摘要：当前，中国民航正在大力推进民航强国建设，推动北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）的应用是民航强国建设的重要支撑。民航各单位正在配合开展各个北斗项目的试点试用，全面参与到民航强国建设征程当中。但目前真正落实落地投入实际民航应用的北斗项目并不多，推进的进程仍显较慢。笔者对此进行一些初浅的了解和研究，提出加快北斗在民航运用的建议，以期引起行业关注，推动北斗系统尽快在民航中得到实际应用。 

　　进入新时代，我国经济发展已由高速增长阶段转向高质量发展的阶段。为实现民航高质量发展，中国民航开启了新时代民航强国建设征程，正在按照“一加快两实现”的战略进程、八个基本特征全力推进。民航强国建设要求实施科技创新引领战略，迫切需要具有自主知识产权的新技术、新装备、新系统与民航发展深度融合。北斗系统，是我国自主建设和独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位和导航及授时服务的国家重要设施。推动北斗系统民航应用，加大其在空管、航空器运行等领域的研发和应用，是新时代民航强国建设的需要，更是更好地服务国家发展战略的需要。 

　　一、充分认识北斗系统民航应用的重要性 

　　（一）北斗系统民航应用是民航安全运行的重要保障 

　　安全是民航的生命线，是民航永恒的话题。当前，我国每天有6000架左右的飞机在空中飞行（运输和通用），1.5万个航班运行，近180万旅客乘坐中国民航的飞机，安全责任重大。导航是飞机的眼睛，对飞行安全起到至关重要的作用。当前我国运输航空普遍采用的星基导航是基于GPS基础进行的导航服务，而传统地基导航程序大都是备用。当前，由于世界多极化、不稳定性增加，国际形势的不稳定性、不确定性更加突出，我们面临的挑战更加严峻。美国根深蒂固的霸权逻辑，使得其不仅在贸易上打压中国，还利用新疆、西藏等少数民族问题长期抹黑中国，特别是近期在香港问题上推出了“香港人权与民主法案”，对中国内政进行赤裸裸地干涉。近两年，中美贸易摩擦趋于升级，在一些关键技术上美国屡次使用“卡脖子”手段，在一些长期合作的关键技术上突然断供，给我国的发展和安全带来极大威胁，如华为事件。试想一下，如果突然GPS停止给中国民航的飞机提供导航服务，我们将面临怎样的危机？因此，要切实保障安全，只有推动北斗系统民航运用，实现我国自主知识产权导航技术在中国民航落地生根，才能真正把握飞行安全的主动权。 

　　（二）北斗系统民航运用是民航强国建设的关键技术 

　　强化创新驱动力，推进技术、管理和制度创新是民航强国建设的基本原则，其中技术创新是先导。北斗系统是民航强国的关键技术，其应用更是民航强国建设重要的内容。新时代民航强国建设八个基本特征均与北斗系统密切相关。 

　　拓展国际化大众化的航空市场，需要以北斗系统为支撑构建覆盖全球高效通达的国际航空服务体系和航线网络；打造国际竞争力较强的大型网络型航空公司和建设布局功能合理的国际航空枢纽，需要北斗系统实现对世界级超级承运人所有航班实施安全可靠的全球跟踪、对大型机场实施全方位的场面监视；构建可靠高效的安全保障体系和空中交通管理体系，需要以北斗系统为基础建设多个安全安保等技术保障系统，需要北斗系统更高效地实施空中交通管理；构筑功能完善的通航空体系，需要北斗系统解决低空空域监视问题，破解长期存在的通航飞机在低空看不见的难题；同时北斗系统作为国之重器，也是国际谈判的重要砝码，在增强制定国际民航规则标准的主导权和话语权将发挥重要作用，在培育引领国际民航业发展的创新能力将发挥直接作用。 

　　（三）北斗系统民航应用是民航持续发展的动力源泉 

　　一方面，北斗系统民航应用将极大优化空域资源利用，补齐“空域资源”的短板。随着空域资源越来越紧张，传统的陆基导航已经不适应发展的要求，必须全面实行星基导航来提高空域资源的利用。当前中国民航全面推行航行新技术PBN的应用，但目前所有PBN程序都是基于GPS系统制定的。类似问题在ADS-B监视网中也存在。这种受制于人、把所有发展希望建立在别人的技术上是脆弱的。近段时间以来，GPS信号不稳定的情况屡屡发生，哈尔滨机场多架航班在某县附近频繁发生航空器GPS信号丢失，部分航班出现ADS-B不明原因系统故障，严重威胁飞行安全。在广州空域也多次发生GPS信号不正常现象。我们持续发展的动力不足，时刻受到断档的威胁。北斗系统在民用航空的全面实施，所有的PBN和ADS-B均可基于北斗系统运行，将彻底扭转被动局面，同时极大优化空域资源利用，为保证民航持续发展提供源源不断的动力源泉。另一方面，北斗系统在民航的成功应用，也将“反哺”于北斗导航技术的发展，从而催生更多基于北斗的民航专用设备、设施、系统的生产和改进，为民航业全域、持续发展提供更加有用的支撑。 

