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我国初步形成完全自主可控的航空监视技术体系

2021-08-18

 

2014年马航MH370事件后,国际民航组织推出全球航空器遇险与安全系统(GADSS)规划。以全球航班连续位置监视、追踪以及安全管控能力提升为代表的航空安全监控技术受到全球高度重视。
以陆基一/二次雷达、广播式自动相关监视(ADS-B) 、多点定位为代表的民用航空监视技术,作用范围有限,难以覆盖地球表面70%的洋区以及大量偏远地区。飞机通信寻址和报告系统(ACARS)、合同式自动相关监视(ADS-C)依赖有限的卫星资源,延时大且不满足自主可控要求。随着我国北斗三号卫星系统建设完成,以及低轨星基ADS-B技术兴起,提供了全新的全球航空监视平台。同时,低空非合作目标绿色监视技术(MIPAR)作为区域性新型监视技术,因不占用频率、成本低、配置灵活等优点,在低空监视领域受到业界广泛重视。综合来看,集成传统监视手段,大力发展新型监视技术体制的优势,形成具有完全自主知识产权的全球航空安全监控体系的条件已初步具备。
2016年7月,国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项“广域航空安全监控技术及应用”项目正式启动。项目面向运输航空突发安全事件和监控通用航空安全风险管控需求,研究基于自主PNT资源和通信资源的广域航空安全监测网技术架构、航空器飞行动态信息一致性/完好性/安全性保障与风险评估技术、星基自动相关监视和多照射源低空监视等全空域航空器高精度定位技术、高风险航迹追踪识别与风险预警技术、北斗机载设备检测与适航评估技术,研制构建功能性验证系统,针对运输航空和通用航空开展验证性应用示范工作,为建立广域航空安全监控网、提升国家空域安全监控能力进行技术探索与储备。
项目由中国民航大学牵头,中国电子科技集团公司第五十四研究所、武汉大学、北京航管科技有限公司、中国民航大学为课题承担单位。采用模型驱动的体系结构建模方法,研究形成了基于自主PNT资源和通信资源的广域航空安全监视网技术架构和规范建议;采用建模仿真、系统研制和试验验证等研发模式,通过自主创新,攻克全空域航空器高精度定位、广域航空监视信息安全可信融合、高风险航迹追踪识别与风险预警等关键技术;通过集成创新,构建了全空域航空安全监视及风险预警、北斗最低性能及高精度增强模拟实验平台,研发了广域航空安全监控网功能验证系统,组织系列校验、通航飞行,开展验证性应用示范。
项目突破关键技术短板,形成面向广域航空安全监控的自主可控核心技术簇。其中,高灵敏度星基ADS-B监视载荷通过天地一体化试验首星“天象一号卫星”实现搭载验证,在全球范围内可侦收航班ADS-B信息,验证了未来星基ADS-B全球组网监视能力;基于北斗的航空器追踪监控得到成功验证,为我国实现全球航班监控增加了自主可控的新手段;多照射源低空空域监视及其组网技术实现新的突破,为我国机场和敏感区域安全监控提供有力保障。上述关键技术的成功突破,打破国外技术垄断,初步形成了完全自主可控的航空监视技术体系,为我国向民航强国迈进奠定了技术基础。
立足本国国情、行业背景和项目研究成果,成功实现国产北斗机载设备应用于波音B737NG、空客A320s飞机的监视与追踪。自主研发的航空器运行监视与安全预警系统已部署到航空运行监控部门,核心技术支撑了北京大兴国际机场配备的高级场面活动引导与控制系统研制,在中国国际航空公司、中国东方航空公司、深圳航空公司等7家单位示范应用。低空飞行航空器轨迹探测技术在郑州新郑机场和上街机场、河南洛阳机场、四川广汉机场开展了通航、无人机、空飘气球探测飞行轨迹监测,为机场运行安全保障提供重要支持。