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假如马航失联客机装上“北斗”
来源:中国航天报飞天科普周刊     日期:2014年04月11日    字体:【】【】【

自马航客机失联事件发生以来,民用航空安全再次引起了全世界人们的高度关注。在此次事件中,中国紧急调动了几十颗卫星,以确保为搜救提供导航、通信支持。

众所周知,飞机是由上万个零部件组成的庞然大物,要完全确保航空安全并不是一件容易的事,需要各种技术措施、严格的规章制度和高素质的从业人员来保证。而卫星导航就是确保航空安全的重要技术保证之一。目前,在这方面,民航系统的标准配置是美国GPS系统。

如灯塔般指引方向

早期的卫星导航系统是通过地面用户与导航卫星之间的双向无线电链路,利用测距原理解算出用户位置的导航系统。我国的北斗一代导航系统基本上采用的是这样的原理。这种导航的优势在于能够实现双向通信功能,也就是人们常说的短消息功能。

然而,由于早期的导航卫星需要对用户提出的导航服务需求进行应答。因此,这类导航系统可以提供服务的用户数量有限,限制了其广泛的应用。

如今,卫星导航系统主要采用了基于伪距测量的时差导航体制,这为导航应用的广泛普及提供了可能性。在这种体制下,导航卫星就像一座“灯塔”,用户只要收到4颗卫星的上述广播信息,就可以测算出自身在三维空间的位置和时间。而导航卫星只广播不接收的设计,理论上来说用户的数量可以是无限的。

假如马航有“北斗”

对于时刻需要清楚自己准确位置的飞机来说,卫星导航提供了其他手段所无法比拟的便利。卫星导航不仅能够提供准确的位置和时间信息,更为重要的是在恶劣的气象条件下,使得飞机的“盲起”、“盲降”更为稳妥可靠。

如果失联飞机上安装了北斗接收器,或者有乘客携带了具有北斗接收机功能的设备,搜救人员就可以找到飞机的踪迹。

未来应用要兼容

美国的GPS系统是世界上第一个实现并广泛应用的基于时差导航体制的卫星导航系统,它采用了倾角55度、高度约为20183公里的半同步轨道,在6个轨道面上共分布有30多颗导航卫星。

另一方面,由于卫星导航信号不需要太高的传输速率,因此虽然导航卫星位于如此高的轨道,地面也可以用很小的终端收到来自两万多公里外的GPS信号,这也是我们今天用手机就能够进行导航的主要原因。

目前,已经有很多卫星导航接收机都可同时兼容多个卫星导航系统。这样,当一个系统出现问题时,兼容机就仍然能够依靠其他系统的信号正常输出定位信息,对航空飞行安全具有极为重要的意义。

虽然我国的北斗二代导航卫星系统目前只实现了我国及亚太周边区域覆盖,但在顺利建成全球导航系统后,将为航空飞行器的导航接收机提供另外一种选择。

另一方面,由于北斗二代导航系统保留了短消息功能,在飞机遇到故障时,也多了一种发出求救信号的手段。这对于提高航空飞行安全,将会有非常大的促进作用。(杨宇光)

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