航天航空概论篇1

统计图中的“多”与“少”

在这张图上能看到，去年全球一共发生了21架飞机运输航班的安全事故，遇难者人数是990人。从趋势对比可以看出，2014年客机失事次数在这80年以来最低的，国际航空运输协会调查后称，以出事航班数量衡量，2014年是最安全的年份之一。不过，就死亡人数而言，2014年无疑是航空史上的“黑暗”一年，以全年990人丧生的死亡数据来看，2014年仍是航空史上令人悲伤的一年。

在单次飞行事故的死亡人数上，不走运的马航遭遇了两次离奇的飞行事故，遇难人数都达到了200人次以上，使一个航空公司的空难死亡人数就接近全年全球空难死亡人数的一半，尤其是马航MH370失联事件，让人们对航空安全，对马来西亚航空的关注到了前所未有的高度。

在遇难地点的统计上，非洲地区仍然是飞行安全事故的高发地区，这和非洲地区不稳定的局势和相对集中的老旧飞机运行有很大关系。我们也能看到，飞安网站上已经了马航370的遇难地点，在接近南极洲的印度洋。看来马航MH370“去哪儿了”在国际航空事故统计专家的眼里，基本上已经形成了共识。

非常有意思的是，以这21起飞行事故发生的飞行阶段来看，我们一直说的飞行“黑色10分钟”，也就是起飞3分钟落地7分钟内发生的飞行事故只有2起，其中起飞阶段更是0起。而在巡航阶段有13起，其实这和飞行时间客观规律是吻合的。因为飞行的绝大部分时间都在巡航阶段，而在这个阶段，飞机遭遇天气，故障，或者不可预知的突发事件的概率也就大大增加，这就是概率学的集中体现。

更好的飞机，更先进的管理

不论如何，从2014年全世界32亿人次旅客使用航空运输来满足其商务和旅游需求来看飞机依然是非常安全的交通工具。

飞机是人类高科技文明和智慧的结晶。自从20世纪40年代开始，飞机开始进入商业运营，成为普遍意义的交通工具，保证飞行安全就成了全人类科学家和飞行专业人士对民航发展最重要的追求，从这个统计表上能看出，从二战以来，随着民用航空飞行数量的大幅上升，每年全球的飞行事故基本上稳定在60次到80次之间。但到了20世纪90年代后，随着飞行制造技术的提升，飞行安全管理文化的普及，飞行事故数量开始逐年降低。全世界最先进的技术和管理都被运用到了飞行安全的发展上，民航系统也在一种紧密的方式运行，并形成了完整的闭合链条来保证航班安全。

开始于20世纪80年代的新技术革命，使得飞机的制造技术有了长足的进步，尤其是空客公司和波音公司所造就的飞机制造业的良性竞争，使飞机的安全性可靠性和经济性都得到了大幅度的提升。比如现在全球飞行最多的新波音737和空客A320系列，就是那个时代开始在各国航空公司普及的。

飞机制造商从气动、推进和系统技术入手，提高了飞机系统的可靠度。材料、电击保护、结构和系统健康监测等方面的进步增强了飞机的安全性，减少了耗油率和维护费用。而减轻材料和结构重量又降低了制造成本，提高了飞机的经济性。比如说在飞机制造中新的合金材料和复合材料的使用，以及新的飞机维护定检制度，使以前（20世纪六七十年代）飞机在空中解体的梦魇般的飞行事故不复存在。

同时，新型的彩色气象雷达和增强型近地告警系统（EGPWS）作为标准设备而不是选装设备配备了所有的飞机，使得飞行员能够避开风切变这样的“气象飞行杀手”，也使飞机可控撞地的概率大幅下降。飞机的避让系统也让飞机冲突这样的飞行事故几乎绝迹。

同样的，地面导航设备的精度也大幅提高。二次雷达，盲降等一系列新技术的使用使飞行迷航的概率大大降低，飞行的安全性大大提高。

以上因素集中反应在这张图表上，我们可以看出从20世纪八九十年代开始，随着航空制造和管理上新技术的发展和应用飞行事故的次数开始有了明显的下降。

中国，从薄弱到杰出

在这图上可以看出，2014年，东亚地区尤其是中国民航安全平稳，还是保持在GOODLUCK（好运）中。

实际上，在20世纪90年代以前，中国民用航空基础薄弱，发展缓慢。当时在国外旅客眼里，“中国民航”是安全记录极差、没有服务、航班延误的代名词。记忆好的人应该记得，中国民航那些年，几乎一年摔一架飞机。中国民航的进步积累和世界民航历史一样，都是从鲜血开始的。

几十年，中国民航从安全记录极差，到超越世界安全记录的平均安全水平，中国民航在飞行安全上取得了长足的进步，这进步需要付出了比国外同行更多的辛勤和努力，这里面承载了中国民航人多少汗水！

从20世纪80年代末开始，中国民航进入了制度管理、规章管理、科学管理的阶段。90年代开始，民航法规开始走向系统化，特别是1996年3月1日，《中华人民共和国民用航空法》颁布实施，这是一部让民航走向正规的“宪法”。从这个阶段开始，民航发展经历了三次体制改革，也形成了现在中国民航三大航空公司并驾齐驱布局，数家航空公司紧紧追赶，良性竞争的局面。2009年，国际飞行安全基金会将全球唯一的“世界民航安全杰出贡献奖”授予中国民航。

尤其是2010年至今的5年中，中国民航提出建设民航强国，重点实施的第一大战略就是推进持续安全战略。引进SMS安全管理系统理念，提出了用文化管理的新概念，使中国民航的安全得到很大的提升。

5年来，我国民航运输总周转量、旅客运输量年均分别增长11.7%、11.1%，运输飞行总量年均增加51万小时，而运输航空百万小时重大事故率为0.03（同期世界平均水平为0.2，美国为0.1），百万架次重大事故率为0.07（同期世界平均水平为0.39，美国为0.19），亿客千米死亡人数为0.0016（同期世界平均水平为0.01）。2014年，中国民航完成运输总周转量748.5亿吨千米、旅客运输量3.9亿人次和货邮运输量593.3万吨，同比分别增长11.4%、10.4%、5.7%。

近5年来，中国民航扎扎实实抓安全工作，2011年、2012年、2013年，民航运输飞行小时同比分别增长9.4%、10.2%、11.7%，人为原因严重事故征候万时率同比分别下降51.7%、48%、64.2%。

航天航空概论篇2

对于水上交通环境的概念,目前在学术界还没有一个统一的说法;不同的学者从不同的研究角度出发有不同的定义。目前比较典型的定义是《海上交通工程》一书中提出的:船舶运动所处的空间和条件。

