多点定位来源于无线电导航技术。它的主要原理是通过检测目标发射的A/C/S模式、ADS-B等无线电信号到达至少3个(二维平面定位)或4个(三维空间定位)地面接收机的时间差(TDOA)来对目标进行定位,通过对无线电信号信息解码来对目标进行识别。从数学角度来讲,目标信号到达两个地面接收机的时间差,能够确定目标位置所在的一条双曲线(二维平面)或双曲面(三维空间),当至少确定两组双曲线或三组双曲面,就可以通过求解多组双曲线或双曲面的交点得到目标的二维或三维位置。
多点定位有助于飞机、车辆等航空目标安全、有序、迅速移动,有效地避免目标冲突的发生,以最大限度地增强民航安全保障能力。
多点定位主要包括:①询问发射站。向协作式目标发送A/C/S模式询问信号,促使其下发定位识别所需的应答信号,避免系统出现监视盲区或者目标检测概率下降的情况。②远端接收站。接收目标下发的A/C/S模式应答信号以及ADS-B信号,并对其进行解码处理。③中心处理站。接收各个远端站发送过来的信息,利用TDOA进行双曲线定位解算,完成目标的定位跟踪与身份识别,并将定位识别信息封装成标准报文格式提供给用户终端。
奥地利的因斯布鲁克机场四周被超过8000英尺(约2438米)的群山环抱,空管监视面临严峻挑战。采用多点定位技术后,设备安装非常方便,且成本较低,还可安装在雷达系统无法覆盖的地方,对监视系统进行补充、备份。美国联邦航空局在2000年的ASDE-X项目中就开始应用多点定位技术。ASDE-X包含一个多点定位的预警项目以提醒管制员提前发现和调配潜在的机场场面车辆与飞机的冲突。截至2014年,美国境内已有纽约、洛杉矶、芝加哥等35个机场部署多点定位系统。
多点定位是一种解决机场安全、效率和容量问题的航空目标监视新技术。相比雷达,多点定位是一种造价低廉、定位精度高、扩展性强的协作式监视技术。由于其具有可定制性,可以按照实际需要进行基站的布置来满足场面、进近、航路以及终端区的覆盖要求或者消除监视覆盖盲区,能够实现覆盖范围内飞机、车辆等目标的实时精确定位跟踪与身份识别,增强覆盖区域监视性能,提高运行安全保障能力。
中国民航决定采用多点相关定位技术(multilateration,MLAT) 作为对北京首都国际机场现有空管雷达系统的补充和增强,多点定位系统在国内民航领域首次得到应用。
中国民航局第二研究所成功研制多点定位监视系统原理样机。
在中国民用航空局空管行业管理办公室、空管局通导部、空管局技术中心、中南民航空管技术装备公司、桂林空管站等单位的支持与监督下,中国民航局第二研究所研制的MPS-I型场面多点定位系统通过实验工厂测试和桂林机场现场测试,获中国民航首个场面多点定位系统许可证。
中国民航局第二研究所承建的重庆江北国际机场多点定位系统成为中国首家通过正式行业验收的多点定位工程项目,鉴于重庆机场多点项目的平稳运行,中国民航局第二研究所自主研发的MPS-I场面多点定位系统在中国获得首张空管设备正式使用许可证。