面向低空空域有序开放的通用航空机载电子信息平台关键问题基础研究

我国低空空域的逐步有序开放和通用航空产业发展迫切需要研发我国自主创新的通用航空机载通信、导航、监视的终端标准体系和相关设备。本课题组在前期大量研究和42架次试飞基础上，提出基于我国自主知识产权的基于TD移动通信网络底层协议，并裁减修改部分MAC层和网络层协议，使装备在通用航空飞行器的终端设备具有自治和受控两种模式，并能够在管制、报告和自由飞行空域灵活切换，使之既保持原有的公网数据通信能力，更实现在地面BTS导频信号无法覆盖的空域实现单簇100个节点容量的自治模式相互通信和监视，较国外体制更适用于我国低空空域条件。根据前期地面试验和试飞的情况，本课题组将在自组网时频同步、多模式动态切换策略、隐藏暴露终端机制研究和利用终端空间位置信息进行自适应分簇和局部路由等方面重点展开研究，并结合中国民航局、国家空管委的通航改革试点和低空开放试点任务，对研究成果的进行验证和试飞，为标准体系的建立创造条件

在通用航空领域，面向未来的新一代民航运输系统NGATS这一重大而紧迫的需求，逐步建立和发展具有我国特色的通用航空电子系统，着眼我国当前低空空域将逐步有序开放的趋势，发展通用航空的机载通信、导航和监视的航空电子综合化是未来发展的必然方向。能否提供安全、可靠和经济可承受的通用航空飞行支撑技术是我国通用航空技术发展的首要技术瓶颈和制约。.本项研究的主要难点包括以下几个方面：.1、通用飞机种类繁杂，既包括按照CCAR-23部法规取证的飞机，也包括最大起飞重量550Kg以下的运动类或实验类飞行器，既有有人驾驶的飞机，也有无人驾驶的飞机；既有固定翼飞机，也有旋翼机，机型种类繁杂，飞行品质和特性差异极大，适用规章尚未统一；.2、试飞组织复杂困难。由于民航飞行需执行严格的法规和规章，在现役取证的飞机上加改装难度太大。目前，从搭载试飞平台条件而言，运-12和新舟 60最为便捷，但由于相关法规的严格约束，申报流程复杂，从时间、经费等各方面都难以短时间内实现。最终本平台在1款无人机和1款有人驾驶的固定翼飞机上进行了搭载试飞；.3、由于当前民航相关法规和规范的缺失，对于通用航空领域的具体要求尚不统一，军民航对于通用航空管理的具体要求存在较大差异，对于技术标准的不足需要进一步的明确。.主要成果：.1．在基于TDD体制终端的功能划分和面向通用航空移动自组织网络的高动态自组织自适应分簇算法、动态拓扑与路由结构演变等方面提出了一系列创新方法； .2．基于公众移动通信网络底层协议的CNS终端设备应用在通用类飞机的进近过程中的辅助监视中，提出了“受控模式”与“自治模式”的动态无缝切换和过渡，提出了多模式动态拓扑稳定策略，有效克服了在多模式转换过程中的“钟摆现象”，同时进行了新体制与现有1090ES体制的兼容性测试，该项目于2012年底完成了科技成果鉴定，并获得2013年度辽宁省科技进步二等奖。.本项目实施过程中，在航空学报、电子学报等期刊和本领域重要的国际会议(TCMT等)上发表(含已录用)论文33篇，其中在期刊发表论文9篇，在国际主流会议上发表(含录用)论文24篇。培养研究生14名，项目组通过积极参与相关领域主流国际会议、邀请国外专家访问等方式，与国外同行进行了深入的学术交流与合作,先后三批次出访进行学术交流和学习。组织试飞11架次，获取数据量约177Mb.