推動民用航空高質量發(fā)展，開拓衛(wèi)星應用新局面—訪航天恒星科技有限公司董事長常明

隨著全球化趨勢的加強，跨區(qū)域的社會經濟活動日益頻繁。近十年來，航空運輸業(yè)在全球經濟發(fā)展中的地位日漸突出，我國民航業(yè)市場規(guī)模已躍居全球第二。在此背景下，我國自主研制的ARJ-21、C919 等飛機完成適航取證，進入民航運營市場，我國的航空制造產業(yè)邁入國產化、自主化時代。

利用導航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等天基資源，可以為民航產業(yè)提供安全、效率、體驗多重保障，推動民用航空高質量發(fā)展。為此，民航局相繼出臺了《中國民航北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用實施路線圖》《中國民航新一代航空寬帶通信技術路線圖》等指導文件，用于指導業(yè)內應用企業(yè)和制造企業(yè)進行衛(wèi)星應用技術普及和推廣。國內衛(wèi)星應用優(yōu)勢企業(yè)積極響應，精準謀劃，提前投入，開展技術和產品攻關，隸屬于中國航天科技集團的航天恒星科技有限公司就是其中的一員。本刊對航天恒星科技有限公司董事長常明進行了專訪。

研究衛(wèi)星應用技術，推動民用航空高質量發(fā)展，符合國家戰(zhàn)略發(fā)展方向

《衛(wèi)星應用》：當前，研究衛(wèi)星應用技術，推動民用航空高質量發(fā)展的前提和基礎是什么?

最為關鍵的前提和基礎是：兩者都是國家戰(zhàn)略發(fā)展方向。黨的二十大報告指出，加快構建新發(fā)展格局，著力推動高質量發(fā)展，加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國……，航天和民航關乎國家安全與國計民生，兩者有效結合與融合發(fā)展，勢必交叉創(chuàng)新形成新業(yè)態(tài)。

其次，我國目前已經建成相對完善的空間基礎設施體系，能夠支撐民航應用與發(fā)展，而且未來體系能力將進一步提升；國家“十四五”規(guī)劃及2035 年遠景目標提出：“打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系”；中國航天科技集團黨組書記、董事長吳燕生在第20 期《求是》雜志發(fā)表的署名文章中強調，航天強國要有成體系發(fā)展空間基礎設施的能力，要加快建設隨遇接入、高速互聯(lián)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，全域感知、全球覆蓋的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，全球鏈接、按需服務的衛(wèi)星導航授時服務系統(tǒng)，響應迅速、精確有效的空間維護與服務系統(tǒng)，大幅提升空間基礎設施應用與服務水平。

再次，是民航自身高質量發(fā)展的需要。民航局相繼印發(fā)《中國民航北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用實施路線圖》（2019）、《中國民航新一代航空寬帶通信技術路線圖》（2021）、《“十四五”通用航空發(fā)展專項規(guī)劃》（2022）等政策文件，對基于空間基礎設施大力開展交通強國建設進行了規(guī)劃和部署。

最后，航天與民航的合作與發(fā)展已經具有良好基礎。2017 年，中國航天科技集團與中國民航局簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方致力于在衛(wèi)星導航與追蹤監(jiān)視、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星遙感以及智慧機場等方面加強合作，目前在追蹤監(jiān)視、衛(wèi)星通信等方面已取得了較好成效。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，為民用運輸航空器賦予了追蹤監(jiān)視和自主導航能力

《衛(wèi)星應用》：北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)已正式開通，請您介紹一下北斗的主要成就和新時代北斗的規(guī)劃愿景。

2020 年7 月31 日，習近平總書記向世界宣布北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通。北斗三號開通以來，系統(tǒng)運行連續(xù)穩(wěn)定可靠，服務性能世界一流。北斗三號在軌30 顆衛(wèi)星運行狀態(tài)良好，星上300 余類、數百萬個器部件全部國產，性能優(yōu)異。實測表明，全球定位精度優(yōu)于5m，亞太地區(qū)性能更好，服務性能全面優(yōu)于設計指標。獨具特色的國際搜救、全球短報文通信、區(qū)域短報文通信、星基增強、地基增強、精密單點定位等六大特色服務，性能優(yōu)越，真正實現(xiàn)了“人無我有，人有我優(yōu)”。系統(tǒng)實現(xiàn)智能運維、在軌衛(wèi)星軟件重構升級，實時全球監(jiān)測評估，及時發(fā)布系統(tǒng)動態(tài)。系統(tǒng)開通以來連續(xù)穩(wěn)定運行，性能穩(wěn)步提升，中國北斗走出了一條高質量、高效益、低成本、可持續(xù)的建設發(fā)展道路。

