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全球率先使用GPS導航飛機的竟是這個小國

2019年03月29日 16:55 PDF版 分享轉發

風光本已美得令人難忘。而且斐濟對人類航空事業步入21世紀也起到了帶頭引領的作用,這使得斐濟之美更勝一籌。全球定位系統,也就是我們常說的GPS,是斐濟這個島國的領空率先投入使用,以此作為飛行導航。此舉徹底改變了人類從世界的一端到達遙遠另一端的旅程方式。

GPS是20世紀70年代三軍聯合研製的衛星導航定位系統,主要目的是為陸、海、空三大領域提供更全面的導航服務。當時,主要依靠雷達和視覺輔助技術來進行導航。自20世紀40年代起,飛行員以地面固定目標為參考地物,在航路上接收無線電導航信號,或採用基於單個點地標被動觀測的技術。這套系統並不理想。例如,斐濟擁有廣闊的領空,只有五座指揮塔裝設無線電設備,這意味著在80%的領空內,飛行員無法依靠雷達來進行導航。

飛行員在汪洋大海上空執行任務時,情況最麻煩。海上沒有任何無線電信號,飛行員採用航位推演算法,這種方法是指在已知當下時刻位置的情況下,推算下一時刻的位置;還有天文導航法,飛行員通過觀測太陽、月球和行星等天體的位置,記錄其高度和方位,以此來確定航線。直到20世紀下葉,在越洋航線上,機組人員中往往有一名所謂的飛機領航員,以減輕飛行員在導航方面的很大負擔。

GPS的原理是三角測量法,只需最少三顆衛星即可確定地球上的一個位置坐標,藉助這項技術,人們可以對飛行器所處的位置進行全天候實時監測。第一顆GPS衛星於1978年發射,組網計劃正式啟動,該計劃歷時15年,整個系統由24顆工作衛星組成。

起初,美國國防部考慮對民用GPS採取收費制。1983年,一架大韓航空的客機偏離航道,飛入了前蘇聯的領空(當時蘇聯空域對外是禁區),因而被擊落。於是,里根總統宣布,GPS對民用開放,不收取費用,希望今後能夠避免此類事故發生。這項決定為企業研製民用導航設備鋪平了道路。

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到1990年底,美國已經成功發射16顆GPS衛星,運行能力良好,此導航系統已經能夠滿足全世界多領域的需要。如今,大眾可以從Trimble導航公司等處購買商用GPS接收機。海灣戰爭中,GPS系統有效地幫助了美國的軍事行動。民航客貨機的飛行員也私下在機上使用GPS接收機。GPS的潛力正在顯現。但在更廣泛的民航導航方面,必須在可控環境中先做試驗才可以廣泛推廣。

這時候,斐濟登場了。隨著旅游業不斷發展,離境和入境的班次也隨之增加,斐濟急於改善其飛行導航系統。斐濟民航局前首席執行官Norman Yee在其回憶錄《乘風翱翔》(Catching the Wind)中提及往事,當時,有一位來自紐西蘭的操作員調到斐濟工作,名叫斯諾(Jack Snow),他對新一代的GPS應用技術十分著迷。據估計,人們給一個機場裝設一處雷達定位系統所花的錢,可為斐濟所有國內班機配備一台GPS接收機。

斐濟具備有利條件可在飛機導航方面走在世界前列。斐濟雖然是小國,但國內十分發達,擁有19個小型民用機場,外加7個私人空港。斐濟由300多個島嶼組成,分佈在超過50萬平方公里的海域上,因此可在一國的領空內,測試GPS導航系統在陸地、海上、高山上空飛行,和熱帶氣候飛行等多種模式,以及長途航線的定位效果。

斐濟與美國聯邦航空管理局取得聯繫,主動提出願做其衛星導航系統的試驗田。美國聯邦航空管理局同意出資為斐濟航空業的導航設備提檔升級,為其提供專業產品和技術支持以換取試驗所獲得的資料。設備安裝起碼要花一年以上,除此之外,還要為斐濟航空業制定新航道,編寫手冊,培訓飛行員和機組人員。

當斐濟航空業的GPS導航系統安裝就緒之時,塔巴凱科羅(Ilaitia Tabakaucoro)是楠迪機場的空中交通管制員。我此次來到斐濟,在楠迪機場見到了塔巴凱科羅。斐濟民航局的總部就設在這個機場,辦公大樓在空中交通控制塔的旁邊,或許這個機場控制塔就是全球最先使用GPS調度管制民航機的起降。

塔巴凱科羅回憶首次使用GPS飛行的往事,那次他和兩位飛行員同事從楠迪機場飛往斐濟東北方向的一座小島。GPS導航設備不久前剛剛裝好,但大家還沒用過。起飛后,飛機沿著維提島的北岸航行,一直飛到拉奇拉奇鎮,這是一處地標,從此處轉向西行,飛到太平洋上空。他們期望能看見目的地的小島。但當時天氣候反常,風力強勁,飛機順著風勢,往偏北的方向飛去,偏離了預定航線。很明顯,飛機在空中迷失了方向。這時候,塔巴凱科羅想起機上配有GPS接收機,立刻啟用。不出幾分鐘,飛機重新回到航線上。這次事件讓慣於傳統飛行定位方式的機組人員見識到了GPS的強大之處。

1993年12月,第24顆衛星,也即是GPS定位的最後一個衛星發射升空,GPS完成衛星組網。然後在1994年4月,斐濟正式成為第一個運用全球定位系統進行飛機導航的國家。GPS對這個島國的航空業的幫助立竿見影。Yee告訴我:"我們取得了很大的成就,對此感到很激動。這使我國的航空業達到了大國的水平。"這對蓬勃發展的斐濟旅游業也有進一步的帶動作用。

斐濟的經驗表明,GPS在多種方面推動了航空業的發展,使飛行變得更快、更有效和更安全。在斐濟的國內航線採用GPS導航服務的25年裡,全球各地都陸續開始使用這項技術為飛機導航,常常獲得斐濟在這個新領域的專家團隊直接的技術指導。在這25年已有31顆全球定位系統衛星退役,其中包括第一代GPS定位系統24顆衛星的大部份,其工作由新發射衛星取代。

過去,天氣問題是個麻煩,如今有了GPS,已不成問題。塔巴凱科羅說:“以前,我們碰到惡劣的天氣時,往往會返航,回到始發機場。GPS能保證我們飛抵目的地機場。”即使遭遇暴風雨,能見度很差,也依然如此。

如今,在海域上空進行數小時長途飛行時,飛機可以有很精確的導航信息,而且在任何時段多架飛機的飛行均有安全保障。斐濟民航局的官員告訴我,過去,兩架飛機同向而行,間距應為100英里,如今,國際規定的間距已降到僅為23英里。過去,兩架飛機的起飛時間應相差至少18分鐘,而今,間隔的時間已縮短為10分鐘。此外,如今的飛機不再沿著地標飛行,而是直接飛抵目的地機場,因此飛行時間也有縮短。

在啟用GPS導航之前,考慮到飛機可能無法降落在目的地機場,因此需要攜帶充足的燃油以備返航。有了GPS,無需做此類準備,這就可以為飛機減負。1996年,聯合國的一份報告得出結論,燃油效能有所提升,這意味著僅僅三個月內斐濟航空安裝的GPS接收機便賺回了本錢。

對於如今的機場和乘機體驗,儘管我們有諸多抱怨,但也多虧了斐濟這個太平洋島國,我們飛抵目的地已變得更快更安全,想到這一點,或許會讓我們心裏又感寬慰不少。

來源:bbc

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