该定义对水上交通环境所包含的主要内容作了较详细的解释或说明,为我们研究水上交通环境提供了极大的帮助。然而该定义主要针对海上或海港中的船舶航行而提出的,对内陆水域中的舟部白航行片与况讨论较少。为了增强水上交通安全意识、保障船舶航行安全、营造舟翻白航行的良好空间,我们有必要全面讨论一下水上交通环境这一概念的内涵和基本构成。

二、水上交通环境的概念

环境的概念有广义和狭义之分,广义的环境目前还没有一个统一的说法。《中国大百科全书(环境科学卷)》,“环境”一词一般是指“围绕着人群的空间,及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。”西方整理的《韦氏新大学词典》(第9版)中“环境”一词的含义是“环绕的情况、物体坏口条件。”

综_丘所述,对.环境的广义定义可以这样认为:环境是个相对的概念,一般是指围绕某个中心事物的外部世界;中心事物的不同,环境的概念也郊宣之不同。

本文就是想引用广义环境的思想来讨论水上交通环境的概念。水上交通环境是指以水上交通工具(本文主要是指船舶)为中心对象的环绕舟朋白运动的世界。构成翔酗白运动世界的因素有很多,主要考虑对船舶航行及水上交通形势产生影响的因素。

有了上面的定义框架,下文就根据定义划分一下水上交通环境的具体内容,并简要解说各要素对船舶航行造成的基本影响。

三、水上交通环境的内容及要素

水上交通环境是一个开放的系统,其内容随着研究、探索的深人而不断丰富、完善。根据对船舶均蒯于造成影响的控制策略范畴不同,我把水上交通环境的内容划分为天然和人为两大范畴。

1.禾然的水上交通环境

本文将天然存在而未经人为改造或不含人为因素的水上交通环境要素归纳为天然的水上交通环境。天然的水上交通环境要素对船舶航行的影响是由于其天然属性所决定,要控制这些因素对舟部白航行的影响主要靠掌握其基本规律和属性,进才孙页防、预控和利用。

(l)水域的自然环境

本文所指的水域包括海区水域和内河水域。船舶运动所处的水域自然环境主要包括气象、水文、水;咖亩质等。

¹气象:主要包括风、气温、降水、雾、雪、雷慕等。

风对船舶的影响主要是致使船舶产生改向、变速、漂移;而大风及台风则可能倾覆和吞没船舶。极端气温使船员难以作业和导致启肋白无法航行。降水、雾、雪主要是影响殉助白的能见度。雷暴则会对舟部白的通信系统产生千扰和破坏。

º水文:主要包括潮汐、潮流、波浪、水流及水深等。

在海区、海港水域,我们主要考虑潮流、潮汐、波浪等。潮流的主要影响是使船舶偏离计戈U航线和改变航速。潮汐影响船舶的吃水条件。船舶进出港时,当水深条件不足时,我们通常避开低潮,选择合适潮高进出港。波浪则使船舶产生摇荡表现为楼袭恶、纵摇、垂摇。

在内河水域,我们主要考虑水流、水深。水流将产生水流作用力使船舶产生变速、改向和漂移。水深主要影们翩吕舶的吃水。»水域底质、碍舟彭吻水幼东质及其演变直接导致航道的变迁。如果没有及时发现航道的实际变化,将会导致船舶的触礁和搁浅。水域中的碍航物如果没有及时发现和清除,将导到动吕舶与碍航物的碰撞。

(2)天然的航道条件

航道有天然航道和人工疏浚航道之分,各自对钧部白航行的影响也有所不同。这里指天然航道,即未经人为改造的航道。其内容主要包括通航宽度、通航水深、航道曲率半径、净空宽度、净空高度。在内河及受限水域中,天然航道的尺度将在一定程度上限制船舶的航行。

(3)影响舟韵白髦从性的主要外界因素

¹风、流的影响

前面已经讲过风、流对船舶航行的影响表现为风和流作用将致使船舶改向、变速、漂移。在这里简要讨论一下风、流对船舶操纵性的影响。风作用还会导致舟邵白产生横倾、偏转、操舵保向性能变差。流蒯合舶操纵性的影响相对来说要复杂一此,由于流速、流向、流态影响舟肋白螺旋桨和舵的工作状况,船舶受均匀吐水流作用,航速和冲程、舵效、回转性能将会受到较大影响。

º受限水域对,舟助白的作用:主要包括浅水效应、岸壁效应、船间效应。

浅水效应导致船舶阻力增大,船速下降,船舶回转阻有旨下降,航向稳定性变好,而在水域两侧深浅不同的河段还会产生航向难控现象。岸壁效应有岸推和岸吸两种,岸推现象将使船首偏向河心,岸吸现象使船尾偏向岸壁。船间效应产生的相互吸引或抖沂作用致使均酗白波荡和偏转,而发生碰撞。

2.人为的水上交通环境本文将凡是涉及到人为因素的水上交通环境要素归纳为人为的水上交通环境。人为的水上交通环境要素对船舶航行的影响都与人为因素有关,只是方式和程度有所不同。要控制人为的水卜交通环境要素对船舶航行的影响:一方面要控制其天然属性产生的影响,另一方面则要对入员和人为操作进行科学管理和控制。

(l)人为创造的海事法规及海事管理乎荀拖

为了从带IJgh保障航海安全、保护水域助航设施及环境、防止船舶污染水域,1Mo和我国政府市徒了相应的海事公约、法知环口海事管理士勘拖。¹人为制定的海事公约及法规关于保障航海安全的公约及法规:主要包括,国际海上人命安全公约(solas公约),中华人民共和国海上交通安全法,中华人民共和国内河交通安全催妊里条例等。关于保护海洋环境的公约及法规:国际防止船舶造成污染公约(MarPol公约),中华人民共和国海洋环境保护法,中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例等。º人为制定的海事管理措施主要包括:船舶登记与签证、Psc监控措施、舟助白安全作业监督;引航报务、航千孙函告服务、vTS监控、船舶定线制;水上水下施工作业催社里等、航标条例、航道管理条例等。

(2)水域的船舶通行状况

水域的交通状况主要由该水域的蟾舶通行状况所表现,水域的船舶通行状况包括船舶个体表现的运动特性和均的白群体形成的运动态势两大类。船舶个体表现的运到珠芋性主要是船舟白领域范围、舟助白避碰行为。这些内容与人为操作有着直接的关系。舟翻白群体的运动态势主要包括均部白流、均细白流量、航迹分布、船舶密度分布、舟啪白速度分布。这些群体要素与人为因素间接相关。船舶个体表现的运云圳寺性和船舶群体形成的运动态势直接影响着该水域的交通状况好坏。有序、和谐的交通状况将从宏观卜保障船舶航行的安全。