面向未來，中國將建設技術更先進、功能更強大、服務更優(yōu)質的北斗系統(tǒng)，建成更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系，提供高彈性、高智能、高精度、高安全的定位導航授時服務，更好惠及民生福祉，服務人類發(fā)展進步。

《衛(wèi)星應用》：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與民航領域結合的契合點在哪里？國家相關推動政策力度如何？

MH370 事件發(fā)生以后，國家高度重視民航全球追蹤監(jiān)控體系建設工作，民航局分別于2017 年、2019年接連發(fā)布《中國民航航空器追蹤監(jiān)控體系建設實施路線圖》《中國民航北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用實施路線圖》，將北斗在民航領域的應用劃分為5 個階段，分別為僅用作航空器追蹤階段、航空器輔助監(jiān)視應用階段、獨立式輔助導航階段、集成式輔助導航階段和主導航應用階段。其中，針對于僅用作航空器追蹤階段的北斗追蹤定位設備是實現(xiàn)我國自主知識產權導航技術在中國民航落地生根邁出的第一步，其推廣應用程度直接影響著我國航空器追蹤監(jiān)控體系建設步伐，而主導航應用階段則是我國民航航電產品國產化的最終目標。

《衛(wèi)星應用》：目前北斗衛(wèi)星導航技術在民航領域的應用發(fā)展到什么程度？并請談一下相關設備目前研制情況及未來規(guī)劃。

2019 年民航局委托中國國際航空公司、中國民航大學聯(lián)合承擔 “北斗在運輸飛機應用示范項目”。該示范項目利用北斗短報文技術實現(xiàn)民用航空器的追蹤定位，標志著北斗導航正式進入民航領域。2021—2022 年，民航局飛標司會同中國民航大學先后多次召開應用推廣會議，明確進一步擴大北斗短報文追蹤定位設備的裝機規(guī)模，同時開展以北斗三號為核心的多模式導航接收機研制工作。

多年以來，航天恒星科技有限公司積極探索開展北斗在民航領域的應用研究工作，實施民航北斗追蹤定位設備研發(fā)，完成了民航北斗追蹤定位設備研制，參與北斗CTSO 標準制定，建立了符合民航CCAR-21部標準的質量體系，并最終于2020 年11 月獲得全國首張北斗CTSOA 適航證書，成功中標“北斗在運輸飛機應用示范項目”中空客A321 飛機加改裝任務，目前航空器均已恢復航線運行，獲得有效追蹤數據超過55.9 余萬條，1 分鐘數據成功率超95%。與此同時，航天恒星科技有限公司積極布局主導航應用階段多模式導航接收機研制工作，聯(lián)合中國商飛開展產品技術攻關工作。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，助力低空改革和通用航空高質量發(fā)展

《衛(wèi)星應用》：航空領域中，通用航空作為現(xiàn)代交通運輸界公認的黃金產業(yè)，當前的發(fā)展情況如何？北斗導航衛(wèi)星能為通航產業(yè)提供怎樣的應用方案？

通航產業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)，近年來發(fā)展逐步加快，但我國通用航空發(fā)展仍處于發(fā)展的孕育期。目前面臨的諸多問題，包括空域資源有待釋放，公用機場建設和飛行計劃審批效率有待提高，保障機制構建有待健全，通用航空治理能力現(xiàn)代化水平有待提高，空域和航線受限，成了通航運營的痛點和堵點。

近年來，隨著通用航空的快速發(fā)展以及通用航空導航設備應用需求的不斷增加，為規(guī)范通用航空導航設備，切實保障飛行安全，交通部發(fā)布2021 年第2 號文，對CCAR-85-R2 民用航空導航設備開放與運行管理規(guī)定增加通航相關內容，規(guī)定將通用航空導航設備分為四級，明確對各級導航設備實行許可或備案管理，并對通用航空導航設備的投產開放、特殊開放、定期開放以及撤除管理進行了全方位規(guī)定。同時在2019 年12 月發(fā)布的《中國民航北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用實施路線圖》中為北斗在通航領域的應用規(guī)劃了“固定式/便攜式位置報告” “機載多模式綜合監(jiān)視” “機載多模接收機”三個階段，為北斗在通航的應用發(fā)展提供了指導。

