謹(jǐn)由我與大家一起來(lái)剖析一下這篇與飛行航跡常識(shí)有所相關(guān)聯(lián)的資料并看看其中所藏有著的知識(shí)點(diǎn)以及亮點(diǎn)在哪里，接下來(lái)的內(nèi)容是這樣描述的，如下：

不知道大家平時(shí)有沒(méi)有注意過(guò)飛機(jī)的航線。一般來(lái)說(shuō)，中國(guó)的國(guó)內(nèi)航班的航線，看上去都是一條近似的直線，但國(guó)際航班就大不一樣。比如說(shuō)從中國(guó)到美國(guó)的國(guó)際航班，并沒(méi)有橫跨太平洋，而是選擇從白令海峽上空繞道前往美國(guó)。究竟是什么樣的緣由，讓飛機(jī)不越過(guò)太平洋直飛呢？其實(shí)，決定飛機(jī)航線的因素多種多樣，接下來(lái)就由小編為大家一一盤(pán)點(diǎn)。

Tips：太平洋Pacific Ocean，是世界上最大、最深、邊緣海和島嶼最多的大洋。它位于亞洲、大洋洲、南極洲和南北美洲之間。南北最長(zhǎng)約15900千米，東西最寬約19000千米。

地球是圓的，地圖是平的

我們都知道，地球是一個(gè)近似的球體，但我們所用的地圖，卻是一個(gè)平面，如何把地球表面拍扁了展現(xiàn)在地圖上，成為了一個(gè)難題。在大航海時(shí)代的1569年，一位比利時(shí)的地圖學(xué)家想到一個(gè)好辦法，那就是把高緯度地區(qū)的緯線全部拉到和赤道一樣長(zhǎng)。比如說(shuō)南北極點(diǎn)，直接拉成一條和赤道相等的線，靠這種展開(kāi)方式，就能得到一張橫平豎直的地圖。這也是我們?nèi)缃褡畛Ｒ?jiàn)到的地圖，這種投影方法就以這位地圖學(xué)家的名字命名，稱為墨卡托投影。

Tips：大航海時(shí)代，又被稱作地理大發(fā)現(xiàn)。是15世紀(jì)末到16世紀(jì)初，由歐洲人開(kāi)辟橫渡大西洋到達(dá)美洲、繞道非洲南端到達(dá)印度的新航線以及第一次環(huán)球航行的成功。

這種地圖，讓水手們?nèi)绔@至寶，因?yàn)橛辛怂蟠_定航線不要太簡(jiǎn)單。只需要把起點(diǎn)和目的地相連，就能算出來(lái)一個(gè)固定的方向，以后出航只需要看著羅盤(pán)修訂航向，就一定可以抵達(dá)目的地。這種航線的確定方法，被叫做等角航線。

不過(guò)，在地圖上看起來(lái)是一條直線的等角航線，在現(xiàn)實(shí)中并不是一條直線。因?yàn)槌顺嗟谰€以外，所有的緯線都被拉長(zhǎng)了，如果我們把地圖還原成地球儀，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這條線是一條螺旋線。如果航行的路程在400公里以內(nèi)還好說(shuō)，航線和最短路線之間的偏差不會(huì)太大，但如果是在兩極附近，或者路程太長(zhǎng)，那么用等角航線無(wú)疑會(huì)走太多彎路。這點(diǎn)對(duì)船舶倒還好說(shuō)，而且用它確定航向也最簡(jiǎn)單。但換成是燒油如同撒錢的大型客機(jī)，實(shí)在是消耗不起。于是，到現(xiàn)在，客機(jī)的航線，都會(huì)用另一種航線規(guī)劃飛行，也就是大圓航線。

Tips：指南針，古代叫司南，主要組成部分是一根裝在軸上的磁針，磁針在天然地磁場(chǎng)的作用下可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)并保持在磁子午線的切線方向上，磁針的南極指向地理南極(磁場(chǎng)北極)，利用這一性能可以辨別方向。

大圓航線解釋起來(lái)比較簡(jiǎn)單，我們只需要找來(lái)一個(gè)地球儀看看就能明白，比如說(shuō)從北京到舊金山的CA983航班。它在地球儀上的最短路徑，其實(shí)是一條圓弧，而且美國(guó)正確的地理位置，是在中國(guó)的北方，所以這條航線也就跨越了白令海峽。在這里我們可以簡(jiǎn)單對(duì)比一下，如果非要用等角航線，一直按照北緯40度的方向飛行，在地圖上畫(huà)直線橫跨太平洋的話，那么實(shí)際的路程是10248km，而大圓航線只有9084km。這多出現(xiàn)來(lái)的1164km，可都是白花花的銀子，所以現(xiàn)代的飛機(jī)航線，在大跨度的情況下都會(huì)按照大圓航線來(lái)規(guī)劃。

