国家科技支撑计划重大项目

国家科技支撑计划重大项目

“中国民航协同空管技术综合应用示范”课题申请指南

中华人民共和国科学技术部

二○一○年九月

第一章申请须知

一、项目总体目标

本项目依据《国家科学技术中长期发展规划纲要(2006-2020)》中关于“开发新一代空中交通管理系统”的战略部署，紧密结合中国民航建设与发展规划，实施中国民航协同空管技术的综合应用与示范工程。项目充分利用现代全球导航卫星系统（GNSS）等方面的最新技术，面向我国飞行繁忙地区的航班高效运行和通用航空飞行服务保障的重大应用需求，从航空导航与监视、航班运行与通用航空服务、空管综合验证平台等三方面，建立一批空中交通管理的技术标准，突破基于GNSS的终端区精密导航、机场综合交通态势监视、航班协同运行控制、通用航空综合飞行服务、协同空管系统的验证及飞行校验等多项关键技术，研制一批具有自主知识产权的国产化先进空管技术装备，并在飞行繁忙地区和通用航空低空飞行区域分别开展面向公共运输航空和面向通用航空的协同空管系统综合示范与测试验证。

二、项目研究内容

（1）基于GNSS的终端区精密导航系统

面向精密进近着陆引导需求，重点研究机载多模式进近引导接收机技术、GNSS地基增强技术和终端区PBN进近引导技术，研制兼容GPS、Galileo和我国第二代卫星导航系统等多星座卫星导航系统的终端区精密导航系统，并在民航典型飞行繁忙机场终端区进行应用示范。

（2）机场综合交通监视与引导系统

针对繁忙飞行终端区管制间隔缩小对机场交通精确监视技术的迫切需求，研制由场面监视雷达系统和高级场面活动目标引导与控制系统联合组成的机场综合交通监视与引导系统，对机场周围空域及场面实施全面、可信的监视，达到机场场面10米的监视精度，并在民航典型飞行繁忙机场进行应用示范。

（3）航班协同运行控制系统

建立面向民航全系统（空管、机场和航空公司）的航班对象信息共享数据结构模型，研究航路（航线）网络规划、空域扇区与终端区动态设计、航班对象信息共享与交换等关键技术，开展民航广域信息管理验证与评估系统的综合集成与开发，构建民航空中交通流量管理系统和航空飞行数字化指挥调度系统，实现对航班的分钟级准确控制，并在民航典型管制空域进行应用示范。

（4）通用航空综合飞行服务系统

面向我国未来通用航空发展的需求，突破通用航空多源监视、通用航空运行支持和灾备支持、通用航空气象及飞行情报处理与发布、目视航图制作等关键技术，构建通用航空运行和灾备支持系统框架，研发数字化通用航空飞行情报服务系统和通用航空综合运行支持工程系统，并在通用航空低空飞行区域进行应用示范。

（5）协同空管验证及飞行校验系统

根据国际民用航空组织相关标准，研究空管通信、导航、监视等各类新技术设备和飞行程序的飞行校验技术，研制机载校验设备自动标校系统，研制我国自主知识产权的自动化机载协同空管飞行校验平台，并在民航典型机场进行应用示范。

根据上述研究内容，本项目设置了13个课题，包括：

三、申请管理

1、本项目在科技部的指导下，由中国民用航空局负责该项目的组织实施，中国民用航空局空中交通管理局具体承办。

2、根据《国家科技支撑计划管理暂行办法》的有关规定，遵循“公开申报、统一评审、优势优先”的原则，通过评审择优选择并落实优

势承担单位。

四、资金来源

项目国家拨款22000万元。同时要求申报单位提供配套资金49500万元。

五、实施期限

本项目实施年限为4年（2011年1月至2014年12月）。

六、申请资格

（一）申报单位的条件和要求

1、凡在中华人民共和国境内注册，具有较强科研能力和条件、运行管理规范、具有独立法人资格的内资或内资控股企业、事业单位、科研院所、高等院校等，均可单独或联合申报，不接受个人申请。