(3)人为仓lJ8的航行保障设施

为了保障均翻白的安全航行,我国政府修建或设立了配套的舫行保障设施。主要包括助航设施和导航设施。¹人为创造的助航设施主要包括规划舟解各、修建港口、疏浚航道、设立锚地、修建防波堤等。念潞的规划主要是为了指引船舶航行。修建港口通常供船舶靠离和停泊。疏浚航道主要是为了适应航运和经济的发展,人工疏浚和加大航道尺度以供各类船舶通行。锚地可以i助吕舶安全临时停泊,以装、卸货和等候进港。防波堤减少了风浪和潮水对进出港舟助白的冲击力。º人为创造的导航设施人为创造的导航设施主要包括航标和通信导航设施。航标供均助白确定船位、航向、避离危险,使船舶沿航道或预定航线安全航行。通信导航设施供均助白导航和进行无线通信。

四、总结

水上交通环境的内容和要素极其繁多,并且水上交通环境是一个开放和逐步完善的系统,本文就不做详尽的例举和划分。本文仅对水上交通环境的定义和构成要素戈吩作出探讨,解说各要素对船舶航行造成的影响,以嘴更深析和整合组成水上交通环境的各个要件,希望能为深人和系统地讨论水上交通环境的概念作些尝试或探索。

讨论水上交通环境的概念并不是单纯为了讨论一个名词概念,而是为了丰富、完善水上交通环境的内容及要素,及以后分析这些要素的基本属性、形成原因、对船舶脚于的影响及其在大水上交通环境中的作用和地位,启发探索水上交通环境的思路和方法,以制定科学、系统的方法来控制这些要素,为保障船舶安全航行,保护海洋环爆豁及务。

五、展望

水上交通环境是一个开放的、科学的系统,为了保障船舶和人命、财产安全,保护海洋环境,使舟部白在各种水域中航行时,都有一个安全、和谐的通航环境,笔者认为针对下列几点,对水上交通环境这一系统作进一步的讨论和探索是有必要的:

(l)全面探索水上交通环境的内容和要素,以系统和科学地整合水上交通环境的概念。

航天航空概论篇3

关键词：航空运输，航班延误，延误特征，延误规律

Analysisofdomesticairportflightdelaydistribution

XUXiao-mei，CHENXing，ZHUXiao-qian

（AirTransportDepartment，ShanghaiUniversityOfEngineeringScience，Shanghai201620，China）

Abstract：BasedonfiveairportstrackingstatisticswhicharetheBeijingCapitalInternationalAirport，ShanghaiHongqiaoInternationalAirport，GuangzhouBaiyunInternationalAirport，ChengduShuangliuInternationalAirportandHarbinTaipingInternationalAirport，thearticlehadusedBayesianmodeltoanalysisofdifferentairlines，differentperiodsofdelaylength，delayrateandthelawofthecycle，inordertoprovideareferenceforoperationschedulingandrecoveryincaseofabnormalfright.

Keywords：Airtransport，Flightdelay，Delaycharacteristics，Delaylaw

1.引言

民航业的快速发展，使我国空域日趋拥挤、机场更加繁忙。近年来航班延误现象愈演愈烈，严重影响了机场、航空公司和旅客的利益，广大旅客对出行延误反映强烈。中国民用航空局出台了一系列措施，努力减少航班延误，但延误现象还是时有发生。一个机场的延误程度究竟如何，不同航空公司、不同时段的延误情况需要定量的数据进行刻画，同时也是进一步采取改进措施的基础。

目前国内外对航班延误分析较多，就知网、万方等知名文献收录网站显示“航班延误”相关文献共计8330余条，其中部分文献从定性角度就航班延误原因及航班延误服务进行了一定程度的研究；部分文献将算法的知识引入到航班调度中，从而建立了进港航班离散时间模型，以减少可能引起的延误；也有文献对运用预警管理理论，对航空公司航班延误的风险进行综合评价，最后采用最大隶属原则对航班延误进行风险定位；还有文献针对航空公司延误成本提出模型并作研究。但上述研究对机场航班延误的统计规律有所忽略，未对延误规律进行系统分析。

此次调查进行了为期一个月的数据采集，选取北京首都国际机场（PEK）、广州白云国际机场（CAN）、上海虹桥国际机场（SHA）、成都双流国际机场（CTU）及哈尔滨太平国际机场（HRB）作为研究对象，2013年这四个机场的旅客吞吐量名次分别为1、2、4、5、23，机场规模上既有同级对比又有层次上的区分，同时该五个机场分别位于我国的华北、华南、华东、西南以及东北位置，地理位置覆盖面广泛，使数据、结论更全面、更具客观代表性。数据收集主要针对以上各机场的延误航班、航线、时刻、时长以及延误因素等进行记录。

2.延误特征分析

2.1四大机场航班延误总体情况

图2.11、图2.12呈现四大机场的平均日航班总量及延误班次情况，结合此二图可以得出航班延误班次与一个机场的规模、业务量以及旅客吞吐量等相关联，航班总量越大，延误次数越多。从图2.11中可知哈尔滨太平国际机场的日平均延误次数处于四大机场的最低位，但相比其他三个机场其航班延误率却是最高的，说明该机场在运营管理调度上还需做进一步改善及合理的规划。此外，该部分数据收集处于冬季阶段，不排除由冰雪等恶劣天气造成的不正常航班导致其延误率增高的可能性。

2.2四大机场航班延误时长分析

汇总一个月的延误数据，四大机场延误航班在时长的分布上如图2.21.

从结果来看，延误时长大多数都在4小时以内：0-0.5小时内递增，以0.5-1小时为转折点，在1-2小时、2-3小时、3-4小时和4小时内递减，而4小时以上的基本为0。A点是在0.5-1小时该延误时间段中延误班次次数的最高点，延误率为46.34%，而0.5小时以下及1-2小时的延误率分别为26.64%和26.18%，说明此时段造成延误最可能的原因是地区的流量控制，当飞机多、流量大时，容易受到其他地方的管制限制，特别是在天气达不到飞行标准时，延误时长可能延至2-4小时，但此类延误率为5%。北京首都国际机场是中国地理位置最重要、规模最大、设备最齐全、运输生产最繁忙的大型国际航空港，所有时段的延误率37.4%。而广州白云国际机场也是重要枢纽机场，延误率达到39.15%。其中机场规模最小的HRB机场在2013年每日平均旅客吞吐量仅有2.8万人次，延误率为5%左右。综上所述，还可以得出的结论是航班延误次数是与机场的客运吞吐量基本成正相关的。

