【正文】 ATM 對(duì)導(dǎo)航要求中將規(guī)定飛機(jī)的區(qū)域?qū)Ш?(RNAV)能力。由此構(gòu)成 的 ATM 要求將用于影響支持通信系統(tǒng)的 (SARPs)標(biāo)準(zhǔn)和建議設(shè)施、程序和指導(dǎo)材料的制定。 ICAO 正在研究用于全球 ATM 系統(tǒng)的地 空，地 地通信的要求，這項(xiàng)公共包括對(duì)所需通信性能（ RCP）的描述， RCP 將平行于與已經(jīng)完成的所需導(dǎo)航性能（ RNP）。 （ RATMP） 空域的管理單位需要對(duì)所管轄的空域進(jìn)行分析和評(píng)估，了解和掌握本空域使用的通信、導(dǎo)航和監(jiān)視設(shè)備的性能和標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上提出對(duì)使用所轄空域的用戶(hù)飛機(jī)裝備提出要求。其中重要組成部分分為 ASD（航空狀態(tài)顯示器），安裝在 ATSCC(空中交通系統(tǒng)指揮中心 )和 20 個(gè) ARYCC(航路交通管制中心 )和一些需要的TRACON(終端雷達(dá)進(jìn)近管制 )設(shè)施內(nèi)，實(shí)現(xiàn)其流量管理功能。 CFMU 建立在 ICAO 的 CTMO（集中 ATFM）概念基礎(chǔ)上，到1995 年底，已初步字歐洲提供以下技術(shù)設(shè)備： 有關(guān)空中交通需求的戰(zhàn)略數(shù)據(jù)庫(kù)；綜合出事飛行計(jì)劃的處理系統(tǒng)；包含飛行計(jì)劃的處理系統(tǒng)； 美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 33 包 含飛行計(jì)劃的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；利用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的工具，特別是間隔自動(dòng)分配的功能；連接 CFMU 與 FMP（流量管制席位）和 AO(IFR 飛行和通用航空的用戶(hù) )的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)； 進(jìn)行 ATFM 規(guī)劃和質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)的檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。因此ATFM 系統(tǒng)應(yīng)能減少飛機(jī)在空中和地面的延誤，防止系統(tǒng)超負(fù)荷。消除地形天氣造成的不利影響。發(fā)達(dá)的通信網(wǎng)絡(luò)可以從各種渠道實(shí)時(shí)地獲得機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備中的飛機(jī)位置、狀態(tài)信息，可以為飛機(jī)隨時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題作出診斷并提供必要的技術(shù)支持，對(duì)迫降的飛機(jī)提供搜索和救援組織工作提供飛行信息，并幫組其解決所需問(wèn)題。這些實(shí)時(shí)信息的獲得將進(jìn)一步提高飛行的安全性，以能為航空公司由于避免信息不暢所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。飛機(jī)可以根據(jù)空域中隨時(shí)出現(xiàn)的情況，動(dòng)態(tài)的調(diào)整飛行計(jì)劃，選擇最佳的飛行方案。高度信息化的 CNS/ATM 系統(tǒng)將給飛行情報(bào)服務(wù)的方式帶來(lái)一場(chǎng)革命。隨著新航行系統(tǒng)在導(dǎo)航和監(jiān)視精度方面的提高，飛機(jī)之間的最小安全間隔標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步縮小，空域資源的使用效率將得到有效的提高。 ATC 服務(wù)的主要目標(biāo)是機(jī)動(dòng)區(qū)與內(nèi)防止飛機(jī)之間、飛機(jī)與障礙物之間發(fā)生碰撞，以促進(jìn)維持有序的空中交通流量。 空中交通服務(wù)系統(tǒng) ATS ATS 仍是 ATM 的主要內(nèi)容之一?？