、全天候提供较高精度和连续的位置、速度、航姿和时间等导航信息,成为支持未来航空运输发展的又一股强大动力。
1民航导航技术的现状1.1支持航路的导航技术1.1.1惯性导航系统从20世纪20年代末开始,虽然陆基无线电导航逐渐成为航空的主要导航手段,但由于需要地面系统或设施的支持,无法实现自主定位和导航,限制了航空的发展。
首先,军事上对导航系统提出了生存能力、抗干扰、反利用和抗欺骗的需求,具有自主导航能力的惯性导航系统(INS)于60年代在航空领域投入使用。
但民用飞机采用INS 的主要原因是由于INS提供的导航信息连续性好,导航参数短期精度高,更新速率高(可达50~1000Hz)。
20世纪70年代后,由于数字计算机的使用和宽体飞机的发展,INS也开始了大发展阶段。
由于INS具有许多陆基导航系统不具备的优点,尤其是可以产生包括飞机三维位置、三维速度与航向姿态等大量有用信息,在民航中得到了应用,是民航飞机的基本导航系统。
民用航空中的机载导航应用发展综述
民用航空中的机载导航应用发展综述摘要:导航技术是国际民航空中航行系统中必不可少的内容,其将卫星、记载和地面定位以及导航进行联系,使航空器在道路指引下,正常的进行工作,能够有效的保障现代民用航空的发展。
本篇文章简要介绍了北斗的发展情况,分析了北斗在我国民航中的应用,探究了今后的发展,希望能够为我国民用航空机载导航的进一步发展提供支持。
关键词:民用航空;机载导航;应用;发展;综述从当前的情况来进行分析,我国所自主研发和使用的北斗卫星导航系统,已经正式投入使用,能够为人们提供不受时间地点限制,准确度较高的导航,将北斗作为我国民用航空的导航系统,能够使我国民航降低对于国外导航系统的依赖程度,从某种角度来说,能够确保飞行的安全。
一、北斗在我国民航中的应用在国外,卫星导航在民航中的应用较为普遍,能够为民航的定位和着陆等提供支持,虽然由于我国政策的影响,目前我国民航对于北斗卫星导航系统的使用比较少,但是在北斗卫星导航技术水平不断提升的背景下,北斗和民航的联系将会越发紧密,这是今后民航发展的必然趋势。
本篇文章从基础设施设备、产品的研发、相关标准和适航取证四个角度来分析北斗和国外导航系统的差别[1]。
(一)从基础设施的角度来进行分析第一,SABS系统在民航中的应用。
在世界范围内,SABS系统的数量比较多,比如说美国所创建的广域增强系统、欧洲对地静止导航覆盖服务、日本多功能卫星增强系统等。
我国也在进行北斗SABS建设相关工作。
在2017年,我国在加拿大所进行的国际民航组织导航系统专家组四次全会中,北斗星基本增强系统服务商标识和系统准时间标识获得了认可,这是我国北斗国际化的重要进程。
除此之外,北斗星增强系统在建设的过程中需要的3个伪随机码也通过我国相关部门的努力,获得指配,这为我国北斗星基增强系统在世界范围内的使用提供了较为有利的条件。
目前,我国进行了双频多星座SABS的设计,并发射了相关卫星,但是由于北斗星基增强系统还处在建设的过程中,还需要一段时间才能够在民航中进行应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
卫星导航系统的完整概念(续)
7. 广域增强系统(WAAS) 8. 基于航空器的增强系统(ABAS) 9. 基于卫星的增强系统(SBAS) 10. 陆基增强系统(GBAS) 11. 全球定位系统比较 12. 卫星导航应用举例
2015/8/27
6
智能手机实现定位
手机定位服务又叫做移动位置服务。
ABAS采用的技术
RAIM (接收机自主完好性监控) 利用多余 卫星信号检测和判断,排除故障卫星信号。 (排列组合,五中判一,六中除一) AAIM (飞机自主完好性监控) GPS与机 载设备组合应用,弥补GPS的缺陷。 (GPS/ INS,GPS/DME等)
2015/8/27
58
ABAS组成示意
2015/8/27 15
GPS系统的组成