课题申报必须以某一课题整体研究内容为申请单元，积极鼓励科研单位和企业以“产学研联盟”的方式联合申报课题，实现责任和风险共担、知识产权和利益共享。每个课题的联合申请方原则上不超过12个法人单位，其中企业和科研院所（或大专院校）分别不超过6个。联合申请各方须签订共同申请协议，明确规定各自所承担的工作和责任。

2、申报课题的企业应具有承担相应国家级科研课题的综合能力，资产负债率低于2/3，无行政处罚或违法记录。申报企业应出具银行资信等级和资产负债证明。

申报企业还应具备以下条件：

（1）属行业龙头企业、企业集团或企业联盟、转制院所、科技型中小企业等内资或内资控股企业；

（2）企业技术需求与课题的目标一致；

（3）企业在相关任务领域具有领先的创新能力和技术基础；

（4）企业承担的任务，在完成时有能力在本企业进行应用和转化；

（5）有稳定的研发投入，常设企业技术开发机构或稳定的科研队伍和人才，能够为课题实施提供任务书确定的资金及其它条件；

（6）通过课题的实施，能够与其他企业和大学、科研机构建立紧密的技术创新联盟与知识产权联盟，能将课题成果进行技术转让或服务，促进全行业技术水平和产品质量提高。

3、申报单位经费须专款专用，设立单独账簿，独立核算，并保证配套资金及时到位，保障课题研究工作的顺利实施。

4、成果查新证明须由有资质的国家或部省级查新单位出具。

（二）申请负责人的条件和要求

1、课题负责人须具有高级职称，并有固定单位（不包括在站博士后），年龄不超过56周岁（截止到2011年1月），无不良科研行为，从事相关研究或技术开发五年以上。课题负责人用于本课题研究时间不少于本人工作时间的60%，每年在国内工作时间不少于9个月。

2、所有参与课题申请人员均不得参与两项以上本项目课题的申报，且只能主持申报一项本项目课题。课题申报单位（包括联合申报中的任意一方）和主要申报人，对同一个课题不得进行重复或交叉申报。

3、中央和地方各级政府公务员不得主持本项目课题申报。

经形式审查，申请单位或申请负责人不符合上述规定的申请书视

为无效申请，不参与专家评审。

七、申请文件的编制与递交

1、申请文件编写：以中文编写，要求语言精炼，数据真实、可靠。

2、申请文件的规格要求：一律用A4纸，仿宋体四号字打印并装订成册，同时附上电子版。

3、课题申报书及有关资料应有法定代表人（或委托授权人）签字并加盖公章，全部申请文件须包装完好，封皮上写明申请课题、申请单位名称、地址、邮政编码、电话、联系人及注明“不准提前启封”字样，并加盖单位公章。

4、相关附件材料包括：

（1）申请函；

（2）申请单位〔人〕资格审查文件；

（3）申请单位承诺函；

（4）申请单位资信证明；

（5）申请单位自筹资金保证书；

（6）联合申请合作协议；

（7）申请单位营业执照或法人代码证；

（8）近两年度资产负债表与损益表及现金流量表；

（9）成果查新证明（必须由国家或部省级权威部门出具）

（10）申请材料一览表。

5、申请文件一式20份，正本1份，副本19份，在每份申请书上要注明正本和副本，正、副本分别封装并在封面上注明。一旦正本和副本不符，则以正本为准。

6、申报工作自本指南公布之日起开始，申报单位必须根据《课题申请指南》要求参与申报活动。《课题申请指南》可从科技部网站(https://www.wendangku.net/doc/035162045.html,/)上直接下载。

7、寄送申请文件的截止日期：2010年10月20日17时。只接收在申请截止日期前由申请人或委托代理人面交或邮寄的申请文件。邮寄时间以北京邮局签收日为准。申请文件受理单位对申请文件在邮寄过程中出现的遗失或损坏不负责任。