Tips：把地球看做一個(gè)球體，通過(guò)地面上任意兩點(diǎn)和地心做一平面，平面與地球表面相交看到的圓周就是大圓。兩點(diǎn)之間的大圓劣弧線是兩點(diǎn)在地面上的最短距離。沿著這一段大圓弧線航行時(shí)的航線稱為大圓航線。

不過(guò)，這個(gè)問(wèn)題只回答了一半，如果你看過(guò)飛機(jī)機(jī)長(zhǎng)的航線圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)，飛機(jī)真實(shí)飛過(guò)的路徑也不是完全按照大圓航線來(lái)走的，而是一連串曲折的連線。難道說(shuō)飛機(jī)也要像列車一樣，哪怕到站不停，也必須經(jīng)過(guò)一個(gè)一個(gè)的站點(diǎn)前進(jìn)嗎？飛機(jī)在航向中，還需要考慮哪些因素呢？

地形、氣候?qū)骄€的影響

太平洋面積廣闊，水體均勻，這片全球最溫暖的海洋多以熱帶和副熱帶氣候?yàn)橹鳎L(fēng)暴和雷雨在太平洋上經(jīng)常出現(xiàn)。雖然說(shuō)現(xiàn)在的飛機(jī)為了避開(kāi)雷雨，都會(huì)把巡航高度定在10000米以上，好躲過(guò)地球?qū)α鲗幼兓媚獪y(cè)的天氣。不過(guò)在在習(xí)慣上，飛機(jī)都會(huì)盡量避開(kāi)氣候不佳的地段。這樣做的原因，是給飛機(jī)一個(gè)處理故障的高度和空間。

Tips：大氣垂直結(jié)構(gòu)，是指依大氣溫度隨高度變化而產(chǎn)生的一種垂直結(jié)構(gòu)， 由地面向上分成四層：對(duì)流層、平流層、中間層、熱層。民航客機(jī)一般在對(duì)流層飛行。

有時(shí)候，當(dāng)飛機(jī)遇到一些故障時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)不得不降低飛行高度平衡機(jī)艙內(nèi)外氣壓的情況。如果這個(gè)時(shí)候，下方正好是雷暴的中心，那么這架飛機(jī)差不多就涼了?；谙嗨频脑?，飛機(jī)航線也會(huì)盡量避開(kāi)山峰，也是為了防止不測(cè)。

當(dāng)然，飛機(jī)需要避免的不僅有氣候影響，還有因人為因素設(shè)立的禁飛區(qū)。比如伊拉克境內(nèi)北緯33度以南地區(qū)被美國(guó)設(shè)為了禁飛區(qū)，不管是軍用飛機(jī)還是民用飛機(jī)，都不得經(jīng)過(guò)這里。除此之外，各個(gè)國(guó)家出于國(guó)防安全的考慮，都有設(shè)立禁飛區(qū)的習(xí)慣，這些地方都是民航客機(jī)需要刻意規(guī)避的地點(diǎn)。

Tips：雷暴thunderstorms，是熱帶和溫帶地區(qū)可見(jiàn)的局地性強(qiáng)對(duì)流天氣。雷暴發(fā)生時(shí)可伴隨有雷擊、閃電、強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)降水，例如雨或冰雹。常發(fā)生在夏季。

不過(guò)，氣候?qū)︼w機(jī)的影響，在現(xiàn)代已經(jīng)越來(lái)越弱，跨越太平洋飛行的航線比比皆是。比如說(shuō)澳大利亞到美國(guó)的航線，就必須跨越太平洋。但為了保證緊急時(shí)刻有地方迫降，澳大利亞到美國(guó)的航線，基本上都要經(jīng)過(guò)斐濟(jì)島上空，這樣做是為了符合ETOPS規(guī)定。

這是一個(gè)針對(duì)早期飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)不可靠而設(shè)立的規(guī)定，一直沿用至今。過(guò)去的雙發(fā)飛機(jī)在飛行的過(guò)程中，由于機(jī)械故障，經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)失效的情況。這時(shí)飛機(jī)需要就近找到適合的地點(diǎn)迫降。于是，早期ETOPS明確規(guī)定，任何一條民航航線，任何一點(diǎn)到最近的備降機(jī)場(chǎng)的距離不能超過(guò)60分鐘。不過(guò)到了現(xiàn)在，飛機(jī)性能已經(jīng)比過(guò)去提高了不少，ETOPS限制普遍提升到了120分鐘。而到了下一代的380和787客機(jī)，已經(jīng)開(kāi)始申請(qǐng)把規(guī)定延長(zhǎng)到150分鐘。