沼蚴菄?guó)家的重要資源，對(duì)空域合理使用，會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 第五章：空中交通管理系統(tǒng) 空域管理（ ASM） 空域管理是空中交通管理的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了實(shí)施規(guī)劃，一個(gè)辦法是吧所有有關(guān)的運(yùn)行要求都轉(zhuǎn)成一系列監(jiān)視性能參數(shù)，即所需監(jiān)視性能（ RSP） ,這個(gè)概念是指一組量化好的監(jiān)視性能要求，如容量 、可用性、精度、更新率等等。除非之用一種監(jiān)視系統(tǒng)就能滿(mǎn)足所有的要求，否則，民航界就不得不考慮任何情況。 無(wú)可否認(rèn)，若只用一種監(jiān)視系統(tǒng)局能滿(mǎn)足任何類(lèi)型空域中所有的飛行階段的監(jiān)視要求，是最理想的情況。但對(duì)雷達(dá)功能而言，代表了發(fā)展 的一個(gè)方向。 (3) S 模式的應(yīng)用 有選擇地詢(xún)問(wèn)，防止信號(hào)范圍內(nèi)的所有飛機(jī)同時(shí)應(yīng)答引起的系統(tǒng)飽和、混迭發(fā)生；一機(jī)一碼，防止詢(xún)問(wèn)信號(hào)串?dāng)_其他飛機(jī)；為 ATC 服務(wù)提供數(shù)據(jù)鏈能力，為 VHF 話(huà)音通信提供備份；實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)狀態(tài)的跟蹤監(jiān)視；使用單脈沖技術(shù)有效地改善了角度分辨率，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(yīng)答器的信號(hào)來(lái)確定鄰近飛機(jī)的距離和高度，利用 S 模式數(shù)據(jù)鏈功能，可確切知道對(duì)方的坐標(biāo)位置，有利于選擇正確的回避措施。 (1) 問(wèn)題的提出 SSR 監(jiān)視雷達(dá)的 A/C 模式編碼數(shù)量有限、可交換信息少 (識(shí)別、高度 )；在詢(xún)問(wèn)信號(hào)工作范圍內(nèi)的全部飛機(jī)，會(huì)同時(shí)獲得詢(xún)問(wèn)信號(hào)，可能產(chǎn)生同時(shí)應(yīng)答，造成混迭；管制員的工作負(fù)荷大；目標(biāo)容易丟失或信號(hào)中斷，飛機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行將會(huì)遮蔽機(jī)載天線(xiàn)；地面反射產(chǎn)生盲區(qū)；固定目標(biāo)的反射會(huì)引起虛假目標(biāo)的顯示；目標(biāo)的方位、距離等參數(shù)的分辨率低，等。 S 模式 是 SSR 的一種增強(qiáng)模式。 二次雷達(dá)（ SSR） A/C模式， S 模式。但由于傳統(tǒng)的雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)的 遠(yuǎn)程截獲能力差、原始信息格式紛雜、信息處理成本高，且不易實(shí)現(xiàn)指定航跡的篩選，難以實(shí)現(xiàn)信息共享。 ADSB 技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)飛行信息共享。利用 ADSB 技術(shù)，通過(guò)接收和處理 ADSB廣播信息，將活動(dòng)航空器的監(jiān)視從空中一直延伸到機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋，因此能輔助場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)“門(mén)到門(mén)”的空中交通管理。 ADSB 技術(shù)用于機(jī)場(chǎng)地面活動(dòng)區(qū)，可以較低成本實(shí)現(xiàn)航空器的場(chǎng)面活動(dòng)監(jiān)視。與應(yīng)答式機(jī)載避撞系統(tǒng) (ACAS/TCAS)相比， ADSB 的位置報(bào)告是自發(fā)廣播式的，航空器之間無(wú)須發(fā)出問(wèn)詢(xún)即可接收和處理漸近航空器的位置報(bào)告，因此能有效提高航空器間的協(xié)同能力，增強(qiáng)機(jī)載避撞系統(tǒng) TCAS的性能，實(shí)現(xiàn)航空器運(yùn)行中即能保持最小安全間隔又能避免和解決沖突的空 空協(xié)同目的。 