民用航空是安全性要求很高的部門，民用航空導航系統分為單一空中導航系統、手用空中導航系統和輔助空中導航系統。這三類系統都必須經過批准，而且只適於規定的操作或飛行階段。
基本介紹
- 中文名：航空導航
- 外文名：airborne navigation
- 所屬領域：航空
- 分類：單一、手用和輔助空中導航系統
- 重要指標：精度、可靠性等
- 發展目標：完善陸基導航網路等
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我國政策
我國制定導航技術政策的目的是指導民用航空導航系統設施的設計、建設、運行和管理，推進導航新技術的系統性試驗和套用，為有關部門的規劃、決策、技術發展等提供參考。我國民用航空導航系統將滿足不同用戶、運行者和管理者的需求，是天、地、空三位一體的綜合導航系統。
當前我國陸基導航設備總體數量不足，布局不盡合理；導航技術和系統的套用和研究相對落後；GNSS及RNAV等新技術的套用和運行研究相對滯後；導航技術標準、運行程式的自主研發和評估能力滯後。為未來基於衛星導航系統的運行提供所需的冗餘和備份能力是平穩過渡的必要條件，從而突破向背台飛行的限制，重新整合現有導航設施資源，完善陸基系統的冗餘和備份設備網路，充分發揮陸基導航設備性能。對於衛星導航系統，主權以及運行風險決定了使用者必須對其進行有效監測，制定了衛星導航和陸基導航的發展方向，是建設自主監測系統是必然的選擇。必須建立一整套嚴格的從系統開發到套用的質量評估體系，確保信息提供的可靠性。對於陸基導航設備，總體數量不足、布局不盡合理，使用方式上需要實現向基於性能的運行方向轉變。
我國導航系統的發展方向是從提供導航信號過渡到提供基於性能的導航服務。計畫在未來20年的時間內，實現陸基導航系統向星基導航系統的過渡，逐步在民航實施並推廣RNP/RNAV。雖然衛星導航技術發展迅速並在未來全球導航環境中起到重要作用，但至少在可預測的時間內陸基系統仍然要作為GNSS的所有飛行階段的備份系統。
功能要求
GPS在航空導航中的套用更加廣泛，如果按航路類型或飛行階段劃分，則涉及洋區空域航路；內陸空域航路；終端區的導引；進場/著陸；機場場面監視和管理；特殊區域導航，如農業、林業等。
在不同的航路段及不同的套用場合，對導航系統的精度、完備性、可用性、服務連續性的要求不盡相同，但都要求保證飛機飛行安全和有效利用空域。
根據民用飛機港區空域和航路空域即包括飛行的起飛、巡航、進港、進近和著陸整個飛行過程的要求，導航系統應具有如下功能：
①實時提供飛機在極坐標系、平面角坐標系和地理坐標系下的位置；
②實時提供飛機的航向和方位；
③實時提供飛機的垂區高度；
④提供滿足飛行系統要求的數據更新率。
航路導航
航路主要是指洋區和大陸空域航路。各種研究和試驗已經證明，GPS系統和接收機自主完備性監測技術(RAIM)不但能滿足洋區航路對GPS的導航精度、完備性和可用性的要求，而且也能滿足大陸空域航路對精度、完備性和可用性的要求。GPS精度遠優於現有任何航路導航系統，這種精度提高和連續性服務的改善有助於有效利用空域，實現最佳的空域劃分和管理、空中交通流量管理以及飛行路徑管理，為空中運輸服務開闢了廣闊的套用前景，同時也降低了營運成本，保證了空中交通管制的靈活性與可靠性。
進場/著陸
進場/著陸主要由非精密進場/著陸、CAT-I、Ⅱ、Ⅲ類精密進場組成。套用局域偽距差分技術/系統增強，能滿足CAT-I、Ⅱ類精密進場的要求；採用載波相位差分技術，精度可達到CAT-ⅢB類的要求。可以肯定，各種增強和組合系統如LAAS、WAAS、INS/GPS將成為進場/著陸的主要手段，儀表著陸將被最終取代。理論上，GPS著陸系統可以引導飛機沿著任意一條飛行剖面和進場路徑著陸，這就增強了各種機場著陸的靈活性和盲降能力。
場面監視和管理
包括終端飛行管理和機場場面監視/管理。場面監視和管理的目的就是要減少起飛和進場滯留時間，監視和調度機場的飛機、車輛和人員，最大效率地利用終端空間和機場，以保證飛行安全。GPS數字地圖和數字通信鏈為開發先進的場面導航、通信和監視系統提供了全新的技術，可以確信基於GPS/數字地圖的場面監視和管理將為機場帶來很大效益。
航路監視
機載GPS導航系統通過通信鏈自動報告自己位置的這種“自動相關監視系統ADS”已經提出，目前演示和實驗已經證明ADS為飛行各階段的監視都會帶來益處，特別是為洋區和內陸邊遠地區空域實現自動監視業務提供了機會。ADS也為飛行員/管制人員之間雙向數據傳輸和數字語音通信提供了可能。這將極其有效地減輕飛行員/管制人員的工作負擔，同時也增加了ATM的靈活性。
飛行試驗與測試
在新機型、新機載設備、機載武器系統或地面服務系統設計、定型、測試中，基於GPS的飛行狀態參數測量系統作為基準，將使飛行試驗、數據處理和飛行測試變得簡單，並節省了開支。
性能需求
當今，導航系統種類繁多，其功能也不盡相同。為保證載體安全、可靠航行的需要，它應滿足如下性能要求。
(1)精度
導航系統的精度是指系統給出的載體位置、姿態值與真值之間的偏離即誤差的大小。
(2)可用性與可靠性
導航系統的可用性是系統為載體提供可用導航服務的時問百分比，可靠性是指系統任給定的使用條件下和在規定的時間內以規定的性能完成其功能的機率。
(3)覆蓋範圍
覆蓋範圍系指導航系統信號能以給出規定精度定出要求精度的面積或立體空間。它受系統幾關係(許多無線電導航系統，當載體與導航台之間的距離或方位不同時，導航精度便不同、發射信號功率、接收機靈敏度、大氣噪聲等影響而變化。
(4)信息更新率
所謂導航信息更新率是指系統在單位時間內提供導航數據的次數。對導航信息更新率的要求與載體的航行速度和所執行的任務有關。對於航空而言，如其新率不高，則在兩次提供定位數據之叫的時段內，飛機當前位置與上次位置有可能已相差很遠，就會使導航服務的實際精度下降
發展目標
我國民用航空導航技術發展戰略目標是：完善陸基導航網路，合理推進衛星導航系統，形成陸基導航系統、星基導航系統和航空器自主導航並存發展的綜合導航體制，積極推動“自由飛行”概念，拓展RNP/RNAV運行模式，提供滿足不同用戶使用需求的能力，提供為保證安全、提高效益的導航政策、 技術標準、運行要求和設施裝備。
