基于北斗-3卫星的飞机追踪系统获批商用！背后是这两家公司的两年探索

12月1日，中国东航正式取得中国民航局颁发的波音737-700/800飞机加装北斗三号民航飞机追踪系统的补充型号合格证（STC），标志着前期已经取得CTSOA的首套基于中国北斗-3卫星的追踪系统可以投入装机商用。

不久前，包含北斗卫星导航系统标准和建议措施的《国际民用航空公约》附件10最新修订版正式生效，意味着北斗系统正式加入国际民航组织（ICAO）标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。

目前在民航运输飞机上使用的，主要还是基于美国全球定位系统（GPS）的卫星定位及导航设备，北斗系统民航国际标准化工作，是其全球民航应用的基础。

基于北斗-3代卫星的飞机追踪系统，是通过国产北斗三号卫星系统获得位置信息，再通过北斗三号独有的短报文功能传输到地面。其获批商用在民用航空领域具有里程碑般重要意义——不仅可以完全满足航迹定位追踪4D/1（以每1分钟间隔记录经度、纬度、高度、时刻）的要求，更多飞行数据的实时转发能力，也将助力飞机健康监控及发动机远程诊断能力的提升，进一步提升民用飞机运营的安全保障水平，并有利于更好的优化航迹降低油耗、助力低碳飞行。

政策推动

2019年，民航局发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》，提出要大力推进北斗系统应用，推动以星基定位、导航与授时技术为核心的新一代空中航行系统建设与运行，按照“从易到难，从便携到机载，从监视到导航，通用运输统筹推进”的总体实施路径，构建以北斗为核心的全球卫星导航系统（GNSS）技术应用体系。

其中提到的中期目标是到2025年底，全面实现北斗系统通用航空定位导航与监视应用，基本完成北斗星基增强系统运输航空定位导航作用的应用，全面推动北斗系统运输航空导航及监视应用。

这一政策，正是中航通用电气民用航电系统有限责任公司（下称“昂际航电”）决定研制基于北斗-3代卫星的飞机定位追踪系统的重要推动力。

昂际航电是通用电气与中国航空工业集团组建的平股合资公司，也是国产大型客机C919的核心航电系统供应商和子系统集成商。

除了为飞机主制造商提供高完整性机载航电产品外，昂际航电的智航业务部门近年来也在针对国内在役的4000多架运输机市场，积极研发专注安全运营、提升运营效率的新产品，基于北斗-3代卫星的飞机追踪系统（下称“GATS”）就是其中的一项重要成果。

在昂际负责智航业务的副总裁闵剑刚看来，公司介入GATS的研制，有其先天的优势：作为C919航电系统主要供应商，具有最高安全等级航电产品的研发及生产能力，熟悉全球民航体系及产品的取证流程，对波音、空客等飞机的系统及数据网络也更了解。这些能力对提高GATS研制效率和成功率很有帮助，并且将推动昂际航电进入北斗导航系统的全球供应链。

于是在2021年，昂际成立了全新的部门，调配了20多人的核心研发人员来推进这一项目。“其实还利用了全公司的资源，比如结构设计、环境测试等工作由公司其他部门专职工程师来完成，再比如质量管控、生产流程等也依托了公司各职能部门，”闵剑刚回忆，这期间，合作伙伴和首发启动客户中国东航的加盟，更是产品成功的关键环节。

2021年10月，东航与昂际航电在第十三届珠海航展上签署了《民航飞机北斗监控系统开发项目合作框架协议》，由东航技术公司联合昂际航电进行北斗三代系统加改装的科技创新研究，计划完成一架B737NG和一架A320飞机的北斗三代系统改装设计取证，昂际航电提供北斗三代机载设备。

“研制的设备需要进行装机测试，也需要听取航司用户对设备如何更好的投入商用的意见，可以说，东航是从一开始就提前介入研发的启动用户。”闵剑刚说，在系统研发的两年多时间中，昂际每周都会与东航技术公司的团队召开项目会，设备的相关地面功能测试、EMC（电磁兼容）测试和飞行测试等也都在东航的飞机上完成。

痛点解决

6月28日，随着东航一架波音737飞机平稳降落在昆明长水国际机场，标志着研发两年多的北斗-3代卫星飞机定位追踪系统试飞成功。

这次试飞历时约一个半小时，充分验证了系统在不同飞行阶段的定位追踪与短报文通信，并全面测试了4D/1和飞机总线数据实时下传等功能。

值得注意的是，实现运行航班4D/1信息追踪的要求，是民航局在《中国民航航空器追踪监控体系建设实施路线图》中提出的，要求在2020-2025间，建成基于自主知识产权的航空器全球追踪系统，实现运行航班4D/1信息追踪。

