摘要：党的十八大报告提出，实施创新驱动发展战略，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。中国民航的发展把握好提升运行品质与强化科技支撑的关系，是保证飞行安全的最有效手段之一。 

　　民航航行新技术本身就是创新，新技术的应用推广就是发展理念创新的实践过程。面对要求日益严格的运行标准，紧随国家民航发展战略，践行民航航行新技术应用，是确保民航安全运行的重要保障。 

　　由此可得，新技术的不断出现，弥补了由于硬件设备不可靠所引起的不安全事件，提高了飞行正常率。因此，航行新技术的未来发展，需要我们不断的改进并落实应用。 

　　关键词：航行新技术、PBN技术、ADS-B技术、EFB技术、HUD技术 

　　一、航行新技术的研究意义 

　　加快中国民航新技术应用，可以系统地推进中国民航飞行运行方式转变，提高运行品质与安全水平。主要有以下几个方面： 

　　1、航行新技术发展，着力提升运行品质与飞行安全； 

　　2、机场终端区先进技术项目研究和应用，提高对飞机监控、保障能力； 

　　3、新一代网络综合信息系统建设，提高信息通讯、监管和计算能力； 

　　4、规章体系建设及大型商用飞机适航审定技术，突破关键支撑技术壁垒。 

　　其中，航行新技术发展对航空公司提升运行安全水平、提高运行效率效果最为直接，实施效果显而易见。本课题研究的航行新技术，分别为基于性能的导航（PBN）、广播式自动相关监视（ADS-B）、电子飞行包（EFB）和平视显示器（HUD），分析存在的缺陷，进而研究这些新技术在未来的发展与应用趋势，让新技术发挥更加强大的功能。 

　　二、航行新技术发展现状 

　　自“十五”规划起，中国民航把信息化建设作为发展的战略任务，为将来民航发展航行新技术应用，提供硬件基础、发展环境与建设规范。“十一五”规划首次提出推进新技术应用，推行建立了区域导航（RNAV/RNP）航路，试点推广ADS-B应用，加快GNSS系统的自主应用研究，促进了航路优化、导航系统、监视系统等方面的进步。“十二五”规划期间，航行新技术应用与发展工作委员会的成立使航行新技术得以进一步发展，系统地推动了中国民航飞行运行方式发生转变。 

　　目前，民航新技术发展已进入“十三五”期间，航行新技术发展逐步从推广向全面成熟应用转变。但是，在看到新技术带来安全、效益和效率方面的提升的同时，我们发现了与之相伴而存在的使用风险。因此，改进、完善航行新技术存在的问题，对确保运行安全，提升运行效率意义重大。 

　　三、航行新技术未来发展趋势 

　　（一）PBN技术的未来发展趋势 

　　1、GNSS系统发展 

　　PBN运行的主要导航源来自GNSS系统，GPS是PBN技术得以应用的关键支撑，目前世界各国的星际导航系统相比较美国GPS而言，技术相对落后，限制了PBN在我国民航的广泛应用。因此，推进北斗系统技术革新，是确保PBN技术在未来得以发展的基本保证。北斗系统的发展，可以帮助建设独立自主的卫星导航系统（GNSS），安全可靠地为国家提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，最终实现PBN技术依靠北斗系统为主要导航源的目的。因此，利用以北斗为核心的GNSS技术急需解决以下方面的问题： 

　　（a）陆基导航向星基导航转化 

　　传统的路基导航存在地形复杂、障碍物较多，影响地面导航台信号覆盖，造成导航精度降低。星基导航的应用，可以使信号覆盖更加广阔，航路选择更加灵活降低地面设备的建设数量及维护成本，进而降低导航使用成本。 

　　（b）加快航空系统组块升级 

　　北斗作为GNSS技术中自主设计的系统，是我国现代空中航行系统的重要基础，也是PBN、ADS-B运行的核心技术，可以有效提升航行安全水平和服务质量。国内使用飞机型别众多，机载导航设备能力参差不齐，航空系统组块升级是一项复杂而庞大的工程，通过统一加装、升级北斗导航系统，对支持民族工业成长，提升星际导航技术使用水平有着积极的影响。 

　　2、提高机场终端区导航质量。 

　　机场终端区飞机起降频率高、飞行密度大、导航管理集中，极易影响飞行安全。终端区导航信号易受干扰、导航精度不够，由此对飞行安全造成一定影响，限制了PBN技术的使用。增强机场终端区导航质量（例如，地基增强GBAS），可以提高控制的自动化，提高导航控制效率，降低机组与控制人员的通话数量，避免因人为因素失误造成飞行事故。有助于优化机场空域，改善跑道运行环境，降低机场噪音。 