ADSB技術(shù)在空管上的應(yīng)用，預(yù)示著傳統(tǒng)的空中交通監(jiān)視技術(shù)即將發(fā)生重大變革。在雷達(dá)覆蓋地區(qū)，即使不增加雷達(dá)設(shè)備也能以較低代價(jià)增強(qiáng)雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)視能力，提高航路乃至終端區(qū)的飛行容量；多點(diǎn) ADSB 地面設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可作為雷達(dá)監(jiān)視網(wǎng)的旁路系統(tǒng)，并可提供不低于雷達(dá)間隔標(biāo)準(zhǔn)的空管服務(wù) 。 ADSB 技術(shù)是新航行系統(tǒng)中非常重要的通信和監(jiān)視技術(shù)，把沖突探測(cè)、沖突避免、沖突解決、 ATC 監(jiān)視和 ATC一致性監(jiān)視以及機(jī)艙綜合信息顯示有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，為新航行系統(tǒng)增強(qiáng)和擴(kuò)展了非常豐富的功能，同時(shí)也帶來(lái)了潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 ADSB 的信息傳輸通道以ADSB 報(bào)文形式，通過(guò)空 空、空 地?cái)?shù)據(jù)鏈廣播式傳播。(3)慣性參 考系統(tǒng)(IRS)。這些信息可以由以下航空電子設(shè)備得到： (1)全球 衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng) (GNSS)。 ADSB 的主要信息是飛機(jī)的 4維位置信息 (經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間 )和其它可能附加信息 (沖 突告警信息，飛行員輸入信息，航跡角，航線(xiàn)拐點(diǎn)等信息 )以及飛機(jī)的識(shí)別信息和類(lèi)別信息。機(jī)艙綜合信息顯示器根據(jù)收集的其他飛機(jī)和地面的ADSB 信息、機(jī)載雷達(dá)信息、導(dǎo)航信息后給 飛行員 提供飛機(jī)周?chē)膽B(tài)勢(shì)信息和其他附加信息 (如：沖突告警信息，避碰策略，氣象信息 )。 (2)ADSB 的原理 ADSB 系統(tǒng)由多地面站和機(jī)載站構(gòu)成，以網(wǎng)狀、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式完成數(shù)據(jù)雙向通信。 Surveillance—— 監(jiān)視，監(jiān)視（獲得）飛機(jī)位置、高度、速度、航向、識(shí)別號(hào)和其它信息。 Automatic—— 自動(dòng)，“全天候運(yùn)行”，無(wú)需職守。 ADSB 接收機(jī)與空管系統(tǒng)、其它飛機(jī)的機(jī)載 ADSB 結(jié)合起來(lái)，在空地都能提供精確、實(shí)時(shí)的沖突信息。 （ 5)監(jiān)視系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展 交 通 量 現(xiàn) 狀 發(fā) 展 高 密 度 PSR、 SSR A/C SSR A/C/S 低密度 /洋區(qū) HF 話(huà)音 /電報(bào) ADS (6)結(jié)論 ADS 能有效地改善空域容量，不能取代 SSR；可用于戰(zhàn)略沖突檢測(cè)；在洋區(qū)可取代飛行員的話(huà)音位置報(bào)告； ADS 管制不能用于終端和進(jìn)近階段 (不滿(mǎn)足快速位置更新，實(shí)時(shí)通信技術(shù)的要求 )。 (3)ADS 的局限性 機(jī)上信息處理需要時(shí)間 (FANS1 至少 64秒 )；通信滯后 (飛機(jī)到地面需用時(shí) 45－ 60秒 )；要求使用相同的基準(zhǔn) (基于 GNSS 的時(shí)間， WGS－ 84 坐標(biāo)系統(tǒng) )，否則精度變差；設(shè)備安裝的過(guò)渡期內(nèi)，機(jī)載設(shè)備混亂。 美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 26 ADS 信息通過(guò)數(shù)據(jù)鏈 (VHF、 HF、 S模式或衛(wèi)星 )發(fā)送給 ATM。 