图2.22是北京首都国际机场、广州白云国际机场、成都双流国际机场及哈尔滨太平国际机场同一时间内各机场进港到达时的航班延误时长情况，延误率分别为33.05%，37.82%，23.09%，6%，且每个时段的延误情况与离港延误趋势大体相同，从总体上来看，进港的航班延误总次数为3040班次，而离港的航班延误为1656班次，每个时长内的延误班次也多于离港的班次，大致原因是离港的航班受到的限制条件多，比如：进港的航班流量控制，调度力不足等，但也不排除进港航总数本来就比离港航班总数要多的原因。该图中成都双流国际机场延误趋势的线段在1-2小时内的延误率也相对较高，其原因可能是成都处于盆地地区，天气变化情况较大。

2.3四大机场航班延误周期规律分析

图2.31为上海虹桥国际机场4月份内四周平均每天的延误班次，数据显示周期内各天的延误呈波动规律，其中周二的延误班次最多，周六最少，周一、五、日的延误班次基本维持在同一水平线上。周二延误次数最高的可能原因是位于一周的前端，公务的出行及返航人员相对集中，航班次数较多，导致延误增加；而周六处于双休日中，避开了公务、旅行的往返高峰，因而呈现最低延误；周一、五、日三天延误班次虽呈相当水平，但处于周期的不同时间段，导致其航班延误的因素各有不同，周一公务出行需求较周末明显增加，周一的航班延误班次低于周二的可能原因是周一因公务返程而导致的客流量增加低于周二；周五、周日分别处于公休日的始末位置，因假期出行、返程带来的出行量增加，分别是周五、周日航班延误次数较多的主要因素。

图2.32是上海虹桥国际机场4月份平均每天7：00-21：00的航班延误班次。早上7：00-9：00的延误班次达到一天中的最低值，约为10次。这个期间起飞的，除了早班机还有一些备降在该机场的过夜班机，相对而言受天气和流量控制的影响概率比较小。此外，上午9：00、10：00、下午12：00，航班延误次数仍相对较低，也是可以选择的出行时间。12：00以后，延误班次就呈较快速度增长。其中14：00的延误班次达到一天中的峰值，说明此时段客流量较大，航班调控受到其他航班的影响也较大，航班累计延误也可能是造成该现象的重要因素之一。15：00后延误航班班次小幅减少。

3.结论

总的来看，我国机场航班延误时长主要分布在0.5-1小时之间，1-3小时延误时长的数据呈较明显的下降趋势，4小时以上的延误较少。此外，在进离港对比中，离港延误发生概率略高于进港延误，其原因主要为航班流量控制等。以一周时间为研究周期时，数据显示周二的延误班次最多，周一、周五、周日次之。同时，一天的时间段中延误高峰集中于13：00-15：00，其中累计延误是导致该时间段延误集中的主要因素。因此，旅客可避开以上延误高峰期，选择合适的时间出行。

参考文献

[1]曹卫东.基于改进贝叶斯网络结构学习的航班延误波及分析[D].天津：天津大学，2009.

[2]曹卫东，丁建立.航班延误树的构造与波及分析[J].计算机工程与应用，2008，44（16）：202-210.

航天航空概论篇4

摘要：本文从研究我国民用航空运输合同中的销售的法律关系入手，对销售的概念、类型、法律特征、航空运输销售权的性质、授予、限制、消灭、法律责任和我国销售中的三处漏洞加以分析和论述。

我国民用航空运输业在1980年3月15日理顺民航管理体制，结束了空军代管的历史。在1987年12月11日，民航总局又正式颁布了《国内航空运输销售人管理暂行规定》，初步确立和规范了航空运输销售制度。自此以后，民航运输业和航空运输销售业获得了空前的发展，但是关于航空运输销售制度的法学研究，还是严重滞后于形势发展的。

一、和航空运输合同中的销售

航空运输合同，顾名思义就是指航空承运人将旅客及其行李或者货物运送到约定的地点，旅客或者托运人向航空承运人支付运费的合同①。是指一方授予他方权，他方依权与第三方进行法律行为，其行为后果由一方承担②。此中“一方”称为本人、被人，“他方”称为人或受托人，“第三方”称为第三人或相对人。的发生过程是由本人授权行为――人行为――本人与第三人的权利义务关系共同完成。航空运输销售是通过航空运输合同的附属合同――销售合同来实现的。在一个有效的关系中体现出来的的法律特征中，其主体特征表现为：必须依赖本人、人、第三人三方民事主体的存在；其行为特征表现为构成中包含了两个法律行为即本人之授权行为和人之行为；其关系特征表现为具有三面法律关系，包括本人与人之间的授权委托关系、人与第三人之间的行为关系、本人与第三人之间的效果归属关系。同样的，在一个有效的航空运输销售关系中，必须依赖本人（航空运输企业）、人（航空运输销售人）和第三方（旅客、托运人）三方主体的存在，缺失任何一方都将不构成航空运输销售关系；航空运输销售的构成中，包含了本人将销售权授权给人之行为和人以本人名义销售运输产品的行为；航空运输的关系特征中，本人通过向人授予销售权形成授权委托关系，人直接向第三方以本人的名义销售所的运输产品形成行为关系，至于本人和第三人的关系，由于人在范围内的作为和不作为，关系到航空承运人（从事公共航空运输事业的企业法人）履行的运输，应当视为承运人的作为和不作为，体现出效果归属关系。

民航总局1993年8月3日颁布实行的《民用航空销售业管理规定》第三条第一款的规定指出，民用航空运输销售业是指“受民用航空运输企业委托，在约定的授权范围内，以委托人名义代为处理航空客货运输销售及其相关业务的营利性行业”，在《中国民用航空旅客、行李、国内运输规则》（CCAR-271TR-R1，1996年2月28日修订）和《民用航空运输销售业管理规定》及其实施细则中的有关规定中，确认了航空运输销售人（从事民用航空运输销售业的企业）的概念、范围、设立条件、营运管理和监督罚则等内容，较为全面地反映了航空运输销售制度的内容。

由于航空运输销售人的主体资格在民航总局颁布的《民用航空运输销售业管理规定》及其实施细则中有严格限制，人必须是企业法人，销售人也是依靠销售航空运输企业所提供的“商品”或“产品”来获利的，航空运输销售人更符合商事③的特征，即接受本人委托的商事主体，以营利为目的与第三人为法律行为，其行为后果由本人直接或间接承担，简单地说，就是一种营利性的民事。航空运输销售作为一种商事，具有以下特征：第一，商事的主体――销售人（即商事人）除了应当具备民法所要求的民事权利能力和民事行为能力外，而且还必须具备从事经营活动的资格；第二，人的行为如果直接以本人名义进行，其行为后果直接由本人承担，如果以人自己的名义进行，在本人与人授权关系真实存在的前提下，本人在承担人行为后果时，法律将赋予本人介入权和第三人选择权；第三，本人对人的授权意图及意思表示，在与人订立的委任契约中表达，并且须以人的承诺而有效，同时有民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构的确认为保证；第四，销售人在某些情况下比民事人中的人承担更大的风险和责任，在与本人有特殊约定的前提下，需要直接对第三人负责，承担独立责任。例如销售人因自己工作失误，向第三人售出了无效客票，造成第三人无法登机成行，在本人与人有直接约定时，人必须直接赔偿第三人因此而造成的损失。