Tips：在確定航程時(shí)，假設(shè)飛機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)條件下靜止大氣中以經(jīng)批準(zhǔn)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)的巡航速度飛行，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)飛抵最近的備降機(jī)場(chǎng)。這就是通常所說(shuō)的ETOPS要求。

這條規(guī)定主要是用來(lái)限制跨洋和北極航線上，因?yàn)樵趦?nèi)陸飛行時(shí)，附近機(jī)場(chǎng)夠多，實(shí)在不行也可以找到合適的備降地點(diǎn)。但在海洋、沙漠以及極地地區(qū)，迫降風(fēng)險(xiǎn)極大，因此航空公司大多就會(huì)選擇繞道而行。值得注意的是，備降機(jī)場(chǎng)的設(shè)立需要航空公司之間相互協(xié)商。并不是說(shuō)我建了一座機(jī)場(chǎng)，就活該被其他經(jīng)過(guò)的飛機(jī)當(dāng)做迫降地點(diǎn)，畢竟我這里也要維持正常運(yùn)營(yíng)的。

Tips：備降機(jī)場(chǎng)，是指一旦預(yù)定的著陸機(jī)場(chǎng)無(wú)法著陸時(shí)，航空器可以前往著陸，而且是在飛行計(jì)劃中規(guī)定的機(jī)場(chǎng)。

所以各大航空公司，在開(kāi)辟航線的時(shí)候，都要和途徑機(jī)場(chǎng)簽訂保障協(xié)議，人家才愿意成為你的備降機(jī)場(chǎng)。如果說(shuō)一家航空公司實(shí)力不足，沒(méi)有辦法簽太多機(jī)場(chǎng)，那么它的航線就會(huì)變得歪歪扭扭。不過(guò)，備降機(jī)場(chǎng)也不是讓所有飛機(jī)航線都蜿蜒曲折的主要因素，真正的原因，是為了方便導(dǎo)航。

導(dǎo)航技術(shù)限制

就像一開(kāi)始介紹的那樣，大圓航線比等角航線路程更短，所以成為了飛機(jī)航線的主要規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，大圓航線有一個(gè)問(wèn)題，就是飛機(jī)的航向一直都在變化，如何精準(zhǔn)導(dǎo)航就成了一個(gè)難題。這個(gè)問(wèn)題可以追溯到航空業(yè)發(fā)展的早期階段。

大約在100年前，航空業(yè)出現(xiàn)不久，這個(gè)時(shí)候沒(méi)有可靠的導(dǎo)航設(shè)備，飛行員只能看著地標(biāo)飛行。比如某條公路，河流等等，這種方法短途飛行還好，如果是長(zhǎng)途飛行就很難記住路了。

Tips：1903年12月17日，萊特兄弟首次試飛了完全受控、依靠自身動(dòng)力、機(jī)身比空氣重、持續(xù)滯空不落地的飛機(jī)，也就是世界上第一架飛機(jī)“飛行者一號(hào)”。

在上世紀(jì)20年代，美國(guó)開(kāi)通了一條連通東西海岸的航線用來(lái)空運(yùn)郵件，不過(guò)麻煩的是，因?yàn)闄M跨距離太長(zhǎng)，飛行員經(jīng)常迷路。為了解決這個(gè)難題，美國(guó)國(guó)會(huì)出資修建了巨型的航空郵件飛行指路路標(biāo)。這些路標(biāo)由一個(gè)個(gè)帶方向的地面箭頭組成，每個(gè)箭頭21米長(zhǎng)，涂上顯眼的黃色油漆。箭頭尾部還有一座15米高的標(biāo)記塔，塔上點(diǎn)燃高亮的燃?xì)鉄?，幫助飛行員辨認(rèn)。

最早的飛行員確定航向說(shuō)起來(lái)滑稽可笑，他們需要把腦袋探出來(lái)尋找地面上的箭頭，再根據(jù)箭頭調(diào)整航向。如此粗糙的方式，當(dāng)然免不了出錯(cuò)迷路，但也沒(méi)有更可靠的辦法。

Tips：絕大多數(shù)民航客機(jī)采用的是儀表飛行程序，使用的是ILS（Instrument Landing System）儀表著陸系統(tǒng)，它是民航客機(jī)中應(yīng)用最廣泛的飛機(jī)精密進(jìn)近和降落引導(dǎo)系統(tǒng)。

直到第一次世界大戰(zhàn)期間，無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)問(wèn)世，需要用肉眼觀察的地標(biāo)，就被無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)取代。最早出現(xiàn)的無(wú)線電定向設(shè)備叫做ADF，中文名叫自動(dòng)定向機(jī)。它的定位依靠地面兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)和飛機(jī)上的兩個(gè)ADF接收機(jī)配合完成。飛機(jī)上的兩個(gè)接收機(jī)，分別接收兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)，并確定飛機(jī)和導(dǎo)航臺(tái)之間的方位。這樣，只要以兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)的位置為起點(diǎn)，按照角度畫(huà)兩條線，線的交點(diǎn)就是飛機(jī)的位置。

