北斗进入国际民航标准，是在民航领域推广应用北斗的先决条件和必经途径，也是北斗产业化、国际化发展的必然要求和重要支撑。

　　自全球定位系统（GlobalPositioning System，GPS）首次应用于民用航空以来的20年间，美欧等国开展了大量全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的民用航空应用技术研究。如今，GNSS已经在民用航空中获得了广泛和深入的应用，从根本上改变了航空运输系统的运行方式，发挥着不可替代的作用。为了推广和规范GNSS的应用，鼓励设备制造商的参与，美国和一些欧洲国家针对GNSS民航应用的技术与设备建立了较为完整的标准体系。

　　我国自主设计、建设和运行的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS），将在2020年左右完成系统的建设，具备提供全球、全天候、高精度的定位和授时服务的能力。

　　将北斗作为我国民用航空的主用导航系统，可使我国民航摆脱对国外GNSS星座的依赖，在保障飞行安全和提高提高运行效率方面发挥重要作用。此外，民用航空是GNSS的最高端用户，北斗在民航的应用可为北斗的技术发展和系统建设提供重要支撑，并推动北斗在其他应用领域的发展。建立北斗国际民航标准体系是在民航领域推广应用北斗的先决条件和必经途径，将有力促进北斗民航应用和相关设备制造产业的发展，也是北斗产业化、国际化发展的必然要求和重要支撑。

　　GNSS国际民航标准体系

　　GNSS民航应用体系

　　在基于GNSS的航空运输系统中，GNSS作为从大洋航路到精密进近和着陆的全飞行阶段的主用或唯一导航系统，是飞行员或自动驾驶系统操纵飞机准确地沿预定航路飞行的基本依据。飞机将机载GNSS导航接收机的定位结果通过空地、空空数据链广播给地面管制系统和临近空域内的其他飞机，形成空地协同监视，具备空地、空空一致的空域态势感知能力，成为实施飞行冲突探测、告警和解脱的基础。在GNSS和空地协同监视提供的泛在、精准、可信导航和监视能力的基础上，空域可依据所具备的导航、监视能力和空中交通的实际需求进行动态规划，并允许飞机灵活地选择最优航路。以上系统相互协作，构成了GNSS民航应用的基本框架，保障航空运输系统的安全和高效，如图1所示：

　　GNSS国际民航标准体系

　　依据标准的制订机构和法律效应，现有GNSS民航标准体系可分为ICAO标准、工业界标准和民航管理部门标准。ICAO是联合国下属专责管理国际民航事务的机构，有191个成员国，建立了一套所有成员国共同遵守的必要标准和规定。工业界标准规范了GNSS民航应用相关机载和地面设备的功能和性能，作为设备制造商设备研制、飞机制造商产品选择和民航管理部门运行概念研究和运行许可等的依据。民航管理部门作为空中航行服务提供商，各国家和地区的民航管理部门根据本国家和地区的具体情况，在ICAO标准框架下，制订了相关空管设备、运行方式、适航许可和飞行校验等的标准。依据标准的内容，现有的GNSS民航标准体系可分为GNSS导航系统信号和性能标准、GNSS增强系统标准、地面系统标准、机载设备标准、运行标准、适航标准、飞行标准、环境测试标准和航空安全标准。

　　在上述GNSS民航标准体系中，具备国际规范和参考作用的标准主要由ICAO、RTCA、EUROCAE和AEEC等组织制订，构成GNSS国际民航标准体系，如图2所示：

　　其中：ICAO标准涵盖了GNSS及其增强系统空间信号接口和性能、增强系统功能和接口、PBN和ADS-B运行、等内容，须全体成员国统一遵守；RTCA、EUROCAE和AEEC等标准包含了与GNSS及其增强系统民航应用相关的机载设备功能、性能和接口等内容，由于这些标准化组织在工业界具有权威地位，其标准被国际工业界广泛参考和采纳，成为事实国际标准。