為推動北斗在通航領域應用，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室先后推動湖南、江西、吉林等多個省份通航示范工程項目。其中，湖南省作為全國首個全域低空空域管理改革試點省份，成為北斗通航應用的排頭兵，為后續(xù)通航在全國的推廣應用提供借鑒。

《衛(wèi)星應用》：我們了解到前段時間航天恒星中標了“湖南省北斗低空綜合應用示范項目”，能否對這個項目的建設情況和意義做一下介紹？

根據國家空管委辦公室批復的《湖南省低空空域管理改革試點拓展實施方案》，習近平總書記2020 年9 月考察湖南時的講話精神，結合湖南省“三高四新”戰(zhàn)略、《湖南省國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃綱要》和《關于統(tǒng)籌推進北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用行動計劃的實施意見》，按照“北斗+低空開放”應用示范總體思路，完成改造升級湖南省低空綜合服務平臺，基于湖南全域低空空域管理改革目標和任務，圍繞北斗+低空綜合管控需要，推動通航飛行保障數字化、智慧化、精準化發(fā)展。同時依據湖南低空空域管理改革試點要求，實施“北斗+低空產業(yè)鏈”，不斷提升湖南省北斗低空產業(yè)融合化、規(guī)范化、產業(yè)化發(fā)展和創(chuàng)新能力，推進低空產業(yè)高質量發(fā)展。

本項目建設的意義包括以下6 個方面：

一是通過平臺業(yè)務流程集成，解決民航管制單位對通航用戶高效管理審批問題，提高低空空域資源管理和使用效率。通過空域分類管理、構建低空飛行服務保障體系、建設飛行服務基礎設施等，通過平臺建設整合現(xiàn)有的管理審批業(yè)務流程，通過平臺實現(xiàn)線上的業(yè)務流程，提高通航用戶飛行計劃申請、審批效率，推動低空空域資源的釋放，提高低空空域資源的使用效率。

二是通過平臺覆蓋全生命周期的信息集成能力，解決對低空飛行活動全過程的信息掌握，補充民航管理部門對低空飛行安全和空防安全的管理手段。推進低空通信、雷達覆蓋，完善低空監(jiān)視通信體系，對通航飛機加裝監(jiān)視設備等手段，確保通航飛機“看得見、聯(lián)得上、叫得到”。

三是通過平臺對通用航空信息情報資料的統(tǒng)一收集、維護更新，解決通航用戶線上服務手段缺失、資料掌握不及時不準確的問題，提高通用航空用戶開展飛行業(yè)務的效率。

四是通過平臺對低空運行單位（通航用戶、無人機用戶）的情況掌握，解決對低空空域用戶的運行規(guī)范管理問題，提高各個行業(yè)主管部門和相關部門的管理手段和管理效率。

五是通過平臺與相關產業(yè)的協(xié)同能力，解決通航使用需求與通航用戶之間供需信息不對稱問題，拉動通用航空產業(yè)快速發(fā)展。

六是通過平臺對通航“天、地、人、和”全面數據的管理，分析通航產業(yè)發(fā)展中空管、機場、市場等多方面存在的問題，找到切實可行的最優(yōu)解決方案。

國產衛(wèi)星通信系統(tǒng)，為民用航空器提供安全、效率、體驗多重保障

《衛(wèi)星應用》：請您介紹下我國衛(wèi)星通信領域目前有哪些成就以及未來部署規(guī)劃。

中國航天經過50 年的艱苦奮斗，已經建立了比較完整的衛(wèi)星通信技術和應用體系?！笆濉逼陂g，中國空間技術研究院完成了17 顆通信衛(wèi)星的研制，其中商業(yè)通信衛(wèi)星整星出口已達10 顆，并帶動國產VSAT 設備走向國際市場。