寄送地点：北京市朝阳区东三环中路12号中国民用航空局空中交通管理局科技办

邮政编码：100022

联系人：李欣

联系电话：010-******** 010-******** 139********

八、课题管理

1、经专家评审、择优选定课题承担单位，按项目管理要求与民航局签订国家科技支撑计划课题任务书。

2、按照《国家科技支撑计划管理暂行办法》对课题承担单位进行管理，国拨经费将根据每个课题进展情况按年度分批拨付到承担单位。

3、课题执行期间，民航局将组织专家对课题进展情况进行阶段性考核，对未按合同执行，达不到阶段考核目标，配套和自筹资金不到位的课题，有权终止合同。

4、课题完成后，民航局对课题进行评估和验收。

第二章申请课题研究内容与目标

课题1：民航协同空管技术综合应用示范总体

一、研究目标及内容

针对我国民用航空运输系统对先进协同空管技术的重大应用需求，研究民航协同空管系统的总体技术框架和运行概念，制定民航协同空管技术综合应用示范的总体方案并组织实施，为我国新一代国家空管系统的建设提供科学指导和决策支持。

1、民航协同空管系统的运行概念

依据国际民航组织《空中交通管理运行概念》，结合我国民航空管部门、机场、航空公司等单位对先进协同空管系统运行的实际需求，分析我国民航空管系统的发展趋势和未来运行模式，研究和提出我国民航协同空管系统的运行概念体系。

2、民航协同空管系统总体技术框架

以民航协同空管系统的运行概念为基础，结合空管技术理论研究和技术装备研发的最新成果，研究和制定基于GNSS的终端区精密导航系统、机场综合交通监视与引导系统、全国航班协同运行控制系统、通用航空综合飞行服务系统、协同空管验证及飞行校验系统等协同空管核心系统的技术方案，构建面向飞行繁忙地区航班飞行和低空空域通用航空飞行的协同空管系统总体技术框架。

3、民航协同空管技术综合应用示范总体方案

研究协同空管核心系统间的接口规范、运行流程、测试验证方案，论证飞行繁忙区域、通用航空机场等典型示范地点选取的可行性，提

出民航协同空管技术综合应用示范的总体实施方案，明确基于GNSS 的终端区精密导航系统、机场综合交通监视与引导系统、全国航班协同运行控制系统、通用航空综合飞行服务系统、协同空管验证及飞行校验系统的应用示范要求。组织实施针对以上五个系统的民航协同空管技术的综合应用示范。

二、考核指标

1、制定《民航协同空管系统的运行概念》。

2、制定《民航协同空管系统的总体技术方案》。

3、制定《民航协同空管技术综合应用示范的总体实施方案》。

4、组织实施民航协同空管技术综合应用示范，包括：

（1）在典型机场进行GNSS的终端区精密导航、协同飞行校验、机场场面综合交通监视与引导的专项应用示范，实现I类精密进近着陆引导和III级机场场面交通监视与引导能力；

（2）在典型管制中心进行航班协同运行控制的专项应用示范，具备分钟级的精确航班动态控制能力，提高机场航班放行工作效率和减小航班延误率；

（3）在典型通用航空机场和飞行区域进行通用航空综合飞行服务支持系统的应用示范，具备针对通用航空飞行器的多源综合监视、飞行情报服务、综合运行支持等能力。

三、实施年限

2011年至2014年。

四、经费来源及构成

拟安排国拨专项经费800 万元。

课题2：基于GNSS的终端区PBN导航系统

一、研究目标及内容

针对传统导航方式无法支持终端区灵活、高密度运行等突出问题，突破基于GNSS的终端区PBN导航系统总体设计、终端区PBN 进近引导和基于GNSS的终端区PBN导航系统测试评估等关键技术，研制GNSS机载多模导航接收机和机载终端区PBN进近飞行引导设备的工程样机，实施基于GNSS的终端区PBN导航系统示范应用，推进我国北斗二代卫星导航系统的国际民航组织技术标准制定工作，为保障地形和气象条件复杂机场以及飞行密集机场的飞行安全，提高运行效率提供技术和设备支持。