2014年3月8日发生的马航370事件，唤起了业内对装配更有效的飞机实时监控和信息传输系统的讨论。

当时，航空公司主要依靠应答机和雷达追踪飞机，现代客机也会安装“飞机通讯寻址与报告系统”(ACARS)，以实现机载电脑与地面电脑的数据交换，传递机上各系统的工作情况。

不过，由于ACARS的传输参数和频度有限，并且传输费用高昂，在马航370 事件前，飞机位置报文一直没有建议下传。近年来，为提升运输安全和运营效率，中国民航的飞机普遍以不高于15分钟的间隔向地面传输飞机位置及姿态信息。同时，为确保在可控的成本下信息传递的可靠性，航司还辅助ADS-B和二次雷达一起对飞机位置进行综合监视。即使这样，位置报文数据传递已占航司ACARS总报文量的近20%。

GATS解决了上述痛点。由于北斗数据链可自定义传输策略指定参数和传输频率，其独有的短报文通讯功能可以密集间隔收发位置及飞行参数数据报文：包含航班、尾号、起降机场代码、经纬度、高度速度、剩余油量、俯仰滚转姿态、北斗卫星信号强度及发动机排气温度、发动机滑油量滑油压力等数百个参数，意味着安装了这一系统的飞机，每一分钟的位置都可以被地面知道。

而除了可以实现实时发送飞机的位置和航班基本信息，GATS还可以实现更多数据的空地实时低成本传输，以对航空器进行实时监视和故障预测，保障飞行安全，提高运营效率。

“这一功能其实是跟东航开会时商讨出来的，”闵剑刚介绍，当时东航提出能否把更多一些的FDR/QAR参数（比如发动机参数、起落架状态、系统健康状态等）传下来进行解码和编译，如果使用ACARS传输费用会非常高，使用GATS的传输成本则几乎可以忽略，以东航机队为例，每年可节省超过3600万元的成本。

据了解，GTAS目前已经可以将包括FDR（即大家俗称的黑匣子）所要求的全部88个飞行数据都完整准确的传送回地面运控中心，从而可以帮助航司实现包括发动机远程诊断及健康趋势监控，驾驶舱仪表地面模拟，定制传输飞行数据甚至空地交互等更多有利于安全健康飞行的功能。

而更长远的目标，则是实现利用北斗卫星系统为飞机进行导航，弥补传统导航和监视方式的不足。

国际民航组织曾提到，鉴于当前卫星导航系统只使用GPS这一单一星座，在全球卫星导航的功能和性能方面存在一定不足，需要其他卫星导航星座予以弥补，形成共同发展的新格局。

而中国民航局也定下了相关时间表，要逐步完成所有运输航空器加改装北斗终端设备，实现所有运输航空器使用北斗定位及多种通信技术手段实现自主知识产权追踪监控，并在2035年之前使所有运输航空器具备基于北斗的双频多星座导航功能。

更多产品

闵剑刚透露，目前昂际航电也在与中国商飞公司探讨如何更快地实现国产飞机安装北斗导航系统，而除了基于北斗三号卫星的相关机载系统的研发，公司还在积极自主研发更多新产品，助力智慧民航、安全发展，赋能航空公司践行可持续发展的绿色航空战略。

比如波音787飞机快速获取驾驶舱音频解决方案，就是通过对A664总线网络的参数解析，获取驾驶舱录音数据，辅助QACVR记录驾驶舱语音，为航空公司实现品质监控及事件调查，为安全管理提供主动、预防式的技术保障。目前已有厦门航空、海南航空等在使用该设备。

驾驶舱语音自动识别系统则是运用AI技术自动识别飞行关键阶段驾驶舱语音，自动分析飞行检查单及标准喊话执行情况，并生成可配置的SOP符合性报告和机队整体执行情况分析报告。辅助飞行品质分析和不安全事件调查，为安全管理体系提供强有力的保障。目前已有华夏航空、厦门航空、四川航空等十多家航司使用该产品。

此外，昂际航电还与航空公司及设备供应商合作，提供符合适航规范的货物主动追踪单元，通过物联网云平台提供货物位置、温度、震动、倾斜度等信息。航司及物主可以通过使用该系统实时掌握货物状态，减少物损，提升运营效率，并为设备共享运营模式提供了技术保障。