GPS卫星星座(空间段) 地面监控系统(控制段)
GPS信号接收机(用户段)
2015/8/27
16
GPS卫星星座(空间段)
GPS是建
在天上的 导航系统
2015/8/27
17
三个部分有各 自独立的功能 和作用,缺一 不可。 全球监控,维 持费用高。
2015/8/27
2015/8/27
53
WAAS在航空领域的应用
离港和终端区域导航——精密离港、噪声缓解、 更有效的机场布局、改善低高度监控能力、增加 IFR离场运行能力、减少运行中断。 机场场面活动——改善场面事态感知、改善场面 导航和监视。 航路导航——更直接的航路(RNAV)、增加飞 机运用自行间隔、改善机载避撞能力。 进近——对所有跑道端口提供垂直引导、仪表进 近、精密进近、灵活进近(曲线、偏飞等)、噪 声缓解、平行进近、降低最低标准、减少运行中 断。
4. 星基导航系统的性能指标
有别于传统系统
覆盖(coverage)
在地球或接近地球表面的任何一点,在指 定时段内处于指定遮挡角以上有足够卫星 数量,且呈现良好几何分布的比率。 (24小时/5度/4+颗/PDOP≤6/≥99.9%)
2015/8/27
32
4. 星基导航系统的性能指标(续)
可用性(availability)
2015/8/27
8
智能手机上的电子地图
2015/8/27
9
智能手机定位所需设备
2015/8/27
10
智能手机应用环境
2015/8/27
11
智能手机定位的支持系统
2015/8/27
12
智能手机上的定位显示
2015/8/27
13
显示中的门道
智能手机上显示数据是否都可用? 如何定位精度高低判断?
2015/8/27 54
WAAS的效益
垂直和水平定位精度达到7米; 缩小了间隔标准; 在无风险情况下提高了指定空域的容量; 使用更直接的飞行航路; 提供新的精密进近服务; 减少并简化了机载设备; 从老的或更昂贵的陆基导航设备(包括: NDBs, VORs, DMEs, I 类ILS)安装和维护中 节约成本投入。
42
GPS增强技术和系统
从技术手段,到应用系统,GPS的增强 系统经历了一个正在发展着的过程。
DGPS → LAAS/WAAS →ABAS/SBAS/GBAS (原理) ( 美国应用) ( ICAO附件10)
2015/8/27
43
5. 差分GPS(DGPS)
差分GPS定位系统是由一个基准站、用户 接收机和数据链组成。 在基准站的GPS接收机计算出基准站到卫 星的距离改正数,并利用甚高频数据链发 播。在数据链设备发射功率决定的范围内, 用户站接收这个改正数,对其实时定位数 据进行校正,从而获得更高精度的定位结 果。
洋区航路 陆地航路 非精密进近 精密进近
2015/8/27
41
实现应用需要依赖的技术
应 用 完好性
GPS GPS/WAAS GPS/WAAS
可用性
GPS WAAS WAAS
精度
GPS GPS GPS WAAS/LAAS
洋区航路 陆地航路 非精密进近 精密进近
WAAS/LAAS WAAS/LAAS
2015/8/27
卫星导航技术 在民用航空领域的应用
2006.11.10
2015/8/27
1
微波着陆系统是按照传统导航方法产生的, 很早被写入附件10。延续飞信号导航方法
新航行系统概念的出现,改变了传统模式 发展的前程。新概念 新技术 新应用
其中最具有影响力的是:卫星导航系统和
所需导航性能。 飞数据
2015/8/27
通过电信移动运营商的网络 ( 如 GSM 网、CDMA网)获取移动用户的位置信
息(经纬度坐标)。
2015/8/27
7
手机定位条件
智能手机 + 支持蓝牙连接和扩展存储 卡 + 蓝牙GPS + GPS导航软件和地图。 扩展存储卡是用来安装GPS导航软件 和地图数据。卫星信号是直线传播的, 应该尽量让蓝牙GPS接收设备处于露 天和开放的环境,以保障定位。
2015/8/27 26
PDOP的几何意义及大小
一个空间四面体 体积的倒数: PDOP=1/V