1、基于GNSS的终端区PBN导航系统总体设计

发展终端区PBN导航系统中GNSS导航性能、飞机导航能力和ATM环境评估等关键技术；基于终端区PBN导航的要求，结合具体应用环境，研究系统指标分配以及功能和接口优化，设计终端区PBN 导航系统的总体方案。

2、终端区PBN进近引导技术

研究地形复杂机场中基于GNSS的RNP进近技术、复杂环境中的连续下降运行（CDO）技术、基于PBN的终端区灵活运行技术等，研发终端区PBN进近引导飞行程序设计平台。

3、GNSS机载多模导航接收机的工程样机

建立GNSS机载多模导航接收机体系结构，研究GNSS机载最优选星技术，研究面向双故障假设的机载GNSS故障检测与排除技术，研制GNSS机载多模导航接收机的工程样机。

4、机载终端区PBN进近飞行引导设备的工程样机

面向PBN应用需求，突破机载综合导航性能监测与告警技术，研究飞机综合实时导航性能评估、RNP进近飞行的侧向和垂直引导等技术，研制机载终端区PBN进近飞行引导设备的工程样机。

5、基于GNSS的终端区PBN导航系统集成测试与评估

面向终端区PBN导航需求，研究飞机导航信号接收能力和飞行性能保持能力评估技术、终端区PBN飞行程序的超障评估技术等，开展基于GNSS的终端区PBN导航系统的集成、测试和评估，建立基于GNSS的终端区PBN导航系统标准体系。

6、基于GNSS的终端区精密导航系统应用示范

完成基于GNSS的终端区精密导航系统的应用示范，对终端区PBN进近引导技术、机载多模导航接收机工程样机、机载终端区PBN 进近飞行引导设备、GNSS地基增强系统进行示范验证。

二、考核指标

1、研制基于GNSS的终端区PBN导航系统的工程样机二套（每套工程样机含一台GNSS机载多模式导航接收机和一台机载终端区PBN进近飞行引导设备），主要技术指标如下：