二、航空运输销售类型

对航空运输销售进行简单的分类，有助于我们全方位、多角度地理解我国航空运输销售制度。一般来讲，通过不同的分类方法，可将航空运输销售分为以下不同的类型：

1、从法学理论和的概念方面入手。航空运输销售人按照被人（本人）的委托行使权，航空运输销售属委托；同时，航空运输销售是以本人名义与第三人为法律行为，是直接；它是基于航空运输销售权所为之，是有权；航空运输销售人在权限范围内以本人名义为意思表示，是积极；它的权是基于本人的授予，并经民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构批准，是意定；它的航空运输销售权范围有特定的限制，是有限或部分；由于本人是向数个航空运输销售人分别授权，而每个人都有各自独立的航空运输销售权，可以分别单独行使，因此又是集合。

2、从经济学角度入手。作为商业流通领域的，根据人权限的大小可分为独家、一般和总；根据商的对象不同可分为销售和采购；根据商销售或采购商品的环节可分为批发和零售。④航空运输企业所提供的“商品”或“产品”就是运输服务，作为其，一般不享有专营权，委托人可以在市场上建立多家关系，也可以自己在该市场上从事经营，是一般；人与被人（航空运输企业）签订合同，销售被人的产品（运输服务），是典型的销售；由于销售的产品的特殊性，人只能是零售。

3、从航空运输销售业务范围来看，航空运输销售分为一类航空运输销售（经营国际航线或香港、澳门、台湾地区航线）和二类航空货运销售（经营除香港、澳门、台湾地区航线外的国内航线），每类销售又分为客运和货运两种。

三、航空运输销售权的性质、授予、限制和消灭

在航空运输销售中，权实际上是由民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构审核批准后授予的。总的来说，权利包含了权益、主张、资格、权能和自由五大要素⑤，权亦不例外，作为特殊形式的销售中的销售权则更不能例外。销售权是销售人行使航空运输销售行为的依据，是航空运输销售关系形成的基本前提，它分别在航空运输销售关系的不同角度体现着权利要素。首先，它应该是“自由”的，行使销售权的销售人在销售权的权限（范围）内具有充分的自由意志；其次，销售人在具备商事主体资格的前提下，它的“权能”要素表现为人不仅具有履行这种权利的实际能力，而且包含了法律支持的不容侵犯的权威；第三，“权利是行为的选择资格，是意志的实现资格。权是一种权利，当然是一种资格。”⑥销售权最明显的特点就是“资格”，但它只反映权利的静态表征，不能体现一种特定民事权利的法律效果，也就是说，只有资格无从产生航空运输销售权之法律效果；第四，航空运输销售权中的“利益”要素体现在两个方面。其一，权的享有必须基于人的同意并通过权的行使而为本人实现利益。其二，既然通过行使权为本人实现了利益，那么人就不会与这种利益无关，而是表现为报酬（费）；第五，航空运输销售权之“主张”实际表达了一种权利需要和权利救济的愿望，和“利益”要素是紧密联系在一起的。航空运输销售权的获得必须经过严格的事前审核批准手续，中的授权行为是一种单方民事法律行为，“授权行为仅是委托人单方的意思表示而并不要求受托人同意，可见授权行为是独立于委托合同的单方行为”。⑦航空运输销售中的授权行为，还必须以证书的形式固定下来。

根据《民法通则》的规定，人应认真履行职责，以维护本人的利益为宗旨，正确而有效地履行事务。为了更好的使人遵守制度、履行基本法律关系之诚信义务，有必要对权的行使安排必要的法律限制。因此，在航空运输销售中，禁止越权，禁止自己和双方，禁止转和人的复任权。

航空运输销售的权消灭的法定事由有：（一）基本法律关系终结。主要指销售期间届满或事务完成；（二）本人撤回权或人辞去权。主要是指销售人有违反《民用航空运输销售管理规定》第十八条、第二十条第二款、第二十五条、第二十六条之规定的法定情形，被民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构依法撤销空运销售业务权，以及销售人主动辞去权的情形。权一旦消失，销售人即丧失权，此时销售人如再进行活动，将承担无权的责任。

四、航空运输销售制度中的漏洞

我国航空运输销售迄今为止只有十余年的发展，有关方面制订的涉及航空运输销售的法律法规和其它法律文件自然也是屈指可数，加上我国向来缺乏商事传统，所以完全可以理解我国航空运输销售制度的“先天不足，后天失调”。通过对具体的航空运输销售各方面法律关系的分析，我们可以发现有以下三处漏洞：

第一，主体角色错位。剖析航空运输销售法律关系后可以发现，作为航空运输销售的主体――本人的身份，在逻辑上是混乱的。当它作为销售权授予主体时，名义上是航空运输企业，实际上是民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构；当它作为第三人效果归属关系的主体时，它又成了具体的民用航空运输企业。销售权的授予原本是民航运输企业正常的经营决策行为，现在却成了民航行政管理部门或者民航地区行政管理机构的一项行政职能，结果授予权的“本人”不负责航空销售业务、负责航空运输销售业务的“本人”无法有效管理人。实际上这两个“本人”应该是统一的，只能是航空运输企业，出现这种概念的混乱，其深层次的原因还是要从政企不分、企业产权不清、市场不规范等因素中去探寻，本文暂不做深入探讨，但可以肯定的是，这种局面必然导致航空运输销售制度“空壳化”，给少数无良人以侵吞航空运输企业利益的可乘之机，严重影响我国民航事业的健康发展。

第二，忽略了“交易安全”⑧。所谓交易安全，即交易行为之安全，保护交易安全即为保护交易行为本身。在一个具体的法律关系中，即应以合理信赖之虚象代替实象，以资保护新利益之取得者。我国现行航空运输销售制度对人和本人的权利义务和法律责任都有相关法律法规条文作出明示，对本人与人之间的授权委托关系和人与第三人之间的行为关系均有较为详尽完善的规定，体现出对本人的权利（静态安全）和人的有效保护，但在航空运输销售制度中没有明确规定无权及其法律责任，缺乏相关的法律保护，从本人与第三人之间的效果归属关系方面来观察，有忽略“交易安全”的倾向，这对于保护善意第三人的权益是非常不利的。