監(jiān)視：飛機(jī)的位置得到監(jiān)視。 相關(guān)的：地面依賴(lài)于飛機(jī)的報(bào)告得知飛機(jī)的位置。 第四章 :監(jiān)視系統(tǒng) 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)介紹 ADS 向 ATS提供與 SSR 等效的飛機(jī)位置數(shù)據(jù)。國(guó)際民航組織于 1978 年選定時(shí)基掃描波束微波著陸系統(tǒng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。工作于微波頻段（ ～ 兆赫）、由機(jī)上設(shè) 備獲得引導(dǎo)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)電著陸系統(tǒng)。牛頓力學(xué)是慣性導(dǎo)航的理論基礎(chǔ)。按照慣性導(dǎo)航組合在飛行器上的安裝方式，可以分為平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性測(cè)量裝置包括加速度計(jì)和陀螺儀，又稱(chēng)慣性導(dǎo)航組合。組成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)備都安裝在飛行器內(nèi)，工作時(shí)不依賴(lài)外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾，是一種自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。 ABAS 的應(yīng)用包括RAIM、 AAIM、 GPS/INS 等。 SBAS 利用衛(wèi)星向 GNSS 用戶(hù)廣播 GNSS 完好性和修正信息，提供測(cè)距信號(hào)來(lái)增強(qiáng) GNSS。這些信息通過(guò) VHF 數(shù)據(jù)鏈以數(shù)字格式發(fā)播。 GBAS 將為 GNSS 測(cè)距信號(hào)提供本地信息和修正信息。 (本地增強(qiáng)系統(tǒng)示意圖，此處略 ) (4)新一代增強(qiáng)系統(tǒng)劃分 1998 年 4月，在新西蘭惠靈頓召開(kāi)的衛(wèi)星導(dǎo)航專(zhuān)家組會(huì)議報(bào)告中，對(duì)提高能 GNSS 性能 39。 LAAS 可供 I類(lèi)精密進(jìn)近 (可用性指標(biāo)遠(yuǎn)高于 WAAS)、 II 類(lèi)乃至 III 類(lèi)精密進(jìn)近和著陸。因而， LAAS 能提供比 WAAS 更多的精密進(jìn)近服務(wù)，并能有效縮短系統(tǒng)完好性告警時(shí) 間。所以， LAAS 只能在約20 海里的 本地 范圍內(nèi)發(fā)播導(dǎo)航修正信息，其服務(wù)空間只包括在本區(qū)域內(nèi)的機(jī)場(chǎng)。 LAAS 是對(duì) WAAS 服務(wù)的完善。向視線(xiàn)范圍內(nèi)的飛機(jī)提供差分修正信號(hào)。這樣，不僅使得只需設(shè)置較少的基準(zhǔn)站就能覆蓋大范圍地區(qū)，還能利用衛(wèi)星廣播修正電文，在海洋和偏遠(yuǎn)荒漠地區(qū)不需設(shè)臺(tái)，用戶(hù)也能獲得修正信息。 WAAS 由廣域基準(zhǔn)站 (若干個(gè) )、廣域主控站組成，利用數(shù)據(jù)鏈發(fā)播定位修正信息。 WAAS 主要的目的是改善 GPS 信號(hào)的可用性，以滿(mǎn)足全飛行階段的 RNP 要求。 LADGPS 是在 DGPS 基礎(chǔ)上，布設(shè)多個(gè)基準(zhǔn)站，構(gòu)成基準(zhǔn)站網(wǎng)，提高在基準(zhǔn)美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 23 站網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的用戶(hù)站的定位和導(dǎo)航精度。由此形成了 GPS 地面增強(qiáng)系統(tǒng)。無(wú)論是理論計(jì)算，還是實(shí)地試驗(yàn)都證明了差分是解決衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的精度問(wèn)題的有效可用技術(shù)。