　　3、坐标系发展 

　　开放各机场跑道坐标保密状态，推广使用公共程序，降低各航空公司差异化运行。跑道坐标处于保密状态，导航数据库的使用需要进行客户化，存在安全性差、使用成本高、系统应用复杂等问题。因此，开放机场跑道坐标有助于提高使用PBN技术的积极性。机场跑道坐标的开放使用，可以推动坐标系的发展、变革，为将来三维直角坐标系的设计提供更多实践经验。 

　　4、加强人员培训任务 

　　PBN技术的应用，人员培训任务涉及面广，包括且不限于飞行员、签派员、性能分析员、情报员、机务维修员、管制员，短期培训很难效果显著。特别是飞行员，在RNP AR与ILS可选择使用的情况下，由于操作习惯性的养成以及对新技术所持有的怀疑态度，很少有飞行员主动选择使用RNP AR。因此，建立分阶段、分层次、分专业的培训体系，确保传统技术与新技术能有效地结合，最终完全适应PBN技术。 

　　（二）ADS-B技术的未来发展趋势 

　　ADS-B主要发展途径分为ADS-B OUT和ADS-B IN，该技术的应用在稳步发展的过程中，还有部分技术方面需要提升。 

　　1、加强机载设备改装及空管地面设施结构调整 

　　我国运行的飞机数量多、种类繁杂，对于老旧飞机需要对部分线路及机载设备（ATC、MMR等）进行改装。加强机载设备改装工作，提高飞机ADS-B拥有数量，从而在尾随程序中，让更多的飞机可以机动到最佳运行高度，缩短飞机间的实际间隔，提高运行效益。加强空管地面设施结构调整，使用ADS-B实施监控，可以避免昂贵的雷达系统建设费用和维护费用，以提供管制员对飞机状态进行监控。 

　　2、发展运用TIS-B和FIS-B 

　　ADS-B系统建立了空地和空空数据链，除自身的监控功能外，还具有TIS-B和FIS-B功能。为充分利用ADS-B数据链功能，需要着力开发TIS-B和FIS-B功能使用，建立运行使用规范。通过TIS-B功能，实现监控周围空域所有的飞机；通过FIS-B功能，让飞行员实时获取气象数据、飞行情报数据等多种信息。从而，完善ADS-B系统整体。 

　　3、ADS-B与二次雷达显示融合 

　　两种监视系统在同一显示器上显示，可以实现数据信息的互补，整合ADS-B与二次雷达的信息资源，从而有效提高监控系统的能力。 

　　4、卫星数据链的应用 

　　ADS-B系统的飞机位置等数据通过GBT（地面广播收发机）接收处理后进行显示，空地数据传输需要在地面建设大量基站，且存在建设成本高、施工条件差、维护成本高等因素。随着北斗系统的发展，将ADS-B数据接入北斗系统，可以增加信号覆盖范围，降低运行成本，提高ADS-B系统运行可靠性。 

　　5、加强对ADS-B应用安全性的关注 

　　ADS-B采用广播式进行工作，飞机机密信息极容易被外界获取，具有信息安全的不可控隐患。同时，现有飞机设备无法关闭ADS-B设备，对于重要飞行的保密性有一定影响。 

　　（三）EFB技术的未来发展趋势 

　　EFB硬件设备分为安装式与便携式，其中，安装式EFB存在装配成本高，设备更新困难，使用操作不便等因素并没有得到普遍使用。便携式EFB的成本支出较低，用户体验感及情景意识强，可实施精细化操作，设备、软件更新方便等具备较强优势，得到航空公司的青睐。因此，EFB发展主要有以下几个方面。 

　　1、加强便携式EFB使用推广 

　　EFB技术的使用，很多人往往只能看到：（1）替代了飞行过程中需要使用的纸质资料；（2）EFB设备的投入与维护成本往往高于纸质资料准备成本。但是，这样的评价是片面的。为确保全面性，本课题以某一航空公司在EFB使用前、后整体成本数据进行分析，如下：（机队数量：70架；机型：全机队Airbus；数据来源时间：2018年运行数据） 

　　根据表1与图2的数据来看，EFB技术的使用带来的优势并非只是减少纸质资料打印管理成本与纸质资料减重节油成本，更多的是关于安全运行、高效运行带来的成本收益。便携式EFB已基本满足运行要求，所以，安装式EFB由于高额的成本，复杂的改装等因素不被航空公司普遍接受。因此，便携式EFB的推广使用会成为主流趋势。 