第三，权张冠李戴。从前文中我们已经很清楚地看到，在航空运输销售中，本人授予人的权是一种委托权，但我们也很清楚地看到，颁发给各个人的证书，无一例外都印刷着“指定销售人”字样，在民航系统的有关文件中也堂而皇之将航空运输销售权称为“指定”，而指定实际上是法定的一种形式，其本质上是针对无民事行为责任能力人和限制民事行为责任能力人的监护权。概念上的混淆会贻笑大方，更有可能造成对法律事实的认定错误，不可不引以为戒。

综上所述，通过对和航空运输销售制度的分析研究，我们不难看出，航空运输销售既有的一般法律特征，又有其鲜明的行业特点和特殊性。事实证明，只有在正规化、法制化的轨道上依法管理和规范航空运输销售业，才能使其走上健康发展的道路。

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航天航空概论篇5

关键词：高轨环境；GNSS；可见性；几何精度因子

中图分类号：V249.32+8文献标识码：A文章编号：1673-5048（2017）01-0018-10[SQ0]

引言

当前在轨运行的全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）包括美国的全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLObalnayaNAvigatsionnayaSputnikovayaSistema，GLONASS）、中国的北斗卫星导航系统

（BeiDouSystem，BDS）以及欧盟的伽利略卫星导航系统（GalileoSatelliteNavigationSystem，Galileo）。随着四大卫星导航系统的不断增强和完善，能够为在轨航天器提供更加广泛的导航授时服务[1]。

适用于航天器的GNSS导航技术可以为各类中低轨卫星和载人航天器提供实时的高精度轨道数据[2]，大幅降低了地面测控网的负担。但是，由于GNSS导航卫星发射天线朝向地球，且主瓣信号发射夹角有限[3]，当航天器轨道高度超出GNSS星座时，仅能接收到来自地球另一面的导航卫星信号[4]，因此在高轨环境中，受地球遮挡的限制以及信号自由空间损耗的加大，GNSS导航卫星可见性和信号品质将会变得很差，部分时间段内无法满足4颗导航星的最低要求；同时，由于高轨航天器轨道高度非常大，并且接收信号来自地球另一面，严重影响了可见星几何构型[5]，导致几何精度因子的激增。因此，目前GNSS应用范围仍局限于中低轨道航天器[6]。

导航卫星可见性及几何精度因子是评价GNSS服务性能的两个重要指标[7-8]，制约着GNSS导航解算精度、可用性以及完备性等。导航卫星可见性指当前时刻在接收机天线所在位置能够观测到的卫星数目[9]，一般情况下只有当可观测星数目不小于4颗时才可以完成全维导航[10]（PVT）；几何精度因子（DilutionOfPrecision，DOP）表示接收机观测误差与定位误差之间的比例关系，一般与可见性以及可观测星的几何构型有关[11-12]，DOP越小，则由相同观测误差导致的定位误差越小[13]。

基于GNSS的高轨航天器自主导航技术是目前国内外的研究热点，尚处于探索之中，分析高轨

环境中GNSS可见性及几何精度因子，有利于高轨航天器轨道参数的优化设计，对于改善航天器导航定位精度、提高航天器自主导航能力具有重要的现实意义和应用价值，也可以为将来中国北斗卫星导航系统的实际航天器轨道应用打下坚实的基础。

1高轨航天器轨道及GNSS星座模拟

1.1高轨航天器轨道模拟

高轨环境主要包括地球同步轨道（GeosynchronousOrbits，GEO）和高偏心率轨道（HighEccentricityOrbits，HEO）。处于GEO的航天器运行周期与地球自转周期相同，为23小时56分4秒，定点于赤道上空35786km的某一点。GEO航天器具有地面覆盖区面积大的优势，单颗航天器即可覆盖地球表面的40%，因此等间隔分布的3颗航天器可实现除极地外的全球覆盖。HEO航天器远地点的轨道高度一般高于35786km，由于在远地点附近运行速度较慢，航天器对远地点下方地

面区域的覆盖时间超过12小时；同时，具有大倾角的HEO轨道可以覆盖地球的极地地区。

为了分析高轨环境下GNSS的可见性及几何精度因子，以GEO及典型的HEO卫星轨道设计参数[2]为基础，模拟高轨航天器的运行轨道，得到GEO和HEO航天器的运行轨迹（视角垂直于赤道平面）如图1所示。

1.2GNSS星座模拟

GPS星座可认为是一个定制的Walker星座，

GLONASS星座由三根相距120°的中圆地球轨道组成，每个轨道上均匀分布8颗卫星，每颗卫星相距45°[14]，运行周期均为11小时15分44秒。

BDS空间星座由5颗地球同步轨道（GEO）卫星、27颗中圆地球轨道卫星（均匀分布）和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星组成。GEO分别定点于东经58.75°，80°，110.5°，140°和160°。

Galileo星座由三倾角为56°的中圆地球轨道组成，每个轨道上均匀分布7颗卫星[15]。

四大GNSS卫星导航系统的星座具体轨道参数如表1所示，并给出GPS以及BDS的星座仿真结果分别如图2和图3所示。

2高轨环境GNSS可见性分析

2.1GEO及HEO可见性分析

由于GEO或HEO航天器轨道位于GNSS导航卫星的上方，因此航天器搭载接收机只能接收来自地球另一侧的卫星信号；同时，导航卫星下视天线的主瓣信号发射夹角为42.6°，当航天器轨道高度超过3000km时，GNSS的可见性将变差[16]，而在高轨环境中，被地球遮挡部分（地影区）夹角为27.7°（如图4所示），则有效主瓣服务区仅为7.45°，严重影响了高轨环境中GNSS导航卫星的可见性。

从图中可以看出，在GEO航天器运行周期内，相比于其他卫星导航系统，北斗卫星导航系统的可见性最好，观测到4颗可见星的时长约为2小时，观测到3颗可见星的时长约为3小时，明显优于其他卫星导航系统。由于北斗卫星导航系统采用了MEO，GEO以及IGSO三种轨道，分布有35颗导航卫星，因此在高轨环境的可见性方面具有优势。相比之下，由于GLONASS的轨道倾

角较大，对于GEO这类轨道倾角为0°的航天器运行环境，导航卫星的可观测能力较差，图中显示，在GEO航天器运行周期内始终无法观测到4颗GLONASS导航卫星。

根据图5及上述分析可知，采用单个独立的卫星导航系统难以满足全维导航的最低可见星数要求，因此，为了实现GEO航天器的全时空自主导航，需要搭载多模GNSS接收机。

图6所示为GEO航天器运行周期时间内，接收所有GNSS卫星导航系统信号的可见星数变化曲线。图中显示，采用全GNSS星座能够显著改善GEO环境的导航卫星可见性，整个运行周期内至少能够观测到1颗导航卫星，最佳状态为10颗可见星，平均可见星数为4.47颗，大于4颗的最低要求。图7表示可见星数的统计结果，从图中可以看出，采用全GNSS星座时，可观测导航卫星不少于4颗的概率约为63.74%，而观测到1颗卫星的概率仅为4.51%，能够满足GNSS连续导航定位的要求。