　　二、加快北斗系统在民航的应用 

　　中国民航已连续15年稳居全球第二，成为世界公认的民航大国。发展至今，迫切需要有自主知识产权的技术，需要有众所周知的国产大飞机等国之重器，也需要软科学技术提供支撑，特别需要加快北斗系统在导航、定位、授时、通信等方面提供技术服务。 

　　导航。导航是民航对北斗系统最重要的需求，中国民航特别希望能装上自己生产的“眼睛”，精确地起飞、巡航、进近和着陆，使我们的安全飞行更加有底气、更加有保障。直到目前我国一直都采用美国的GPS系统实际星际导航，计划在2035年底构建以北斗系统为核心的，与GPS等其他星座兼容的导航技术应用体系。我国也已成功完成机载北斗卫星导航接收机功能和性能试飞验证，将陆续在国产干线飞机和支线飞机生产上持续跟踪北斗卫星导航系统的发展。加快推进步伐，尽快全面实现北斗对所有民用航空器导航，是中国民航事业发展的迫切需要。 

　　定位。精确定位对民航的运行非常重要。目前，通过地基增强系统，北斗系统对地面目标的定位可以精确到厘米级，部分性能上北斗系统的功能已经领先于世界先进水平。要尽快实现通过北斗系统对所有空中的航空器、地面目标及人员实施准确定位，为空中交通管理提供位置信息，为空中的安全飞行提供技术保障，为机场场面指挥及人员的调配提供信息，为地面的高效运行提供技术支撑。 

　　授时。民航的运行是时间和空间及系统的高度结合。北斗系统有一个重要的功能就是授时，即通过卫星系统为运行生产提供准确的时间。这项功能对民航的运行生产非常重要，民航运行是一个立体系统，空中、地面、网上系统等同时运行，需要时间和空间及系统精确地结合，因此时间的准确性显得尤为重要。试想一下，如果同时在空中飞行的飞机时间不统一、计算的交替通过的时间不准确将会带来什么样的后果？民用航空生产过程中很多环节都精确到秒级，北斗系统授时设备能够达到10ns以上的精度，完全满足民航运行生产的需要。 

　　通信。地面和空中的通讯对飞行非常重要，语音通讯达不到时就需要以报文来实现通讯。北斗系统具有短报文通信功能，而且通信能力较强，单次可发送1000多个中文字符，可以将情节一次性说清楚，还可发送图片等更直观的信息，完全可以满足民航全球飞行的通讯要求。 

　　三、推进北斗系统民航应用中应注意的几个问题 

　　（一）坚持系统性思维构建基于北斗的运行系统是基础 

　　在民航产业链中，每个岗位如飞行、机务、地勤等以及每个单位如机场、航空公司、空管、油料等，既自成一体，又和上下游生产相互衔接，形成民航的大运行体系。行业的系统性，决定了我们必须坚持以系统思维构建基于北斗系统的民航大运行系统，以期形成系统的强大合力。 

　　1.要提高建设的系统性。飞机需要北斗导航、空管需要北斗来监视、地面车辆需要北斗定位，北斗系统民航应用将深度融入每个单位、每个岗位的运行和工作。在北斗系统民航应用的初期，每个单位、各个岗位都将基于北斗系统建立健全各自的运行系统，这些系统都可能由不同的软件生产厂商来开发。系统间能否形成有效地连接，以期实现1+1>2的更高运行效率，将决定北斗系统在民航的深化应用。这要求我们用系统的思维来谋划思考系统建设。以机场为例，首先要站在大系统的角度来构建一个适合机场运行的架构，必须考虑到每个单位、各个岗位的需要，设计多层级、多模块的系统，每个部门、各个岗位的子系统均从属于此架构，才能保证所有基于北斗的系统都有效衔接、高效运转。 

　　2.要推进系统化技术规范建设。由此向上推论，一个行业就必须建立基于北斗系统的技术规范，才能保证全行业都在同样的技术标准下建设系统。更进一步，则应建立国家标准，才能保障各行各业在共同的标准下应用北斗系统。民航局2015年成立了推进北斗卫星导航系统国际标准化与民航应用的工作领导小组，全面推进政策研究、技术标准、产品研发等工作，稳步推进系统规范化建设是一项首先要做好的基础工作。 

　　（二）坚持先易后难推进北斗民航应用是实现路径 

　　安全始终是民航业的生命线。推进北斗系统民航应用，是落实党和国家领导人对航空安全体系建设重要批示的关键措施，必须服务于航空安全体系建设大局。因此，推进工作必须坚持“稳中求进”，即“稳”住安全大局的同时，推“进”系统应用持续向前，直至取得重大突破，实现系统的“全覆盖、可替代”，推动北斗全球民航应用。面对千头万绪的任务，推进工作先易后难、循序渐进，分步骤、有侧重地有序进行。 

