科技成果

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成果名称: GNSS地基增强系统

成果登记号: 9612020Y0552

第一完成单位: 中电科西北集团有限公司

联 系 人: 陕西师范大学科技处

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 现代交通

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

项目作为新一代国家空中交通管理系统的重要支撑技术,应用于民用航空的精密进近和着陆引导。

GBAS技术在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上,增加了一系列完好性监视算法,提高系统完好性、可用性、连续性的指标,使机场覆盖空域范围内的飞机获得到达CAT I 甚至更高等级的精密进近、着陆引导服务。

经过14年的技术攻关,项目研究过程中制定了中国民航地基增强系统地面设备标准、测试标准和GBAS场地规范,建立了中国民航GBAS标准体系。

自主设计地基增强体系结构,突破了完好性质量监测技术,保证完好性风险得到控制;建立了北斗单双频差分体系并形成标准;形成了具有自主知识产权的GBAS地面设备、多模接收机、测试评估平台。

主要创新内容如下: 1、自主设计具有高精度、高完好性的航空地基增强体系结构。

项目突破了卫星导航信号的低失真接收技术、GNSS多径抑制技术、多频载波相位对码伪距的平滑处理技术、多星座的电离层双频改正模型处理技术、多频点多星座的伪距校正量和距离变化率计算技术,提高了卫星导航精度稳定性,建立了地基增强系统(GBAS)故障模型及系统完好性处理模型;实现了一种应用小波分析的方法实现的码载一致性完好性监测方法;突破了多频点定位误差包络处理技术、完好性风险分配技术,解决了卫星导航完好性问题;首创开发的位置域监测子系统,提出了实时动态电离层监测评估的方法,解决了低纬度地区异常电离层模型下的飞行可用性问题;突破了发布信息性能监测技术和多VDB站信息发布技术,解决了服务性号的连续性问题;研发了地基增强系统地面设备(LGF-1A型)和多模接收机,首次在中国民航申请民用航空导航设备使用许可,是唯一通过中国民航使用许可的产品。

在此方面的创新获得6项发明专利、34项软著、13篇论文,项目成果在空管、航电设备制造等行业大量推广应用。

2、形成了地基增强系统完整技术方案与系列标准。

参与编写"民用航空地基增强系统(GBAS)地面设备技术要求-I类精密进近(MH/T 4045-2017)",适用于该设备的设计、研制、检验以及使用;参与编写"民用航空地基增强系统(GBAS)地面设备测试方法--I 类精密进近(MH/T 4051-2018)",适用于该设备的制造、审定、安装及运行;提出了GBAS的选址安装、场地保护技术要求,并纳入"民用航空导航台(站)设置场地规范(试行)(局发明电〔2019〕3371号)"。

该创新方法形成的4项标准草案,其中3项已被中国民航应用,有力的推动中国民航GBAS标准体系建设。

3、研发了面向航空的实验室测试、地面静态测试及航空器动态测试技术。

突破了动态导航信号模拟和干扰信号模拟技术,有效解决了异常环境下的GBAS性能测试;突破了多星座GNSS地基增强系统连续监测技术、GBAS实时性能统计与评估技术,解决了系统长期性能定位可靠性评价问题。

利用该测试平台成果,首次完成了GPS、BDS单频的GBAS验证,BDS B1/B2双频GBAS验证,并利用校验飞机、空客商用飞机验证地面设备信号的标准性。

在此方面的创新获得3项发明专利,6项软件著作权,8篇论文,实现了从实验室、外场、机场终端区至应用全过程的GBAS测试验证环节,建立了成套地面、空地的测试验证评估体系。

项目通过中国民用航空局的专家验收,2019年12月取得中国民航首张临时使用许可证书,民航局总工程师殷时军在颁证仪式上指出,此次是中国民航办法的首张GBAS设备许可证,同时又是颁发给国产设备,具有里程碑式的意义。

这标志着国产精密进近导航设备实现了零的突破。

中国民航报指出,此次颁证打破了长期以来国外厂商在我国民航精密进近导航设备的垄断,实现了民航空管装备国产化的新突破。

跻身国际相关行业领域,对于加速赶超及引领行业步伐、建设新时代民航强国、提升中国民航国际话语权具有重大意义。

研究成果纳入3项行业标准,获得1项使用许可证书,获得国家发明专利9项,实用新型1项,软件著作权40项,论文21篇。

项目先后获得国家"863计划"、国家科技支撑计划、国家重点研发计划资金支持,获得资金累计8798余万元。

项目成果的应用,打破了我国民航精密进近设备长期被国外厂商垄断的局面,提升了中国民航自主创新和自主可控能力,对于促进中国民航导航新技术进步具有重大的推动作用。

该项目获得的奖励情况包括: 1、局域增强技术:卫星导航定位科技进步奖(三等),中国全球定位系统技术应用协会授予,时间:2012.09.12; 2、终端区局域增强系统:陕西省国防科学技术进步奖(二等),陕西省国防科技和航空工业办公室授予,时间:2013.06.15; 3、陕西省"三秦学者"创新团队,时间:2017年 4、第七届"陕西好青年"集体:陕西省委宣传部等授予,时间:2020年1月。