（1）具备支持基于GBAS的PBN进近引导的能力；

（2）可满足最高至RNP 0.3运行需求；

（3）符合ICAO Doc 9613、Doc 8168标准；

（4）GNSS机载多模导航接收机技术指标：

1)兼容GPS、Galileo和我国第二代卫星导航系统；

2)频点：

●GPS：L1、L2C

●Galileo：E1、E5a

●BD：B1、B2

3)通道数：> 36；

4)GNSS故障检测与排除功能：

●可检测和排除同时发生故障的卫星数：不少于2个

●告警限：556 m（水平）

●故障检测和排除时间：< 10 s

5)接收和处理地基增强信号能力：

●接收和处理所有类型GBAS地面系统广播报文

●报文错误率：< 10-3

●报文处理时间：< 1 s

6)符合ARINC 755、756、RTCA DO-245、DO-246、DO-253

标准规定。

（5）机载终端区PBN进近飞行引导设备技术指标：

1)容限完好性（实际导航误差超过允许容限而系统未发出告

警的概率）：低于10-5每飞行小时；

2)预计到达时间精度（指定航路点预计到达时间的误差）：

低于到达该航路点飞行时间的1%；

3)具备定义水平和垂直飞行路径能力，包括航段类型、航路

点和路径属性（高度、速度、位置和时间）；

4)符合RTCA DO-283、DO-236标准。

2、研发终端区PBN进近引导飞行程序设计平台一套，主要技术指标包括：

（1）具备基于GNSS的RNP进近飞行程序（包括起始进近航段、中间进近航段、最后进近航段、复飞航段）的设计功能；

（2）所设计的飞行程序符合ICAO Doc 9613、Doc 8168；

（3）单航段保护区生成时间：< 30 s。

3、在民航局的统一组织下，依据民航协同空管技术综合应用示范的总体实施方案，在民航典型机场开展基于GNSS的终端区精密导航系统的应用示范；

4、制定相关的技术标准与规范（草案）3项；

5、申请相关的技术发明专利10项，申请相关的软件著作权10项，发表相关学术论文20篇以上。

三、实施年限

2011年至2014年。

四、经费来源及构成

拟安排国拨专项经费3400万元，课题承担单位配套经费不低于1000万元。

课题3：GNSS地基增强系统

一、研究目标及内容

面向高精度、高完好性和高可用性的精密进近着陆引导需求，重点研究GNSS地基增强总体技术、多频点GNSS地基增强处理技术、多系统GNSS地基增强完好性技术等，研制多频点、多系统GNSS 地基增强系统地面工程样机，为飞行器在复杂地形和繁忙空域环境中的高精密进近着陆引导提供关键的技术支撑。

1、GNSS地基增强系统总体设计

研究系统指标分配、接口设计、集成测试等技术，构建GNSS地基增强系统的总体方案。

2、多频点GNSS地基增强处理技术

研究多频观测值的载波平滑滤波、多频点电离层延迟计算和多频点定位误差包络处理技术，建立多频点差分参数定义和数值规范。

3、多系统GNSS地基增强完好性技术

建立多系统GNSS地基增强风险模型，研究多系统GNSS地基增强完好性风险分配技术，提出多系统GNSS地基增强完好性监测方法、完好性参数定义和数值规范。

4、GNSS地基增强系统地面工程样机

研制GNSS空间信号接收与监测、差分与完好性处理和无线数据广播与监测等设备，开发地基增强和完好性监测软件，构建GNSS地基增强系统地面工程样机。

5、GNSS地基增强系统验证评估与应用示范

设计多频点、多系统GNSS地基增强验证评估体系，搭建动态导航信号和干扰信号模拟技术平台，实现GBAS地面工程样机的验证评估，支持GBAS的应用示范。

二、考核指标

1、按照ICAO GNSS SARPs标准要求，研制GNSS地基增强系统地面工程样机一套，主要技术指标如下：

（1）系统指标：

1）监测频点至少包括：GPS L1、L2C，GALILEO E1、E5a 和BD B1、B2等；

2）精度：水平16米，垂直4米（95%）；

3）告警门限：水平40米，垂直10米；

4）告警时间：6秒；

5）完好性：1-2×10ˉ7/每次进近；

6）连续性：1-8×10ˉ6/15秒；

7）可用性：0.999；

8）服务范围：23海里。

（2）系统设计规范符合RTCA标准包括：《最小系统性能标准(RTCA/DO-245A)》、《空间信号接口控制文档(RTCA/DO-246D)》；

（3）系统包括：4套监测接收机及天线，2台数据处理机以及2台发布设备；

1）监测接收机及天线技术指标：

监测接收频点：GPS L1、L2C，GALILEO E1、E5a

和BD B1、B2；

●通道数：72；

●伪距测量精度：≤10cm RMS；

●载波相位测量精度：≤0.01周RMS；

●测量时刻准确度：≤0.1ms；

●通道一致性：≤0.01 ns；

●通道时延标定不确定度：≤0.3ns RMS；

●窄带干扰检测及抗干扰能力（干信比）:≥60dB；

●多径检测及抑制能力：能抑制90%的多径信号。

2）数据处理机技术指标：

●数据差分精度（95%）：≤70cm；

●数据完好性：满足指标情况下，可用性不低于0.999；

●数据处理时延：≤200ms；

●数据更新率：2Hz；

●主备机切换时间：≤100ms。

3）发布设备技术指标：

●数据发送处理时延：小于40ms；

●数据发射更新率：2Hz；

●电台指标：数据速率：31.5Kbits/s；

天线极化：椭圆极化天线。

（4）设备研制符合《关于机载电子硬件的设计保证指南(RTCA/DO-254)》、《软件完好性保证指南(RTCA/ DO-278&DO-178B )》，兼容地基增强系统相关的FAA TSO文件要求。