不過(guò)這種方式換算起來(lái)比較麻煩，還需要建立好多導(dǎo)航臺(tái)，于是之后又在ADF的基礎(chǔ)上追加了NDB臺(tái)。NDB臺(tái)可以接收飛機(jī)發(fā)射的信號(hào)發(fā)射反饋信號(hào)，飛機(jī)上的接收機(jī)根據(jù)反饋信號(hào)傳過(guò)來(lái)的時(shí)間，就可以知道兩者間的距離。這樣，知道角度和距離，飛機(jī)在哪就能很快算出來(lái)。不過(guò)這種方式還是會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，就是信號(hào)干擾，飛機(jī)發(fā)出的信號(hào)會(huì)因?yàn)闅夂虻纫蛩刈內(nèi)酰绻邮詹坏?，那么飛機(jī)就會(huì)迷路。

Tips：無(wú)線電導(dǎo)航，是指利用無(wú)線電波的傳播特性可測(cè)定飛行器的導(dǎo)航參量（方位、距離和速度），算出與規(guī)定航線的偏差，由駕駛員或自動(dòng)駕駛儀操縱飛行器消除偏差以保持正確航線。

于是，到現(xiàn)在，飛機(jī)最流行的導(dǎo)航方式，是更加先進(jìn)的VOR導(dǎo)航臺(tái)和DME測(cè)距機(jī)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，VOR導(dǎo)航臺(tái)的波段頻率更高，所以測(cè)出來(lái)的方位更加精確，而且覆蓋范圍更廣。在它的幫助下，飛機(jī)95%以上的時(shí)間里，定位精度都在2海里以內(nèi)。

不過(guò)，用VOR導(dǎo)航依舊有局限。只有當(dāng)飛機(jī)面向或者背向VOR臺(tái)的時(shí)候，所指的方位才是最精確的。所以到現(xiàn)在，大多數(shù)民航客機(jī)的飛行方式，都是在從一個(gè)VOR臺(tái)飛向另一個(gè)VOR臺(tái)。這樣做還有一個(gè)好處，就是方便空中調(diào)配。所有飛機(jī)的路線都是固定的，那么只要參照速度和飛行高度，就可以避免飛機(jī)在空中相撞。于是，本應(yīng)該直飛的飛機(jī)，其實(shí)一直在天上做著點(diǎn)點(diǎn)相連的游戲。因?yàn)閂OR臺(tái)一般都設(shè)在陸地，所以飛機(jī)的航線，一般都在陸地上空飛行。

Tips：在國(guó)際航班中，還會(huì)遇到和備降機(jī)場(chǎng)一樣的尷尬。有些國(guó)家或者地區(qū)，如果不愿意把自己的VOR臺(tái)和你共享，那么飛機(jī)的飛行路線就會(huì)變得更加曲折。

也許看到這里你會(huì)問(wèn)，這都什么年代了，怎么飛機(jī)還在用無(wú)線電導(dǎo)航而不是GPS呢？當(dāng)然，現(xiàn)在的飛機(jī)上都有GPS定位裝置，不過(guò)想要讓GPS替代VOR導(dǎo)航，還是比較困難的。

首先，民用GPS沒(méi)有那么精確，而民航使用的VOR導(dǎo)航已經(jīng)非常成熟，可以根據(jù)飛機(jī)的飛行姿態(tài)等等給出更加精確的慣性導(dǎo)航。而GPS只能告訴你坐標(biāo)點(diǎn)和速度。卻看不出來(lái)飛機(jī)有沒(méi)有爬升、翻滾等等更加細(xì)節(jié)的信息。而且論信號(hào)的穩(wěn)定性，還是VOR臺(tái)更加可靠。所以在民航客機(jī)上，GPS系統(tǒng)常常是一個(gè)輔助參數(shù)。直到GPS第三代系統(tǒng)開(kāi)始投入使用，GPS 精度才達(dá)到了民航客機(jī)的要求。

Tips：中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BeiDou Navigation Satellite System，簡(jiǎn)稱BDS，是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也是繼GPS、GLONASS之后的第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

所以，對(duì)于GPS導(dǎo)航是否可行，國(guó)際民航組織從2008年才開(kāi)始探討它的可行性。之后，飛機(jī)上才有了基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的PBN導(dǎo)航，并且開(kāi)始在全世界推廣。不過(guò)，哪怕是用PBN導(dǎo)航的飛機(jī)，為了方便管理，還是要按著老航線飛行。所以，到目前為止，飛機(jī)還是不能按著真正的最短路徑飛行。