【文章內容簡介】 的航空運輸管理系統(tǒng)向基于衛(wèi)星的航空運輸管理系統(tǒng)的轉換就是一個解決方法。 Eurocongtrol 和 JPDO 都認識到了 ADS－B 能提高導航服務的成本效率。 兩者的 相同點 它們之間有很多相似之處。 SESAR 和 NGATS 都有時間表： NGATS 的運行概念要在明年初完成， SESAR 的“空中交通管理總體計劃（ ATM Master Plan）”將在后年初完成； SESAR 要在 2020 年之前實施， NGATS 要在 2025 年前實施。盡管 Eurocontrol 和 JPDO 都各自抓緊自己的工作，但是他們也正在努力合作，都努力使各自的航空運輸系統(tǒng)能共同使用，這從他們正在加強交流（比如說人事上的合作）就能看得出來，而人事上的合作是從今年六月份派 Meckiff到 JPDO 的工作安排開始的， Meckiff 在接下來的兩年中將參與 JPDO 的工作。 NGATS 和 SESAR 也有機制上的合作： NGATS 有全球融合綜合產(chǎn)品工作組（ Global Harmonization IPT），主要是從事全球通用性方面的工作，美國政府也是歐洲委員會工業(yè)咨詢理事會（ European Commission’ s Industry Consultation Body）的成員之一，而歐洲委員會工業(yè)咨詢理事會為 SESAR 提出一些建議。很明顯， Eurocontrol 與 JPDO 都意識到了他們一起合作、一起建設全球通用的航空運輸系統(tǒng)的重要 性，這使飛機在飛越不同國家空域時可美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 12 以不配備幾套不同的設備。航空運輸系統(tǒng)的全球融合性能提高效率，減少一些不必要的成本。依照 Meckiff 的說法， SESAR 與 NGATS 的相同之處要多于不同之處，這將使得全球融合性更加容易，這對美國和歐洲的航空運輸系統(tǒng)的提供者和使用者來說都是天大的好消息。 按照 2020 年 Eurocontrol 與 FAA 簽定合作備忘錄，英國工程師 Colin Meckiff 已經(jīng)被派往 JPDO 工作，任 Eurocontrol－ FAA協(xié)調員。他在最近說，“ NGATS 與 SESAR 之間可以合作的層次很多， 但是 最基礎的是兩者之間的通用性”。 Meckiff 說到， SESAR 與 JPDO 成了 Eurocontrol 和 FAA的關鍵項目，他自己作為 SESAR 與 NGATS 之間的一個紐帶已經(jīng)越發(fā)顯得重要，因為負責SESAR 定義階段的 SESAR 項目聯(lián)合體與 JPDO 綜合產(chǎn)品工作組（ IPT）的聯(lián)系越來越密切，以此來完成關于未來航空運輸系統(tǒng)概念方面的文件。他說，SESARNGATS 的相同之處要多于不同之處?！斑@兩個項目都將提交運行概念，未來資金方面的問題是 SESAR 與 NGATS 都要面對的大困難，他們也都共同關心私營部門的參與”， Meckiff 說，“他們有共同的目標和挑戰(zhàn)”。他們主要的目標是建立各自的、能滿足未來的航空旅行需求的航空運輸系統(tǒng)。 歐洲也面臨著空域分割的一些額外約束，歐洲的每個國家都各自進行各自的空中交通管制。但是， Meckiff 說解除空域分割在不遠的將來會實現(xiàn)，這是鑒于未來航空運輸系統(tǒng)的壓力，這也是為什么 Eurocontrol 和 SESAR 都在考慮與 JPDO 相同的解決辦法的原因。 Meckiff 說這些解決辦法包括數(shù)據(jù)鏈接和自動相關監(jiān)視播報（ ADS－ B）。美國新一代航空運輸系統(tǒng)（ NGATS）與歐洲單一天空實施計劃（ SESAR）不同的 一個方面是他們所強調的技術重點不一樣。Eurocontrol 注重數(shù)據(jù)鏈接，而 JPDO 以開發(fā)自動相關監(jiān)視播報（ ADS－ B）開始，而歐洲還沒有實施自動相關監(jiān)視播報（ ADS－ B）的計劃。 第二章、 通信系統(tǒng) 甚高頻（ VHF）和 高頻 HF語音 /數(shù)據(jù)通信 (1)組成 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 13 機載 VHF 電臺 地面 VHF 通信終端 (2)主要技術指標 ? 工作頻率： ～ ? 工作方式：半雙工 ? 通信距離： 250NM 以內 (3)用途 地面與飛機及飛機與飛 機之間進行話音聯(lián)系的工具。 高頻（ HF）語音 /數(shù)據(jù)通信 (1)組成 機載 HF 電臺 地面 HF 通信終端 (2)主要性能指標 工作頻率： 3～ 30MHz 工作方式：半雙工 通信距離： 100～ 2020NM (3)用途 在偏遠和海洋區(qū)域，管制人員和飛機駕駛員進行話音聯(lián)系。 