　　我国在GNSS国际民航标准体系研究方面以学习和跟踪研究为主，主要是通过参与国际标准化组织的活动，了解和掌握GNSS国际民航标准的关键技术，学习GNSS国际民航标准制订流程，尚未形成系统、有效的国际民航标准化能力。

　　北斗国际民航标准研究进展

　　为了促进北斗在我国各行业的应用示范和推广工作，中国卫星导航系统管理办公室联合国家相关行业主管部门，依托北斗国际标准专家组，针对北斗国际民航、国际海事、国际移动通信和通用数据格式的标准化开展研究工作。其中，北斗国际民航标准化是北斗国际标准工作和国际化发展的重要部分。

　　工作体系

　　北斗在我国民用航空的应用将涵盖商用航空、通用航空等方面。商用航空包括航路导航、终端区导航、非精密进近导航、精密进近导航、航路监视、机场场面监视和管理和飞行校验等。在通用航空应用中，由于机载北斗设备简单、价格低廉，利用北斗及其增强系统可以为通用航空飞机在起飞、航行、进近/着陆等阶段提供导航监视等服务。航空应急救援是北斗在通用航空中的重要应用。我国是自然灾害多发国家，对航空应急救援有迫切需求。应急救援场所通常地形复杂、缺少地面设备支持。利用北斗可为航空应急救援提供无缝高精度导航和短消息通信能力，对实现快速到达、安全飞行和应急指挥具有重要作用。

　　为支持上述应用，依据GNSS国际民航标准体系，北斗国际民航标准化工作应面向民航界和工业界2大领域，涵盖ICAO、RTCA、EUROCAE和AEEC4大国际民航标准化组织，开展基于北斗或多模应用的机载设备、SBAS、GBAS、PBN和ADS-B及相关飞行校验技术研究，全面研究和推进GNSS及其增强系统信号和性能标准、机载设备标准、运行标准、适航标准、飞行标准、环境测试标准和航空安全标准等9类标准的内容拟制和标准进入。

　　鉴于国内民航相关自主工业基础薄弱，北斗国际民航标准刚刚起步，北斗系统先区域后全球的发展规划，北斗国际民航标准化工作应包括：

　　顶层设计和总体策略：面向两大领域和四大国际组织建立北斗国际民航标准体系和相关总体策略；研究北斗民航应用和标准化工作需求，分析北斗在民航应用中的性能指标和应用模式，建立应用指标体系。

　　国际标准研究、拟制和国际协调：研究两大领域和四大国际组织的已有GNSS标准及其内容，基于北斗特色拟制相关北斗标准内容并开展国际协调，推进北斗进入各国际组织相关文件体系。

　　基于北斗的相关应用技术研究、设备研制及试验验证：针对北斗及其增强系统机载设备、SBAS、GBAS、PBN和ADS-B及相关飞行校验等技术开展技术研究和必要的设备研制，针对国际标准化工作需求开展试验验证和技术评估，支撑北斗国际标准工作，推进北斗民航和通航应用工作。

　　当前重点热点

　　随着GPS和GLONASS的现代化，以及北斗卫星导航系统和Galileo的快速发展，多星座之间的兼容和互操作，多频率的综合使用，是目前卫星导航民航应用领域的重点和热点话题，也是北斗国际民航标准化必须考虑的技术要素。

　　综合国内形势和国际议题，目前北斗卫星导航系统的国际民航标准化亟需推进3类标准：一是持续在ICAO中推进北斗系统和信号相关的标准；二是在ICAO中推进双频多系统（DFMS）SBAS相关的标准；三是在ICAO和RTCA等工业界标准中参与推进多模接收机的最低运行性能标准（MOPS）。

　　北斗ICAO标准化工作进展

　　围绕北斗国际民航标准工作体系及工作重点，我国目前首先重点开展了北斗ICAO标准化工作。

　　ICAO以《国际民用航空公约》及其相关附件为基础，制定了一系列有关国际航行的航行服务程序、地区补充程序、技术手册、航行规划和通告等技术规范，是一套完整开放的文件体系。《国际民用航空公约》共有18个附件，其中14个附件属于SARPs。与GNSS系统相关部分主要为《国际民用航空公约》附件10卷I——航空电信，对航空器运行各阶段所需要使用的无线电导航系统进行了规定。

