新航行系統與試飛安全研究分析論文
1 引言
隨著我國航空工業技術的飛速發展，新型號新科目不斷增多，試飛科目的數量、難度都在不斷增大，為了確保試飛工作的安全，就需要有好的通訊、導航、監視系統予以支援。同樣，民航空中交通流量增長引起的飛行衝突、航班延誤日益突出，發展緩慢的地面裝置滿足不了迅速增長的飛行流量的需要，隨著航天技術和計算機技術的突破性進展，為建立全球模型的航行系統提供了技術基礎。近十幾年來，國際民航組織研究和制定了新的航行系統總體方案，許多國家已經開始了向新航行系統過渡的實際工作。
2 試飛系統的現狀
科研試飛工作最重要的宗旨之一就是“安全”。空中交通管理對於保證安全起著非常重要的作用。當前的軍用空管系統，其通訊、導航和監視情況為：地空通訊主要採用VHF話音通訊，用在地面與飛機及飛機與飛機的通訊，在高交通密度區域和主要航路使用比較廣泛;HF話音通訊用在邊遠陸地地面與飛機的通訊。導航系統採用多種導航系統共同存在，主要有無方向信標系統(NDB)、全向信標/測距儀系統(DVOR/DME)、儀表著陸系統(ILS)、微波著陸系統(MLS)、塔康等。監視系統主要採用雷達監視。
隨著衛星技術、計算機技術的發展，其侷限性越來越嚴重。其缺陷主要表現在以下幾方面：
現有的地空通訊採用話音通訊，缺少數字式空一地資料交換系統，存在著速度慢、易出錯、業務種類受限等缺點。由於地空之問透過話音進行資訊傳送，傳送100個字元大約佔用15~20秒鐘，佔用通道時間較長，而目前VHF頻率資源已非常緊張，使得地空通訊之間的效率低下;長時間的.通話容易造成飛行員和指揮員的疲勞，加上口音不一致，會引起說錯、聽錯或者理解錯;話音通訊也使得大規模的資料通訊受到限制，地面資料庫資訊和機載資料庫資訊都難以傳送;同樣也受到多信宿的的限制。
現有的通訊、導航、監視系統，其訊號大多采取視距傳播，存在傳播距離近、精度和可靠性差等缺點。以甚高頻全向信標(DVOR)為例，其覆蓋範圍最遠達到200NM，無法實現全空域覆蓋;同樣，雷達監視系統作用距離約400km，也不能覆蓋所有空域;通訊系統的HF存在盲區，而VHF通訊距離近。
現行的指揮系統難以適應飛機架次及密度的增加。隨著型號任務的不斷增多，特別是未來多對多目標引導任務，飛機之間的間隔減小，指揮員工作難度急劇增大，一旦指揮員與飛行員處置不當，就可能引起飛行衝突，甚至飛機相撞事故。
3 新航行系統與試飛安全
鑑於試飛工作的特殊性以及現有系統的缺陷，經過分析研究，認為新航行系統中的資料通訊、星基導航監視等技術可以應用到試飛領域，與現有系統相結合，提升保障裝置的可靠性和安全性。
3.1 通訊系統的變革。引進先進的資料通訊鏈路，逐步取代話音通訊電臺關鍵問題是地面與空中資料的雙向傳輸。未來地空通訊系統可提供的業務範圍包括飛行動態、自動相關監視(ADS)、氣象情況、航路最低安全高度告警、塔臺管制、離場管制、進近管制、航路管制、滑行、起飛與著陸情況、飛行員位置報告、飛行計劃資料、飛行員/排程員通訊、飛行情報、維修情況、飛行中緊急情況、機體及電子裝置監測資料、發動機監測資料等安全通訊資訊，這些資訊將以資料通訊為主，逐漸減少話音通訊，最終達到只在必要時或緊急情況下使用話音通訊。
3.2 導航系統的改進。試飛工作涉及各種不同型別的飛機，機載裝置也大不相同，現有的DVOR/DME作用距離有限，無法滿足全空域導航需求，ILS著陸系統對場型要求極嚴，易受臺站周邊環境包括樹木、飛機、建築物等影響，因此其實施思路是在保留現有導航裝置的基礎上，發展衛星導航系統以滿足空域要求，發展差分全球導航衛星系統以改進現有精密進近和著陸的缺陷。
①由全球導航衛星系統(GNSS)提供全空域覆蓋的導航;②差分全球導航衛星系統(DGNSS)將用作精密進近和著陸;③引進現代化改造後的微波著陸系統(MLS)用作精密進近和著陸;④保留慣性導航，並發展組合導航;
3.3 監視系統的改進。試飛監視系統是由一、二次雷達綜合構成，形成了以二次雷達為主，一次雷達為輔的監視模式，構建了一個包括主、被動相結合較為完善的監視系統，保證了現階段的飛行任務。但存在作用距離有限、資料率低、受環境和目標特性影響較大、方位和距離測量精度差、不能滿足對精確引導的支援等缺點，並且存在主監視資訊源不來自本場監視裝置造成的不可控狀況。
結合未來新機型發展的監視需求，以及試飛工作的特殊性，監視系統的發展思路是在本場空域及終端區域須採用一、二次雷達結合的方式，而不能像民航逐漸取消一次雷達。二次雷達採用S MODE(S MODE SSR)代替現有的A/C模式(A/C MODE SSR);在機場及周邊地區安裝ADS-B地面站、為航空器提供機載北斗定位裝置和ADS-B機載裝置等，構建集ADS-B資訊和北斗資訊為一體的監視資訊生成、資訊分發、資訊處理、救援指揮平臺的“ADS-B綜合監視系統”，最終將普遍使用ADS，並且可以和SSR重合。實現對機場場面和全空域範圍內具備ADS-B監視能力的航空器和地面車輛的有效監視，併為人員救援服務提供有效幫助。
結語
新航行系統是一個全球一體化的系統，具有很高的技術水平，需要電子、通訊、導航、氣象等各方面的技術支援。同時，新航行系統是一個以滾動方式發展的系統，會不斷地吸納新技術、新應用，並使其向更趨於理想模式的方向發展。現有的航行系統正面臨著跨時代的改革，本文在理論上闡述了實現新航行系統的思路及意義，後續我們還需不斷促進各項技術變革工作的開展，為全面實現數字化試飛建立保障基礎。