目前，我國由中星、亞太、亞洲、天通系列構成在軌商用通信衛(wèi)星已達20 多顆，信號覆蓋了全球 75%以上的國家和地區(qū)。2017 年和2020 年，容量為20Gbit/s 的中星16 號高通量衛(wèi)星及容量為50Gbit/s 的亞太6D 首發(fā)星的發(fā)射標志著我國進入高通量寬帶衛(wèi)星通信時代，目前單顆高通量衛(wèi)星的通信容量已可以達到我國在軌傳統(tǒng)通信衛(wèi)星的總和。高通量衛(wèi)星通信可以在提升通信容量和帶寬的同時，極大地降低衛(wèi)星流量的資費，極大地促進衛(wèi)星通信應用的發(fā)展。

在“十四五”期間，我國將繼續(xù)大力發(fā)展高通量衛(wèi)星通信和低軌互聯(lián)網星座的建設。已經發(fā)射的26 號和將要發(fā)射的27 號高通量衛(wèi)星的總容量超過 400Gbit/s。這些衛(wèi)星聯(lián)同近期發(fā)射的中星19 號衛(wèi)星將實現(xiàn)對中國全境和“一帶一路”等區(qū)域的覆蓋。我國低軌互聯(lián)網星座計劃于2025 年完成全球組網，可為全球范圍內的用戶提供高帶寬、低時延的衛(wèi)星通信接入服務?！笆奈濉逼陂g，我國通信衛(wèi)星建造水平相比“十三五”將有較大的躍升，衛(wèi)星通信應用及技術發(fā)展也將從以下三方面實現(xiàn)突破：一是衛(wèi)星通信和5G 通信的融合發(fā)展；二是通導結合提供衛(wèi)星綜合信息服務；三是高通量通信衛(wèi)星為發(fā)展機上寬帶業(yè)務提供充足的數據帶寬，在民航領域的應用實現(xiàn)突破。

《衛(wèi)星應用》：您提到“十四五”期間我國衛(wèi)星通信技術將在民航領域實現(xiàn)突破，請問這些突破主要會在哪些方面出現(xiàn)？

衛(wèi)星通信在機載領域的主要應用包括兩方面：前艙通信和后艙通信。前艙通信主要完成地—空的語音、飛機飛行數據、視頻采集數據的傳輸，解決飛行數據及監(jiān)控數據回傳的需求；后艙通信主要指客艙互聯(lián)網接入，為機上乘客提供寬帶網絡接入服務。最終助力民航業(yè)務“安全、效率、體驗”能力提升。

“安全”方面，民航飛機在飛行過程中將產生大量的飛行數據，若航空公司能夠實時監(jiān)控飛機各系統(tǒng)模塊的運行數據，則可及時掌握飛機的健康狀態(tài)，遠程協(xié)助消除潛在風險，有效保證飛機飛行安全。同時幫助地面維修技術人員提前制定飛機著陸后的維修計劃，提高維修效率。

“效率”方面， 2022 年初我國東航“3.21”事件發(fā)生至今，凸顯了我國民航目前缺乏飛機飛行數據和監(jiān)控數據無法實現(xiàn)實時對地傳輸的弊端。同時民航飛機需要通過空地寬帶傳輸手段提升飛機健康管理和應急事件處理能力。當前民航飛機事故調查，主要依賴于分析存儲于黑匣子中的數據。而尋找黑匣子就成為了事故調查的重中之重。據統(tǒng)計，若事故發(fā)生在陸地，黑匣子被找到的概率是82%，如果墜入深海的話，那找到的概率會很低。若飛機能夠將黑匣子中的數據實時傳回地面，就可以做到事故關鍵數據的獲取，降低事故調查難度。

“體驗”方面，當代人們的工作和生活對互聯(lián)網高度依賴，所以實現(xiàn)機上寬帶通信將成為乘客繼飛行安全之后最重要的需求，飛機上實現(xiàn)寬帶接入可以保證人們在出行過程中時時在線，對于航空公司來講，民航業(yè)將迎來疫情后的全面恢復，實現(xiàn)后艙接入互聯(lián)網在提升乘客出行體驗的同時，也將創(chuàng)造民航業(yè)新的服務運營模式。

《衛(wèi)星應用》：目前國外衛(wèi)星通信在民航飛機的應用發(fā)展現(xiàn)狀是什么樣的，我們在民航機載衛(wèi)通產品的研制進展如何，未來又有哪些規(guī)劃？