（当HEO航天器运行高度超过导航卫星轨道高度时）中，GNSS四大卫星导航系统的可见性分析。图中显示，当航天器处于HEO环境中时，所有GNSS卫星导航系统的可见性均较差，运行周期内可观测导航卫星难以达到4颗的最低要求。

进一步分析采用全GNSS卫星导航系统得到的可见星数随HEO航天器运行时间的变化情况，其结果如图9所示。可以看出，当航天器处于HEO短半轴顶点附近（如图中圈内部分）时，GNSS可见星数突然衰减至0颗，且持续时间超过700s，因此航天器在HEO短半轴顶点不适宜做轨道机动，极易导致GNSS跟踪环路失锁。HEO环境中可见星数统计结果如图10所示，平均可见星数为4.51颗，超过4颗导航卫星的最低容限，其中72.42%的时间内能够接收不少于4颗导航卫星的

信号，7.54%时间内仅能观测0或1颗导航卫星，基本满足GNSS连续导航要求。

同时，为了解决HEO短半轴顶点附近无可见星、GEO短时可见星非常少等GNSS间隙性失效的问题，可以考虑通过引入外部信息对高轨航天器搭载GNSS接收机进行辅助，例如配置体积较小的捷联惯导系统辅助GNSS接收机环路，以满足高轨航天器GNSS导航的连续性。采用0.05（°）/h的陀螺仪零漂误差以及10-4g的加速度计零偏误差，得到700s惯性导航系统解算位置/速度误差分别如图11～12所示。从图中可以看出，中等精度的惯性器件经过700s的漂移后，位置和速度误差仍能满足航天器导航精度的要求，因此具有解决GNSS短时失效时无法提供导航输出问题的能力。

2.2轨道倾角影响分析

由于不同GNSS星座采用的轨道倾角不同，因此，对于不同轨道倾角的高轨航天器来说可见性将

有所差异。分析轨道倾角对高轨环境中GNSS可见性的影响，有利于高轨航天器轨道倾角的优化设计。分别模拟轨道倾角为0°，30°，60°和80°，运行周期为19小时6分29秒的高轨航天器运行环境，对GNSS四大卫星导航系统进行可见性分析，得到不同轨道倾角环境中，高轨航天器运行周期内可见性统计结果如图13～16所示。

分析GPS星座，对比图13～16可以看出，随着高轨航天器的轨道倾角由0°上升至60°，可见星

数为0颗的概率明显减少，可见星数为1，2，3颗的概率均有所上升，表明可见性有所改善，但始终无法观测到4颗GPS导航卫星；进一步当高轨航天器轨道倾角上升至80°时，可见星数为0颗的概率由9.8%大幅上升至34%，同时可观测1，2，3颗导航卫星的概率均有10%的下降，导致GPS导航卫星可见性受到了严重影响。其原因在于：GPS星座采用倾角为55°的轨道平面，因此，当高轨航天器的轨道倾角接近55°时，导航卫星可见性最好，轨道倾角越偏离55°，其可见性越差。

分析BDS星座，根据图13可知，在所有GNSS系统中，当高轨航天器轨道倾角为0°时，0颗可观测导航卫星的概率最低，仅为23%。低倾角高轨环境中，BDS可见性较优的主要原因是：BDS采用了GEO导航卫星，有利于提高低倾角航天器对导航卫星的观测。进一步对比图13～16可以看出，高轨航天器越接近55°，可见星数为0颗的概率越小，其原因与GPS星座类似；不同的是，可以观测2～3颗导航卫星的概率并没有明显变化，这是由于BDS导航卫星总数为35颗，为所有GNSS卫星导航系统中最多，导航卫星数量的优势能够显著提高了高轨环境中的可见性。

GLONASS星座所采用的轨道倾角最大（64.8°），因此在低倾角与极高倾角环境中均没有显著优势。Galileo星座的轨道倾角为56°，与GPS星座类似，但是采用3个轨道平面，每个轨道均匀分布9颗星的模式，导航卫星分布的均匀性使得Galileo系统有效覆盖能力超过GPS，同时其导航卫星数量多于GPS而少于BDS星座，因此在相同轨道倾角的高轨环境中，Galileo系统可见性优于GPS而差于BDS。

采用全GNSS星座获得的可见星数概率统计结果见表2。从表中可知，当高轨航天器轨道倾角越接近60°，可星数大于4颗的概率越大，同时可见星数为0，1，2，3颗的概率越小，符合以上的分析结果。因此为了保证高轨环境中足够的可观测导航卫星数，在设计高轨航天器轨道时，可以适当采用接近60°的轨道倾角。

2.3轨道高度影响分析

由于GNSS卫星下视天线的发射夹角限制以及地球遮挡因素，使得高轨环境中可用主瓣服务区较小，并且有效主瓣服务区范围与高轨航天器

的轨道高度密切相关，因此利用相关统计方法，分析不同轨道高度环境中GNSS的可见性，能够为高轨航天器轨道高度的设计提供数据支撑。

分别仿真模拟轨道高度为2.5×107m，3×107m，3.5×107m和4×107m的航天器轨道（轨道倾角0°，离心率0），结合GNSS四大系统星座数据，得到四大卫星导航系统的可见性统计结果如图17～20所示。从图中可以看出，随着航天器轨道高度的上升，所有卫星导航系统的可见性均有变差的趋势，其原因在于：根据图4所示，虽然当航天器轨道高度越高时（距离导航卫星越远），有效主瓣服务区范围变大，但是轨道高度的升高同时导致了航天器运行区域及周期的大幅提升，因此，GNSS可见性的时间分布概率总体呈下降趋势。

GPS和GLONASS两种系统所采用的轨道高度较为接近，约为20000km，低于仿真模拟的高轨航天器轨道高度，因此，当航天器轨道高度不断上升时，可见性随之变差。

相比之下，由于Galileo和BDS星座采用的道高度较高，因此轨道高度的变化对Galileo和BDS的影响较大。图17中，可观测星数为4颗时，Galileo系统所得概率仅为2%，其原因为当前航天器轨道高度与Galileo星座轨道高度非常接近，此时的可见性是最差的，而当航天器轨道高度上升至30000km和35000km时，Galileo系统可见性为4颗的概率迅速提升至10%（如图18～19所示），航天器轨道高度进一步上升至40000km，Galileo系统可见性也急剧下降。对比图17～20也可以发现，BDS的可见性随轨道高度下降趋势也非常明显，可见性为4颗的概率由48%骤减为4%。

