戴红良 李翱 卜丽娜

摘要：通用航空的低空通信受飞行器、地形地貌、天气等多种因素影响较大，对在航空领域已经使用的甚高频通信、移动通信、卫星通信、机场场面无线通信等技术进行优缺点分析基础上，按照通用航空发展趋势，提出了近阶段国内低空通信应用的部署和实施建议。

关键词：通用航空;低空;通信;应用

1.概述

通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，主要在1000m之间的低空飞行（山区、高原经批准后可适当调整高度）。近年来，随着我国低空飞行服务保障体系推进建设，无人机物流、航空特色小镇、低空飞行旅游等方面发展势头好，已形成“热起来”局面，产业发展具有巨大潜力。

低空通信是保障通用航空飞行安全的重要条件，也是实施低空空域管理和服务的基础支撑。低空通信相关技术手段的合理使用配置、科学部署直接关系到我国低空空域管理配套建设的顶层规划，对于合理开发、高效利用低空空域资源和维护空防安全具有重要的意义。

2.通用航空低空通信技术分析

2.1通用航空低空通信的特点及需求

早在航空发展初期，无线电通信技术就被用于航空器与地面之间通信联系。目前，航空领域逐步形成了由多种无线电通信技术构成的复杂的通信系统。与民航领域基本处于高空通信，通用航空低空通信有着非常显著的自身特点：

1.低空空域通信受地理环境影响大，如山林、丘陵、胡泊、河流、高大建筑物等，低空通信的连续覆盖困难。受无线电通信传播特性影响，单一地面台站的覆盖范围与天线架设高度、航空器飞行高度、地形地貌环境密切相关，并且具有随高度降低而逐步减小的特点。

2.在低空空域内，现有授权频段上用户多，对空电台、预警雷达、二次雷达、塔康、测距系统、敌我识别系统、数据链等均在低空发射无线电信号，低空电磁环境复杂，各种低空电磁信号存在互相干扰，通信效率容易受到影响。

3.通航用户对设备和使用价格敏感，低空通信与监视系统技术体制选择、设备选型，必须充分考虑通航用户的实际承受能力。

因此，低空通信系统的选择，需要在深入分析不同各类通信技术的特点基础上，依据的不同应用范围、对传输质量要求、频率资源和电磁环境等多种因素，采用适当的通信技术。

2.2通用航空低空通信技术分析

目前，适合低空通信的主要手段包括航空甚高频通信、地面移动通信、卫星通信、机场场面无线通信等技术。

1.甚高频通信（VHF）：甚高频地面电台和机载电台是目前空管保障的标准配置设备，适用于视距范围内的地空通信，技术成熟，信号较清晰，受外界干扰小。但现有军民航甚高频电台只覆盖航路航线和中高空空域，在低空空域应用需新建覆盖低空空域的地面甚高频对空台网。

2.低空移动通信：现有地面移动通信网络的主要是4G＼5G通信网络，覆盖范围广，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络。从低空通信实践来看，4G＼5G通信网络能基本覆盖400 m以下空域，适用于速度不高（150km/h以下）的航空器。

3.卫星通信：卫星通信具有覆盖范围广、不受地理条件限制、使用灵活、信道稳定、通信质量好等特点，国内正在使用或准备使用的商用卫星移动通信系统都是由国外运营商提供的服务，如海事卫星系统（Inmarsat）、铱星系统（Iridium）、全球星 ICO 系统（Globalstar）、亚洲蜂窝卫星系统（ACes）和 Thuraya 等。卫星通信的设备和使用成本高，比较适合高端航空器使用。

4.北斗短报文通信：该功能依赖北斗卡（类似手机SIM卡）实现，这使得北斗系统可以不借助其他通信网络情况下，方便对用户进行监控指挥和调度。北斗短报文通信优点是自主可控、兼容导航功能、使用成本较低，缺点是通信能力较弱，民用级仅能单次传送40-60个汉字的短消息，服务频度默认60s。

5.机场场面无线通信（AeroMACS）：该系统是一种基于IEEE802.16协议的安全无线宽带通信系统，使用航路服务系统频段中的5091～5150MHz专属频段，不仅能够用于飞机对地接入和机场各种管理系统，还可以实现新一代空中交通管理对机场移动宽带数据通信的需求。

3.结论和建議

3.1结论

目前，VHF语音通信技术成熟，目前已广泛应用于民航地空通信，设备覆盖范围较广，设备成熟且价格合理，比较适合用于低空通信。移动通信技术更新换代快，4G受地形限制较大，易受山区高楼等地形影响通信质量，5G基站布设难度大，成本高，布设完成后耗能高，目前不能适用于野外大规模布设基站。北斗短报文技术有着不受地形限制，随时进行沟通的优点，但北斗短报文通信只能进行文字信息输送，且有着字数限制，无法进行地空语音通话，需要配合其他设备进行组合通信才能达到方便管理的目的。卫星通信技术优点明显，但目前民用军用较多，C波段和Ku波段业务繁忙，无法大规模应用于低空语音通信;AeroMACS技术先进，信息传递效率高，但技术仍然处于验证开发阶段，有待进一步验证开发，才能应用于低空语音通信，短期内无法应用于低空语音通信。

通过以上分析，本文认为：VHF语音通信技术成熟，目前已广泛应用于民航地空通信，设备覆盖范围较广，设备成熟且价格合理，现阶段适合广泛运用于低空通信。而移动通信技术、北斗短报文技术、卫星通信技术、AeroMACS技术较为先进，但仍然处于验证开发阶段，暂时未应用于低空通信。但随着北斗卫星定位系统在我国不断推广应用，基于北斗系统的低空通信技术会有较大发展空间，会逐步替代VHF通信成为主流应用技术。

3.2建议

综合分析各类低空通信技术特点和发展趋势，提出如下建议：

1.近期（2021-2023年）：在通用航空航线及重点发展城市之间，建议布局建设若干VHF系统，实现900米低空通信的有效覆盖，为通用航空安全便捷飞行数据通信保障服务。

2.中期（2024年以后）：全国范围内，积极开展基于“北斗+AeroMACS”低空通用航空器通信覆盖验证，为通用航空自主飞行提供无盲区通信的保障手段，确保通用航空“叫得到、管得住”。

参考文献：

（1）姜鸿晔.飞机甚高频通信系统测试环境模拟与仿真[D].中国民航大学，2020.

（2）刘飞.基于北斗RDSS的ADS-B数据传输技术研究与实现[D].中国民用航空飞行学院，2020.

（3）何运成.北斗系统在我国民航领域应用现状及发展前景[J].卫星应用，2019（09）：19-24.

（4）石潇竹.低空空域地空通信保障发展建议[J].指挥信息系统与技术，2010，1（02）：10-13+18.

项目来源：浙江省交通运输厅科技计划项目（2020054）