航空移動衛(wèi)星服務（ AMSS）語音 /數(shù)據(jù)通信 AMSS 為航空用戶提供遠距數(shù)據(jù)鏈和話音通信。 組成：衛(wèi)星轉發(fā)器；飛機地球站 (AES)； 地面地球站 (GES)。其中， 衛(wèi)星轉發(fā)器：由同步軌道衛(wèi)星完成饋送鏈路和服務鏈路間的頻率轉換。目前有 INMARSAT 衛(wèi)星。 飛機地球站 (AES)：飛機上用來進行 AMSS 通信的設備，包括天線、衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元和高功率放大器等機載電子設備。 地面地球站 (GES)：地面用來進行 AMSS 通信的設備，完成飛機和 ATM、航空公司間的通信中繼。包括天線、收發(fā)信機、信道單元和網(wǎng)絡管理設備。 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 14 AMSS 的鏈路示意： AMSS 的通道示意： AMSS 采用面向比特協(xié)議，與 ATN 完全兼容。與 VHF 通信相比， AMSS 通信延遲時間較長 (高軌道同步衛(wèi)星 )。將利用低軌或中軌衛(wèi)星，進一步降低 AES的設備費和使用費，減小延遲時間，消除南北極附近的通信盲區(qū)，真正實現(xiàn)全球、全天候的航空衛(wèi)星通信。 SSR/S 模式數(shù)據(jù)鏈 S 模式即選擇模式， S 模式是二次雷達 (SSR)的一種增強模式，允許地面管制單位有選擇的詢問，在地面詢問和機載應答裝置之間具備雙向交換數(shù)據(jù)功能。 S模式具有以下特點： 有選擇的詢問，防止信號范圍內的所有飛機同時應答引起的系統(tǒng)飽和和混疊發(fā)生；一機一碼，以防止詢問信號串擾其他飛機；為 ATC 服務提供數(shù)據(jù)鏈能力，為 VHF 話音通信提 供備份；實現(xiàn)對飛機狀態(tài)的跟蹤監(jiān)視；使用單脈沖技術有效的改善了角度分辨率，提高了方位數(shù)據(jù)的精度；是防撞的可靠手段， TCAS 是利用 SSR 應答機的信號來確定臨近飛機的距離和高度，利用 S 模式數(shù)據(jù)鏈功能，可確切的知道對方的坐標位置，有利于選擇正確的回避措施。 對通信功能而言，因為 S 模式的數(shù)據(jù)鏈仍沿用了 SSR 的工作方式，勢必受到天線掃掠間歇的影響限制，是依賴于 S 模式的通信次數(shù)、速率和實時性差于 VHF 數(shù)據(jù)鏈。但對雷達功能而言，代表了發(fā)展的一個方向。 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 15 航空電信網(wǎng)（ ATN） ATN 是全球范圍內，用于航空的數(shù)字通信網(wǎng)絡 和協(xié)議。 ATN 將航空界的機載計算機系統(tǒng)與地面計算機系統(tǒng)連接起來， ATN 能支持多國和多組織的運行環(huán)境，使之隨時互通信息。 ATN 將按照國際標準化組織 (ISO)的開放互連 (OSI)7 層模型來構造。主要由 3個子網(wǎng)構成：機載電子設備通信子網(wǎng) (數(shù)據(jù)鏈管理系統(tǒng) )；空地通信子網(wǎng)；地面通信子網(wǎng) (分組交換、局域網(wǎng) )。各類子網(wǎng)之間利用路由連接器連接，用戶經(jīng)路由器通過網(wǎng)關進入 ATN，再按照網(wǎng)間協(xié)議和標準進行信息交換。地面路由器確保將信息傳送到要求的終端和飛機，并保存每架飛機的位置信息；跟蹤系統(tǒng)配合地面網(wǎng)絡，分析媒體的可用性，向 飛機發(fā)送信息數(shù)據(jù)。飛機路由器確保飛機信息通過要求的媒體發(fā)送。 在現(xiàn)階段，通信方式和格式繁多，缺乏一致性和兼容性。但是，所需通信性能 (RCP)將是今后通信技術發(fā)展和應用時共同遵守的標準，如同 RNP。 飛機通信選址報告系統(tǒng) (ACARS)是目前向 ATN過渡的一種數(shù)據(jù)鏈類型。 