　　目前，GPS标准定位服务（Standard Positioning Service，SPS）L1信号和GLONASS标准精度通道（Channelof Standard Accuracy，CSA）L1信号的SARPs已纳入《国际民用航空公约》及附件。GALILEO加入国际民航组织标准框架的工作程序于2003年启动，由于系统建设不断推后，目前仍在讨论阶段中。

　　《国际民用航空公约》附件10卷I中与GNSS相关的主要有3个部分：正文3.7节，通常称SARPs的A部分。主要描述了GNSS服务性能、覆盖范围、射频特征、时间和坐标系统以及导航信息等；附录B，通常称SARPs的B部分。主要描述了GNSS及其增强系统提供民航服务信号的测距码、电文结构和电文内容等；附篇D，通常称SARPs的C部分。主要是对正文和附录B中涉及的服务性能的详细定义和说明，同时为民航应用GNSS系统提供指导。

　　北斗进入ICAO标准框架的主要工作内容就是把北斗相关要素写入上述三部分，并获得ICAO正式批准，主要包括以下步骤：ICAO大会和理事会认可开展工作；NSP在专家层面具体讨论确认北斗SARPs修订草案；提交ANC审议；ANC提交ICAO的理事会；向各缔约国和相关国际组织征求意见；正式修订GNSSSARPs，北斗作为核心星座的一个章节存在。

　　中国卫星导航系统管理办公室联合中国民用航空局已经针对北斗SARPs开展了一系列工作，北斗B1I信号相关内容已在ICAO导航系统专家组（Navigation System Panel，NSP）的讨论阶段。

　　目前，ICAO已认可北斗为可以为民航提供服务的四大GNSS星座提供者之一，支持将中国的北斗导航系统纳入全球框架。2013年正式出版的第二版国际民航组织GNSS手册（DOC9849）中已增加了我国北斗卫星导航系统的描述。NSP已将北斗列入制订SARPs四大核心星座标准的工作议程，与GPS、GLONASS、GALILEO并列。北斗已按计划提交了SARPs草案的A、B、C三部分并得到关注。

　　发展与展望

　　为达到北斗在民航领域应用产业化工作的最终目标，实现北斗信号、服务和性能等全面进入国际民航、工业界相关领域国际组织的标准文件体系，实现北斗在民航、通航等航空领域得到规模化产业化应用，目前面临的主要问题是北斗民航应用的关键技术和核心设备储备严重不足，必须解决三个方面的问题：一是用不用的问题，即北斗民航应用的顶层设计和全局规划急需完善；二是能不能用的问题，即北斗导航性能监测和民航应用效能评估急需开展；三是怎么用的问题，即北斗的民航应用标准体系、规划、政策亟待建立。

　　北斗国际民航标准化工作是一项专业、长期、持续的综合性工作，为解决上述问题，北斗国际民航标准化工作必须有策略有步骤的走全面推进、重点突破之路，走标准研究、应用验证、国际推进结合之路，走系统（BDS/SBAS/GBAS/ABAS）和应用（PBN、机载接收机等）全面开拓发展、并举推进之路，走推进国际民航和产业界研究、认可、使用北斗之路，走国内产业界奋起直追，逐渐加强国际话语权和主导权之路，以及北斗与其他GNSS兼容与互操作之路。

　　在北斗国际民航标准化之路上，我们需要经历国际民航专家的讨论、质疑、反复和确认，国际组织逐级程序确认，国际民航和产业界的质疑和认可，以及国内产业界的成长和壮大。然而，通过明晰确认的责任体系，建立稳定持续专业的技术团队，以及国内工业界的积极参与，北斗国际民航标准化的发展必然可以克服上述难关。

　　作者单位：

　　吴海玲中国卫星导航系统管理办公室

　　薛瑞王志鹏北京航空航天大学