　　2、加强便携式EFB硬件设备研究 

　　便携式EFB使用环境温差较大，对锂电池的使用有着严峻考验。同时，长时间的使用让设备不断老化。由此，会造成电量跳电、运行卡顿、电池鼓包、机身发烫等问题。不断提升硬件设备的性能，才能确保持续安全、高效地使用EFB。 

　　3、提升软件、网络开发，强化便携式EFB使用功能 

　　便携式EFB在进行软件构型保持，防止数据丢失、损坏以及被盗方面需要提升。与安装式EFB相比较，无法使用管制员和驾驶员数据链通信（CPDLC），进而无法将飞机运行数据（例如ADS-B、通信系统、飞机自身位置、卫星气象等）接入便携式EFB。提升软件、网络开发能力，拓宽便携式EFB与飞机接入方式，不仅确保了运行信息系统的扩展和延伸，而且降低了运行成本，是实现飞机系统扩展的重要途径之一。 

　　4、统一EFB管理 

　　EFB作为面向飞行运行的一个信息分享平台，各个航空公司存在不同机型、不同级别，由此所使用的EFB也存在不同型号以及不同软件应用。统一解决各个航空公司对EFB使用“各自为政”的问题，可以进一步提高运行效率，获得规模效益。 

　　（四）HUD技术的未来发展趋势 

　　1、制定激励政策，提升参与方积极性 

　　HUD的应用，可以极大地降低相关地面设施的建设及后期维护成本，给当地经济和整个社会带来好处。政府作为HUD应用最大受益者，应在政策方面给予航空公司和机场奖励或补贴，从而增加整个民航行业的积极性和主动性。 

　　2、适度推进运行标准政策降低 

　　HUD的应用要让航空公司看到，是否具备HUD运行能力，对公司最低运行标准有较明显差别，鼓励航空公司提升自身运行能力，推进HUD应用。 

　　3、继续扩大和完善HUD与其他技术的融合 

　　HUD作为视景系统发展的基础，为将来其他视景系统的发展奠定基础。增强视景系统（EVS），红外显示外部实景图像；合成视景系统(SVS)，利用存储的地形、跑道、障碍物数据库为基础，结合外部实景综合显示；组合视景系统（CVS），EVS与SVS的综合系统，最终实现精密着陆和零能见度条件滑行。 

　　4、提升HUD显示界面信息元素 

　　飞行中随着需求功能及性能的不断增多和提高，飞行员所需要了解的任务信息也越来越多。HUD显示界面的设计，不能及时根据任务环境进行信息元素的匹配与变化，不能完全满足所有任务环境下飞行员复杂的操作要求；同时，HUD显示界面元素色彩与环境色彩的匹配会存在色彩相近的情况，使得对HUD显示信息难以获取。因此，对飞机HUD显示界面的信息布局以及界面主色彩可以进行自适应变化进行改进，可以提升飞机在不同任务环境下对信息筛选归纳，帮助飞行员更好地获取信息。 

　　四、总结 

　　推进民航航行新技术的发展与应用，必须加强顶层设计，自上而下地循序发展。同时，建立使用反馈机制，由下而上地反馈使用情况，确保新技术在应用过程中能不断革新，提高技术水平。 

　　航空公司作为终端使用者，是新技术应用的直接使用人，也是直接受益人，新技术应用所产生的利弊，航空公司也是最能直观了解。通过本课题，航空公司在使用者的角度对PBN、ADS-B、EFB与HUD技术在未来的发展趋势进行了分析，主要涵盖的方面有： 

　　1、加快航空器硬/软件设备的改装、升级； 

　　2、加强人员技能培训工作； 

　　3、提升卫星通信数据链的发展； 

　　4、提升地面设施建设及管理工作； 

　　5、制定适度规章标准及激励政策，掌握发展节奏； 

　　6、促进新技术与新技术、新技术与成熟技术融合式发展； 

　　7、不断提升、改进新技术应用功能及用户反馈。 

　　其中，航空公司由于所承担角色的限制，新技术的推进工作主要落实在第1、2方面。根据航空公司的使用反馈及新技术国际发展趋势，未来发展还需要科技产业链的不断技术提升，以及从国家层面统筹发展，共同推进新技术应用。 

　　本课题以部分航行新技术为切入点，从上述7个方面提出了对未来发展的考虑，供相关人员借鉴参考。（作者：李钊 昆明航空） 

　　参考文献 

　　[1]胡裕，民航飞机HUD信息布局及色彩自适应设计[D].东南大学，2018 

　　[2]廉浩，浅谈电子飞行包（EFB）的开发与运行[J].军民两用技术与产品，2015(16) 

　　[3]黄正，PBN技术的优越性及在我国的实践应用研究[J].科技风，2018-02(06) 

　　[4]韩明，GBAS着陆引导系统设计认证许可研究[D].