2、在民航局的统一组织下，依据民航协同空管技术综合应用示范的总体实施方案，按照基于GNSS的终端区PBN精密导航系统的整体集成要求和进度安排，完成典型机场GNSS地基增强系统的应用示范。

3、制定相关的技术标准与规范（草案）1项。

4、申请相关的技术发明专利5项，申请相关的软件著作权20项，发表相关学术论文15篇以上。

三、实施年限

2011年至2014年。

四、经费来源及构成

拟安排国拨专项经费1000万元，课题承担单位配套经费不低于2900万元。

课题4：机场GNSS多波束监测接收系统

一、研究目标及内容

针对机场终端区PBN导航和局域增强系统对高性能卫星导航信号监测接收的需求，研制机场GNSS多波束监测接收系统，重点突破基于数字波束合成的多星座卫星导航信号集成监测技术，解决卫星导航信号监测接收的高精度测量、抗干扰、抗多径等技术瓶颈问题，为基于多星座GNSS的终端区PBN系统的集成应用示范提供关键设备和技术支持。

1、机场GNSS多波束监测接收系统总体技术

研究机场GNSS多波束监测接收系统的总体方案、系统指标分配、接口设计、集成测试等技术。

2、数字多波束导航信号实时跟踪技术

研究数字多波束的可控合成技术，研究基于数字多波束的卫星导航信号实时跟踪接收技术。

3、高精度导航信号测量技术

研究GNSS多波束监测接收系统的通道一致性保持技术，研究天线相位中心高精度测量与修正技术，研究高精度伪距与载波相位测量技术。

4、抗干扰与抗多径技术

研究机场GNSS多波束监测接收系统对各类干扰的抑制技术，研究机场GNSS多波束监测接收系统对多径信号的抑制技术。

5、机场GNSS多波束监测接收系统工程样机

研究GNSS空间信号接收、数字多波束合成和信号处理等设备实现技术，并研制完整的工程样机。

6、机场GNSS多波束监测接收系统的应用示范

研究机场GNSS多波束监测接收系统的应用示范方法，支持基于GNSS的终端区PBN系统的统一集成，配合搭建应用示范环境，并实现对工程样机功能的示范验证。

二、考核指标

1、按照我国民航有关标准要求，研制机场GNSS多波束监测接

收系统的工程样机一套，具体技术指标如下：

1）可完成北斗二号、GPS和GALILEO等卫星导航信号的集成监测接收；

2）最大同时观测卫星数：36颗；

3）频点：GPS 系统L1和L2、Galileo系统E1和E5、北斗系统B1和B2；

4）能够输出伪距、载波相位、导航电文、载噪比、多普勒等；

5）能够对观测的空间导航卫星进行实时多目标自适应跟踪；

6）能够对空间干扰信号进行监测，并上报干扰信号状态；

7）具有天线相位中心自校准能力；

8）具有通道一致性实时在线校准能力；

9）具有信号质量监测（SQM）功能；

10）测距精度：≤0.5ns；时延稳定性：≤0.3ns（24小时）；载波测量精度：0.01周；

11）具有对干扰的抑制能力（干信比），单干扰大于67dB，多干扰大于60dB；

12）具有90%的多径抑制能力；

13）数据更新速率：2Hz和5Hz；

14）数据输出格式符合NMEA-0183 V2.3；

15）系统符合RTCA DO-278 Level 2和DO-254 Level A标准要求。

2、制定机场GNSS多波束监测接收系统相关的技术标准与规范（草案）1项；

3、在民航局的统一组织下，依据民航协同空管技术综合应用示