再利用數(shù)據(jù)鏈向附近用戶(hù)發(fā)播誤差修正值。這兩點(diǎn)被稱(chēng)為基準(zhǔn)站和用戶(hù)站。 目前可利用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的基本應(yīng)用精度： 導(dǎo)航星座 水平定位精度 垂直定位精度 95％ % 95% % GPS 100米 300 米 156 米 500米 GLONASS 24米 140 米 48 米 585米 ． 2 衛(wèi)星導(dǎo)航的增強(qiáng)應(yīng)用 (1)差分衛(wèi)星導(dǎo)航 在一定范圍內(nèi)用導(dǎo)航衛(wèi)星定位時(shí)，當(dāng)兩點(diǎn)間的距離和它們相對(duì)衛(wèi)星的距離相比可以 忽略時(shí)，在兩點(diǎn)的誤差就具有共同性的特點(diǎn)，利用差分技術(shù)可以有效地消除兩點(diǎn)的共同性誤差。由于存在衛(wèi)星星歷誤差、電離層和對(duì)流層的影響，再加上美國(guó)政府人為施加的選擇可用性美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 22 (SA)的干擾， GPS 的標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)提供的精度在民用航空中只能使用于從航路到非精密進(jìn)近飛行階段內(nèi)，無(wú)法滿(mǎn)足精 密導(dǎo)航和著陸飛行階段的精度要求。 GPS 的基本應(yīng)用是利用空間 24顆衛(wèi)星星座中的至少 4顆衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行定位和授時(shí)。 GNSS = GPS + GLONASS + INMARSATIII + MTSAT + GIT??。 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) GNSS/DGNSS 衛(wèi)星導(dǎo)航的基本應(yīng)用在過(guò)去的幾年，使全球航行系統(tǒng)和空中交通管制系統(tǒng)發(fā)生深刻變革的根源是衛(wèi)星導(dǎo)航。這是 ATM 和自由飛行所追求的一種空域運(yùn)行環(huán)境。一般講，飛機(jī)飛行速度越快，區(qū)域范圍越大。外層區(qū)為告警區(qū)，內(nèi)層區(qū)為保護(hù)區(qū)。（幻燈膠片，此處略）。 美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 21 在新航行系統(tǒng)環(huán)境下，實(shí)時(shí)通信監(jiān)視能力可以對(duì)飛行活動(dòng)的連續(xù)監(jiān)控，飛機(jī)機(jī)載導(dǎo)航精度提高，也使飛行總系統(tǒng)誤差減小，利用 RNP 概念進(jìn)行平行航路和直飛航路的設(shè)計(jì)，還利用 RNP 概念減小航路間隔和優(yōu)化航路間隔，有效地提高空域利用率和容量。 在現(xiàn)行運(yùn)行條件下，由于受到陸基空管設(shè)備和機(jī)載設(shè)備能力的限制，進(jìn)行航路設(shè)計(jì)時(shí)都盡可能為飛機(jī)提供充裕寬度的航路。實(shí)際上， RNP對(duì)空域規(guī)劃、航路設(shè)計(jì)、航空器裝備等方面都產(chǎn)生著影響。 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度比現(xiàn)行導(dǎo)航系統(tǒng)的精度高，是目前保證飛行安全，提高空域交通流量，增加空域容量的技術(shù)保證。 （ 1） 隧道參數(shù) 外隧道 107 事故概率 下滑角 = 3 . 0 度 半寬度（英尺） 高度 GPI P 50 100 200 250 300 500 600 750 1000 1250 1500 側(cè)向 200 245 325 425 448 470 564 658 894 1129 1365 1600 垂直 0 NA 65 110 123 135 165 196 272 348 424 500 內(nèi)隧道 95%精度 下滑角 = 3 . 0 度 半寬度（英尺） 高度 GPIP 50 100 200 250 300 500 600 750 1000 1250 1500 美國(guó)和歐洲新一代民航運(yùn)輸系統(tǒng)研究綜述 20 側(cè)向 27 51 75 110 118 125 158 192 275 358 442 525 垂直 0 NA