目前國際上北美航空公司的飛機幾乎全部實現(xiàn)空地寬帶連接，歐洲寬體機幾乎都實現(xiàn)互聯(lián)網接入，窄體機只有少部分實現(xiàn)。在國外，機載衛(wèi)星通信產品已形成產業(yè)規(guī)模。而國內具備寬帶接入能力的飛機不足5%，國內在民航飛機寬帶接入的應用尚處于起步階段。

航天恒星自2020 年開始研制核心技術自主可控的國產高通量機載衛(wèi)星通信產品，其目的是為了打破國外機載衛(wèi)星通信技術和產品在國內的壟斷，填補國內在機載民航衛(wèi)通領域的空白，為我國民航飛機提供安全、可靠、穩(wěn)定、高速的衛(wèi)星通信產品。該產品于2021 年完成關鍵技術攻關和產品研制，2022 年初基于山東航空波音737-800 機型開展適航取證，并于2023 年1 月初通過試飛驗證，成為國內第一家通過適航審查的國產自主機載衛(wèi)星通信產品。

《衛(wèi)星應用》：依托目前衛(wèi)星通信在運輸航空的技術和產品基礎，在通航方面能實現(xiàn)哪些應用？

航天恒星的機載衛(wèi)星通信產品在民航飛機上完成適航取證，說明航天恒星的機載衛(wèi)星通信產品在機載平臺上具備了產業(yè)化能力和應用推廣基礎。通用航空作業(yè)存在作業(yè)區(qū)域點多面廣、近地面任務多，部分業(yè)務作業(yè)路徑具有隨機性，有些特殊作業(yè)在邊界和遠海域執(zhí)行等特點。目前通用航空安全監(jiān)控以塔臺為主，超出塔臺范圍必須靠人工協(xié)助，存在監(jiān)控盲區(qū)。低空遠距離飛行作業(yè)時易出現(xiàn)飛機失聯(lián)失控。通過高通量衛(wèi)星通信的應用，可以很好地解決通用航空飛行器追蹤監(jiān)視及通信問題，實現(xiàn)無縫切換，很好地滿足通航飛機在復雜條件下的飛行任務，并且可以為管制單位提供中低空領域內飛行器的監(jiān)視和業(yè)務數據傳輸手段。在未來通用航空及運輸航空的應用方面有很好的前景。

以通用航空監(jiān)控系統(tǒng)為突破口，為空管部門和通航企業(yè)用戶提供實時有效的飛行器監(jiān)視、跟蹤、業(yè)務數據傳輸、信息采集與發(fā)布以及管理信息化支持，將促進衛(wèi)星系統(tǒng)應用與現(xiàn)代空管服務的快速融合，從而實現(xiàn)衛(wèi)星技術在我國通用航空領域的深入應用，為衛(wèi)星系統(tǒng)民用市場的開發(fā)創(chuàng)造條件、積累經驗，促進我國自主衛(wèi)星應用的產業(yè)化發(fā)展。將直接帶動衛(wèi)星導航、通信產業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)的規(guī)范化和產業(yè)化，形成從運營商到地圖制造商、信息提供商、終端制造商以及軟件企業(yè)的完整體系，凝聚和整合行業(yè)優(yōu)勢資源，培育良性發(fā)展的衛(wèi)星通信應用環(huán)境，帶動自主衛(wèi)星服務產業(yè)的發(fā)展，進而推動中國現(xiàn)代通用航空服務業(yè)的快速發(fā)展。

《衛(wèi)星應用》：我國低軌互聯(lián)網星座將于2025 年完成組網建設，請問我國低軌互聯(lián)網星座的建設將會為機載通信帶來哪些新的機遇？

目前我國機載衛(wèi)星通信是以同步軌道通信衛(wèi)星作為信號中轉平臺，實現(xiàn)飛機與地面的通信，而同步軌道通信衛(wèi)星具有通信距離長、時延大的特點，在實時通信要求比較高的場景方面，應用會有一定的限制，并且我國同步軌道通信衛(wèi)星目前尚未實現(xiàn)全球覆蓋，民航飛機無法實現(xiàn)全球范圍內的寬帶接入。未來我國低軌互聯(lián)網星座建成，可以很好地解決通信時延和通信覆蓋的問題，在此基礎上，機載衛(wèi)星通信可以結合AR、VR、數字孿生和機上健康管理等技術，在地面構建飛機的實時健康狀態(tài)模型，提升飛機的安全飛行保障水平。