ATN 早期應用－ ACARS 的應用 (OOOI 過程 ) 飛行階段 來 自 飛 機 到 飛 機 滑 行 鏈路測試 /時鐘更新； 燃油 / 機 組 信 息 ； 延誤報告； 滑行； (OUT) 離港前許可 (PDC)； 自動終端情報服務； 載 重 和 配 平 ； 機場分析； 垂 直速度； 飛行計劃硬拷貝，注入FMS； 起 飛 飛機脫離跑道信息；(OFF) 離 港 發(fā)動機數(shù)據(jù)； 飛行計劃更新； 氣象報告； 美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 16 航 路 位置報告； 氣象報告； 預計到達時間； 話音請求； 發(fā)動機信息； 維修報告； ATC 許可； 氣象報告； 再許可； 地面話音請求 (選擇呼叫 )； 進 近 準備； 廊橋請求； 預計到達時間； 特殊請求； 發(fā)動機信息； 維修報告； 廊橋確認； 廊橋聯(lián)系； 旅 客 和 機 組 信 息 ； 自動終端情報服務； 著 陸 著陸信息； (OFF) 滑 行 滑行到停機坪； 燃油信 息； 機組信息； 取自中央維修計算機的故障信息； (IN) 第三章：導航系統(tǒng) 所需導航性能和區(qū)域導航 RNP/RNAV 區(qū)域導航不是一個新概念，但在新航行系統(tǒng)環(huán)境下，新導航系統(tǒng)賦予了使用幾十年的區(qū)域導航以新的含義?？罩薪煌ㄊ飞系牡谝慌铰肥茄刂孛媾_點設計的，在作出向、背臺飛行的區(qū)別和臺點的頻率、航路寬度、飛行高美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 17 度的規(guī)定后，飛機按設計的航路飛行，管制員按該航路計劃飛行實施管制。由于當時還沒有機載計算組件，飛機按逐臺徑向導航方法飛行。 的產(chǎn)生和陸基 RNAV 的應用 隨著 VOR 和 DME導航設備成功地運用于航空導航和機載計算組件的裝備，出現(xiàn)了區(qū)域導航（ RNAV）概念并得以初步應用。根據(jù)當時所用系統(tǒng)性能和特性， RNAV 被確認為一種導航方法，允許飛機在導航臺信號覆蓋范圍內，或在機載自主導航設備能力限度內，或在兩者配合下按所需航路飛行。這也正是目前陸基航行系統(tǒng)條件下 RNAV 航路設計的特點。雖然可以依靠機載計算組件作用，在導航臺的覆蓋范圍內設計一條比較短捷航路，但是，航路仍然考慮地面是否建有導航臺而設計。一般說來，對應地面建導航臺有困難的空域，多為不繁忙空域。 星基 RNAV 的應用 衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用，從根本上解決了由地面建臺困難導致空域不能充分利用的問題。衛(wèi)星導航系統(tǒng)以其實時、高精度等特性使飛機在飛行過程中能夠連續(xù)、準確地定位。在空域利用允許情況下，依靠衛(wèi)星導航系統(tǒng)的多功能性，或者與飛行管理計算機的配合，飛機容易實現(xiàn)任意兩點間的直線飛行，或者最大限度地選擇一條短捷航路。從一般意義上講，利用衛(wèi)星導航，飛行航路不再受地面建臺與否的限制，實現(xiàn)了真正意義上的航路設計的任意性。因而可以認為，衛(wèi)星導航技術的應用使 RNAV 充分體現(xiàn)了 Random Navigation（隨機導航）的思想。 的定義和提出 RNP 的目的 RNP 概念是 9 92 年間由 FANS 委員會向 ICAO 提出的。 94年， ICAO 在正式頒布 RNP 手冊 (Doc 9613AN/937)中定義 RNP 為：飛機在一個確定的航路、空域或區(qū)域內運行時，所需的導航性能精度。 RNP 是在新通信、導航和監(jiān)視技術開發(fā)應用條件下產(chǎn)生的新概念。 RNP 也是目前提出的所有所需性能 RXP(X=C、 N、 M、 ATM、 tS)中唯一有明確說明和規(guī)美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 18 定的性能要求，而其它皆在討論制訂中。盡管如此， RNP 從頒布后就沒有停止其完善和充實工作，隨著各種可用技術的成熟， RNP 的應用領域還在延伸，規(guī)定的項目還在增加。 ICAO 提出 RNP 概念并作出相應規(guī)定的目的是：改革以往對機載導航設備管理方式，從無休止的設備審定和選擇工作中解脫出來；在規(guī)定的航路空域內運行的飛機，要求其導航性能與相應空域能力相一致，使空域得到有效利用；不再限制機載設備最佳裝備和使用；作為確定飛行安全間隔標準的基本參考。 的應用 RNP 可用于從起飛到著陸的各個飛行階段。 (1) 航路 RNP 航路 RNP 是在確定航路、空域或區(qū)域內，對飛機側偏的最大限制。 4種 RNP 類型 類 型 定位精度 (95%) 應 用 RNP1 177。 海里 (177。) 允許使用靈活航路 RNP4 177。 海里 (177。) 實現(xiàn)兩個臺點間建立航路 177。 海里 (177。) 在地面缺少導航臺的空域 RNP20 177。 海里 (177。) 提供最低空域容量的ATS 陸基導航系統(tǒng)的 RNAV 航路可以縮短航線距離，但飛行航路依舊受到地面導航臺的限制。星基導航系統(tǒng)的 RNAV 航路則可以實現(xiàn)既短捷又靈活的設計。 以規(guī)定的 RNP1 類型的航路為例， RNP1 系指以計劃航跡為中心，側向（水美國和歐洲新一代民航運輸系統(tǒng)研究綜述 19 平） 寬度為177。 1海里的航路。對空域規(guī)劃而言，