进一步统计全GNSS可见星数，得到不同可见星数的概率统计结果如表3所示。从表中可以看出，由于轨道高度对所有GNSS星座均产生了不利的影响，因此随着轨道高度的提高，GNSS可见性不断下降，可观测星数小于4颗的概率显著增加，而大于7颗的概率大幅减少。然而，全GNSS星座包含超过100颗的导航卫星，覆盖范围以及覆盖强度非常可观，各GNSS系统星座间能够形成优势互补，因此轨道高度升高时，可观测星数为4或5颗的概率有所增大，6或7颗的概率基本稳定。

3高轨环境GNSS几何精度因子分析

3.1高轨环境位置精度因子模型分析

在高轨环境中，GNSS可见性变差，并且航天器与导航卫星间的距离是导航卫星间距离的数倍，从而导致GNSS的几何精度因子激增。由于几何精度因子是影响GNSS导航定位精度的主要因素，因此分别分析GEO和HEO环境中GNSS的位置精度因子（PositionDilutionOfPrecision，PDOP）。

在利用GNSS观测量进行导航定位授时的解算过程中，当前观测历元的视线方向决定了观测量中误差传递至解算误差的比例，若视线方向矩阵记为

式中：Dii表示D对角线上第i个元素。

矩阵H和D完全取决于可观测星数以及相对于航天器的几何分布，D中元素越小，则测量误差被放大成定位误差的程度越低。理论证明，当航天器与导航卫星的分布越接近于正四面体，其PDOP值越小，即当航天器与任意两颗可观测导航卫星的视线夹角（如图21中α，β所示）为60°时，PDOP最小。若航天器接近于地球表面，则航天器与导航卫星较易形成接近于正四面体的棱锥，即β约为60°，但是当航天器位于高轨中，利用余弦定理可知α将小于29°，无法达到60°的最优指标。

由于高轨环境的限制，无法改变导航卫星的几何分布，因此，考虑通过改善权系数矩阵的方式来降低PDOP值。

GNSS载波相位时间差分是通过对相邻历元获得的载波相位测量值的差分运算，得到无整周模糊度的历元间单差观测量，改变载波相位测量方程中的视线方向矩阵，从而实现对权系数矩阵的优化。

根据载波相位观测模型，对于第j颗导航卫星，tk历元的载波相位单差观测量可表示为

式中：λ表示载波波长；Rj（tk）为tk历元航天器到第j颗导航卫星的几何距离；c为光速；δtr为接收机时钟误差；υ包括接收机热噪声、多径误差等其他测量误差。

采用载波相位单差观测量对航天器导航参数进行解算时，对应的视线方向矩阵H将发生变化，新的视线方向矩阵可以表示为

当航天器接近地球表面时，由于观测时间间隔较短，航天器与导航卫星相邻历元间的位置变化极小，因此利用载波相位时间差分算法将导致H中的元素均较小，且行与行间产生相关性，从而使得D的秩小于4，此时PDOP值将趋于无穷大。但是，当航天器处于高轨环境中时，相邻历元间航天器的位置变化较大，从而H中元素值较大，且相关性较弱，有利于PDOP值的减小，因此，高轨环境中采用载波相位时间差分算法能够有效降低PDOP，提高GNSS解算精度。

3.2GEO位置精度因子分析

以100为PDOP的计算上限，得到GEO环境下的PDOP如图22所示，其中实线表示采用非差GNSS算法得到的PDOP变化曲线，十字线为采用载波相位时间差分GNSS算法得到的PDOP变化曲线，灰线为当前GNSS可观测星数。从图中可以看出，由于航天器的轨道高度远高于GNSS星座，非差GNSS的PDOP非常大，尤其当可观测星数小于6颗时，均超出了100的计算上限，无法满足高精度定位的要求；相比之下，采用载波相位时间差分GNSS得到的PDOP明显小于非差GNSS，且受可见星数的影响较小，虽然载波相位时间差分GNSS并未改变GNSS可见星的几何分布，但是通过对载波相位观测量的时间差分改变了可见星的

视线方向矩阵，从而大幅改善PDOP，获得更高的定位精度。

分别对非差/差分PDOP数据进行概率统计，得到其统计结果如表4所示，从表中可知，99.90%的非差PDOP超出了30，难以实现GEO

环境中的高精度GNSS导航定位，而采用载波相位时间差分能够显著降低PDOP，PDOP超出30的概率下降为39.03%，同时又近50%的PDOP小于10，能够大幅提高GEO环境中GNSS的解算精度。

3.3HEO位置精度因子分析

针对HEO环境，分析非差与载波相位时间差分GNSS算法PDOP随可见星数的变化趋势，其结果如图23所示。图中显示，在HEO航天器初始

和末尾阶段，其轨道高度仍低于GNSS星座，因此非差与载波相位时间差分GNSS得到的PDOP均较小；随着HEO航天器轨道高度的增大，非差PDOP

瞬间上升至100以上，相比之下，差分PDOP虽有增大，但大部分仍保持在50以下，有利于GNSS的高精度解算。

根据以上分析可见，高轨环境中采用非差GNSS算法得到的PDOP值非常大，难以满足航天器的导航精度要求。而采用d波相位时间差分算法后，能够大幅减小PDOP值，从而降低由GNSS测量误差导致的导航定位误差，实现高轨航天器的高精度实时导航解算。

4结论

基于高轨航天器（GEO及HEO）的模拟运行数据，结合GNSS四大系统的星座模型，分析了高轨环境下轨道倾角及轨道高度对GNSS可见性的影响，对比了采用非差GNSS算法和载波相位时间差分算法获得的几何精度因子变化情况，通过研究，可以得到如下结论：

（1）高轨环境中，采用全GNSS星座能够大幅改善导航卫星的可见性，但是在部分时间段内可见性仍较差，可在航天器导航系统中增加惯性导航系统，以实现导航输出的无缝衔接。

（2）由于GNSS星座的轨道平面倾角主要集中在60°附近，因此当高轨航天器轨道倾角接近60°时，GNSS可见性较优，故在设计高轨航天器轨道参数时，宜采用接近60°的轨道倾角。

（3）当航天器轨道高度超出GNSS星座时，随着轨道高度上升，GNSS可观测星数不断衰减，相比之下，由于Galileo星座设计轨道高度最高，其可见性在极高轨区域具有一定的优势，因此，高轨航天器所搭载的GNSS接收机应加强对Galileo信号的处理灵敏度。

（4）在高轨环境中，仅采用非差GNSS算法难以获得较小的PDOP值，严重影响了GNSS的导航定位精度，在设计适用于高轨航天器的高灵敏度接收机时，更适宜采用载波相位时间差分算法。

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