2015/8/27
27
用户定位误差
用户定位误差 = 用户等效距离误差×定位减精度因子
E = URA × PDOP
其中,URA由导航电文给定(人为误差) 90年代期间,URA=32; 当前URA=2,最差的为4
5 m -- by 2015 Multiple signals, reduced atmospheric errors
100 m -- Today One signal, SA “on”
20 m -- by 2006 One signal, SA “off”
2015/8/27
24
3. 卫星导航系统误差源
ICAO GNSS告警门限
2015/8/27
37
航空类导航系统的三种类别
辅助导航系统
(Supplementary Navigation System) 导航系统必须满足精度和完好性要求,不 一定满足可用性和连续性要求。
2015/8/27
38
航空类导航系统的三种类别(续)
主用导航系统
(Primary Navigation System) 在指定的飞行阶段,导航系统必须满足精 度和完好性要求,不一定满足可用性和连 续性要求。
从对DOP值的认识,理解卫星导航系
统工作的基本原理。
2015/8/27
14
1. GPS系统概况
全球定位系统 (Global Positioning System - GPS)是 以人造卫星组网为基础的无线电导航定 位系统。是美国在子午仪卫星导航系统 的基础上发展起来的第二代卫星导航系 统。在海、陆、空环境下实现全球全天 候全功能实时导航与定位功能。
2015/8/27
47
LAAS的效益
飞机的定位误差小于1米,覆盖范围23NM。 LAAS辅助GPS改善航空器在机场进近和着陆 期间的安全。
LAAS能够提供I/II/III类精密进近所要求的高 精度、高可用性和完好性信号。 使服务灵活性和用户运营成本极大改善。
2015/8/27 48
LAAS组成示意
2015/8/27
39
航空类导航系统的三种类别(续) 单一导航系统
(Sole Means Navigation System) 在指定的飞行阶段,导航系统必须满足连续 性、可用性、完好性和精度四个性能要求。
2015/8/27
40
性能与应用要求的一致性
应 用 完好性 Yes Yes Yes No 可用性 Yes No No No 精度 Yes Yes Yes No
卫星定位几何原理
2015/8/27
20
站星距离(空间直角坐标系)
2015/8/27
21
伪距概念(等效误差)
卫星到用户位置
点的距离表示:
R’=R + C ∆t
其中,
R’ 是伪距。
2015/8/27 22
位置解算方程
伪距 = 真实距离 + 钟差影响
2015/8/27 23
卫星导航可以达到的精度
2015/8/27
49
LAAS VDB天线覆盖范围示意
2015/8/27
50
7. 广域增强系统(WAAS)
WAAS的组成: 广域基准站(WRS) 广域主控站(WMS) 地面地球站(GES) GEO卫星
2015/8/27
51
通过GEO卫星广播修正电文
2015/8/27
52
位于Alaska的WAAS 基准站
2015/8/27 44
差分GPS系统示意
2015/8/27
45
差分GPS提高精度的缘由
差分GPS能够消除共通性源自差基准站和用户站间距与相对卫星的距离不 可比拟
在基准站的误差近似于用户站的误差 差分GPS提高精度限于有限范围
2015/8/27 46
6. 本地增强系统(LAAS)
LAAS由地面和机载设备组成。地面设备 包括基准接收机、LAAS地面设施、VHF 数据广播发射机。LAAS机载设备与地面 设备相配合。
2
新航行系统中的两个重要标志
卫星导航技术改变了导航方法,
飞信号飞数据
所需导航性能概念良性发展,
“所需性能的” “基于性能的”
2015/8/27
3
一、关于卫星导航系统 的完整概念
2015/8/27