Page 38 - 民航空管信息化建设研究

民航空管信息化建设研究

信（Controller Pilot Data Link Communications，CPDLC）等，以对传统语音通信
方式进行补充完善。Uber 拟建立内部通信网络，将结合 ADS-B、手机与近地轨
道卫星网络以及低功率地面微波数据链路，以实现精确导航与实时通信。NASA
将国际民航组织（International Civil Aviation Organization，ICAO）所需导航性能

（Required Navigation Performance，RNP）的概念拓展至 sUAS 中，将 RNP 不同
级别的需求定义为关于 sUAS 运行风险的函数。通过系统总误差（Total System
Error，TSE）计算，能够得出 sUAS 的 RNP 等级水平。2017 年，NASA 与波音
公司针对管制与非管制空域运行环境，为所有类型 UAS 的 CNS 体系架构提供了
设计指南。紧接着，2018 年，NASA 与波音公司在设计指南基础上，为管制空
域运行的大型 UAS，设计了可靠安全的 CNS 体系架构，并提出了关于 UASCNS

的九个技术成熟等级（Technology Readiness Level，TRL），针对 UAS 的通信
网络、数据链路、系统导航、监视技术等方面，分析了各个技术当前的 TRL 水
平以及未来发展部署方式。与此同时，NASA 还探讨了关于 UTM 命令与控制
（Command and Control，C2）通信技术的可靠性、可用性、可拓展性以及其他
性能要求，并提出基于商用蜂窝网络的 UTMC2 链路评估和分析方法。2019 年，
NASA 与波音公司针对 ICAO 与美国航空无线电技术委员会（Radio Technical

Commission for Aeronautics，RTCA）在研究 UAS 通信网络与航空数据链路过程
中存在的 CNS 方案重叠问题，提出了适用于 ICAO 与 RTCA 的通用 UASCNS 体
系结构概念，以确保全球航空具备一致且安全的 CNS 框架。NASA 与路易斯维
尔大学（University of Louisville，UofL）论述了在基于蜂窝的 sUAS 通信中使用
多输入与多输出（Multiple-inputand Multiple-output，MIMO）技术的好处，并提

出了适合 NASA、sUAS 运行的两种 MIMO 配置方式（比如天线的类型、大小和
数量等）。
除了 NASA 等机构的研究之外，RMIT 的 Bijjahalli 等以城市环境中 UAS 的
失效模式作为研究对象，对 UAS 运行的 GNSS 性能进行了综合分析。在此基础
上，提出了考虑城市结构的 GNSS 导航策略。研究结果表明，与传统最小距离导
航策略相比，该方法的精度（约 25%）与有效性得到了明显提高。RMIT 的 Syd

考虑到当前 UAS 飞行主要依托于地面飞手，认为 UTM 通信模式应当主要为地
对地通信，并且提出了建立冗余且高性能的监视系统是 UTM 的关键所在，UTM
监视网络应当为分层网络，包括 ADS-B 与 4G 等蜂窝技术，用以弥补不同网络
之间的差距。2020 年，亿航智能提出建设卫星导航地基增强系统以增强 GNSS

30