　　1.先监视、后导航。监视和导航都是基于定位的功能，但对于飞机来说监视是被动地接受监控，导航是在引导下主动移动。因此导航相对于监视来说更加复杂，是在全过程被监视基础下的有序移动。 

　　2.先地面、后空中。地面纠错成功的机率要比空中大得多，产生的后果也比空中的不安全事件后果小得多，在地面应用相对成熟再应用到空中更为稳妥。 

　　3.先通用，后运输。一方面，通用航空运行的飞机大都速度较小，而且大部分通航飞行与公众安全关联度相对小，一旦出现飞行事故相对于运输航空来说影响也较小，另一方面，通航事业对北斗系统客观存在需求，北斗系统可以解决目前通用航空缺乏监视手段的问题，能极大提升通航安全水平和管理水平，因此，北斗系统在通用航空的应用先行一步，应用基本成熟后再应用到运输航空是可行之道。 

　　4.先国内、后国际。推进北斗系统在民航的实际应用，还有很长的路要走。国际标准的制定、适航审定、国际间的相互承认等，有些工作并非单方面努力就能达到的。首要的是尽快深入推进北斗系统国内运输中的应用，同时坚持开放合作的策略，积极推动北斗系统与其他三大系统的兼容和互操作，直至实现北斗全球民航应用。 

　　（三）坚持协同发展是推进北斗民航应用的重要保障 

　　北斗系统民航应用是一项系统工程，点多线长面广，涉及行业多、单位多，统筹兼顾、协同推进方能事半功倍。 

　　1.要加强行业内的协同。当前，民航业内相关单位都在各自领域内积极开展工作，多个试点项目全面实施，在推进的过程中应加强配合。仍以机场为例，在推进基于北斗的场面监视工作时，所有的驻场单位都应积极参与。机场、航空公司、空管等所有场内车辆和人员的单位，在系统开发、资金投入、规则制定上要保持高度协同。 

　　2.要关注行业间的协同。民航应加强与各行业的协同发展，政、企、产、学、研都要同心同向同发力。政府主导，加强顶层设计；企业积极试点试用；设备生产厂商充分收集使用单位的意见，力求满足使用单位的要求；研究机构提前布局，发挥比较优势，争取早出成果、多出成果。多管齐下，最终实现我国航空公司飞行员，驾驶国产飞机，使用自主知识产权的导航终端设备，接收自己的卫星导航信号。 

　　3.要加强国际间的合作。加强与其他国家、地区民航当局协同与合作，推进国家、地区间适航与运行批准的互认，从而加快推进北斗国际民航组织标准与建设措施的制定；加强与国际民航组织和一带一路国家的协作，共享中国民航北斗系统应用的经验，陆续全面推广北斗在一带一路国家和其他地区的应用。 

　　（四）加快实现北斗在民航部分领域的应用落地是关键 

　　《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》已推出，中国民航计划分三步走全面推进北斗在民航的应用。有些项目实际已在各个领域试运行，部分试验项目正在实施。但到目前为止，进展仍较慢。 

　　一是业内对北斗系统的认知度不高，存在“上热中温下冷”的问题。到目前为止，民航系统内的业内人士对北斗导航技术进入民航应用还很陌生，大都数人都不清楚进展情况，离应用落实就更不知就里。二是试点范围受限，样板数据池代表性不强。如基于北斗定位和机场场面车辆监视与导航项目在中部某个机场试点运行，试点半年以来仅在两台机场地面车辆安装了设备进行测试运行，试点的效果不明显，项目要真正落实到实际应用还非常不成熟。 

　　新技术如果不能在试点阶段积累大量的数据来分析，就很难发现其中存在的问题，也无法有效证明其普遍适用性，科研成果转化将受阻。一项新技术从应用落实到最后成熟需要一个过程，同时也需要时间、实践的检验。因此坚持研发与成果转化“双管齐下”，宣传教育的力度适当强一些，先行先试的步伐适当大一些，使技术研发成果尽快在实践领域有所突破，在实际应用落地实显得尤为重要。 

　　北斗系统民航应用前景非常广阔，尽快推进以实现我国自主知识产权的导航监视授时通信技术在中国民航落地生根，逐步实现我国民航卫星导航应用由量的积累向质的飞跃，将成为新时期民航强国建设进程中最为坚实的一步。（作者：刘波  民航湖南监管局） 

　　参考文献 

　　[1]新时代民航强国建设实施纲要[Z].2018 

　　[2]中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图[Z].2019 

　　[3]吕尔学副局长在民航北斗工作会议上的讲话[Z].2019