摘 要: 本文基于北斗卫星导航技术，结合民航空中交通导航监控需要，实现北斗系统在GNSS中的应用，本文介绍了甚高频全向信标、测距仪、仪表着陆系统、ADF等当前空管导航监控应用陆基设备，又分析当前空基导航监控ADS-B等卫星导航设备，说明了未来卫星导航的发展方向，阐述了北斗导航在国产替代方面的必要性，说明了北斗卫星替代在机上改装、机下导航监控数据处理应用的思路，为进一步推进北斗卫星导航系统的应用，提高我国民航导航国产化应用的核心竞争实力，具有探索意义。 关键词: 民航,GNSS,导航技术,北斗卫星
引言
随着民航事业的蓬勃发展，以及国际上复杂多变形式，国产替代在民航空管中愈发必要，这对国产相关导航设备、系统和技术的应用有了较高的要求，并满足不断增长的民航运输需要。目前中国使用了 RNP、RNAV 等相关技术飞行，装备了较多的机载设备以满足不同飞行技术条件下的飞行要求，本文将就这些相关在用设备及空管北斗卫星导航监控的应用进行相关研究。
目前北斗相关设备已经广泛应用于渔业、偏远地区的车辆监控、通用航空、户外运动通信、应急搜救等领域。中国民用航空局空管行业管理办公室2015年发布的《民用航空导航技术应用政策》中指出中国民航导航技术应用政策分近期（至2020年）、中期（2021-2030年）和远期（2030年以后）三个阶段。近期在主要航路和终端、进近以陆基导航设施为主要导航源，推动GNSS导航技术的应用，积极开展北斗卫星导航系统的性能评估和试验验证，推进北斗卫星导航系统民航应用及国际标准化工作，中期完善陆基导航设施布局，满足仪表运行和PBN运行需求，推进北斗卫星导航系统的机载和地面设备建设，完善北斗卫星导航系统的运行程序及相关规范，积极推进基于北斗卫星导航系统和其它卫星导航系统混合运行的PBN运行，稳步推进从陆基导航向星基导航过渡。 1导航技术未来发展分析
目前航空常用的导航方式有三种[1]，分别为无线电导航、惯性导航以及卫星导航。无线电导航具备精度高、定位速度快、受时间和气候的影响小、设备简单可靠的特点，被广泛地应用于民航业中。惯性导航是一种自主式的导航方法，它通过精确测量角速度率和加速度信息进行位置计算，不依赖额外外部信息，也不对外部辐射能量，隐蔽性较好，但是其精度较差，所以经常与其他导航设备共同使用。
1.1无线电导航系统
采用无线电导航系统实现的远程导航与定位，导航精度误差会随着航程的增加而增加，而且信号覆盖的工作范围小，定位精度不高。无线电导航系统通过确定飞行器的三维位置，来对空间飞行器进行准确导航。无线电导航有甚高频全向信标、测距机、仪表着陆系统和自动定向机。
1.1.1甚高频全向信标（VOR）
地面发射台和机载设备组成VOR ，该系统属于地面基准导航模式，地面设备通过天线发射 VOR 机载设备以磁北为基准零度，接收和处理地面发射台的方向信息，并通过相关指示器指示 VOR 航空器或航空器 VOR 台的磁方向角，VOR 机载设备包括控制箱、天线、高频接收机和指示仪器。虽然机载设备型号多样，处理方向信息的方法不同，但其基本功能相似。 1.1.2测距机（DME）
测距机（DME－Distance Measurement Equipment）用于测量航空器到固定地点的直线距唐若昕
离。由于它是通过询问和响应工作的，也称为响应/测距机。普通测距机主要用于航路和终端区域的导航 VOR 联合组成 VOR/DME 近程导航系统，还可协助仪表着陆系统引导着陆；精密测距机微波着陆系统的组成部分，引导航空器精密着陆。一般来说，航路测距机的覆盖范围大于或等于 200 n mile，终端用测距机的覆盖范围大于或等于 60 n mile，而精密测距机的覆盖范围在 22 n mile以上。
1.1.3仪表着陆系统（ILS）沈子钰
着陆是民用航空器航行中最重要的阶段，也是事故率最高的阶段。飞行员必须在很短的时间内完成许多高标准的操作。如果只靠目视着陆，一般要求飞行高度不低于 300 m 并且水平能见度不小于 4.8 km，否则，降落安全难以保证。
为确保航空器在不良气候或夜间安全着陆[2]，必须为航空器提供高精度的定位指导信息，并给出航空器与规定下滑道的偏差，目前，大多数军用和民用机场使用仪器着陆系统 ILS（instrument landing system），该功能 ILS 驾驶舱指示仪表显示提供的引导信号，驾驶员根据仪器指示操作飞机或使用自动驾驶仪跟踪仪器指示，使飞机沿跑道中心线和规定的滑角 450 m 将高空引导到跑道入口水平面以上的一定高度，然后司机看着跑道操纵航空器
着陆。
ILS 系统包括 3 个体系统：提供水平引导的航向信标（航向台）、垂直引导的下滑信标（下滑台）和距离引导的指导信标。每个子系统由地面发射设备和机载设备组成。
1.1.4自动定向机（ADF）
公正该如何是好自动定向机（ADF）也称为无线电罗盘，是一种利用无线电技术进行测向的设备，它与地面无线电台（NDB）通过协调，可以测量无线电波的来波方向，从而获得航空器相对于信标台的角坐标方位数据，自动定向机的主要功能是：
1)测量空器纵轴方向(航向)测量到地面导航台的相对方向角，并显示在方向指示器上；
2)定位测量航空器；
3)利用自动定向机判断航空器飞越导航台的时间；
4)航空器飞越导航台后，可使用自动定向机的方向指示器沿预定航线飞行。
1.2卫星导航系统
南京建设工程信息网>迅闪2008
空管使用的人造卫星导航是从天文导航的角度来确定位置，并且使用卫星导航技术，可以发送无线电波到地面，也可以接收地面无线电信号，实现距离、角度、速度、时间等参数，从而实现全球定位。
卫星的定位基准是系统设置在空间中的导航卫星，其空间位置由 3 星历或轨道参数决定，其也被称为星基系统。卫星导航系统通常由星基系统决定 3 部分组成：空间部分、地面监控部分和用户部分。
卫星定位信号的增强利用将改善地面导航信号的不足[3]，使形式复杂、多点分散的地面辅助导航信号改变成单一类型的辅助导航信号，如星基增强系统（SBAS）与地基增强系统（GBAS）的综合应用，就可以让航空器从起飞到降落都使用单一系统来操作，形成一个无缝隙的飞行服务系统。 GNSS 用于民航航空器的飞行，已经在很多方面得到了初步的应用，如航路导航、进场与着陆、区域导航（RNAV）、所需性能导航（RNP）等，均取得了很好的效果。
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