監(jiān)視新技術(shù)在我國(guó)低空空域改革中的應(yīng)用

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1、監(jiān)視新技術(shù)在我國(guó)低空空域改革中的應(yīng)用　　【摘要】近年來(lái)，隨著民航強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)民航業(yè)發(fā)展迅速，急需進(jìn)一步提升空域監(jiān)視能力。廣播自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）和多點(diǎn)定位（MLAT）等新技術(shù)相較于傳統(tǒng)雷達(dá)，在臺(tái)站建設(shè)、精度、數(shù)據(jù)更新速率及系統(tǒng)功能上都有很大改善，未來(lái)將廣泛應(yīng)用于航路、進(jìn)近及場(chǎng)面監(jiān)視，進(jìn)一步提升新監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性，提供更高質(zhì)量的監(jiān)視服務(wù)能力，也是科研人員需要繼續(xù)探索的問(wèn)題【關(guān)鍵詞】監(jiān)視；自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視；多點(diǎn)定位系統(tǒng)；應(yīng)用分析0引言監(jiān)視（Surveillance）作為空中交通管理的基礎(chǔ)，為

2、空中交通管理系統(tǒng)提供航空器的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，管制員利用監(jiān)視信息判斷、跟蹤空中航空器和機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面動(dòng)目標(biāo)位置，獲取監(jiān)視目標(biāo)識(shí)別信息，掌握航空器飛行軌跡和意圖、航空器間隔等。近年來(lái)，中國(guó)民航事業(yè)發(fā)展迅猛，整體水平不斷提升，特別國(guó)內(nèi)低空空域的逐漸開(kāi)放意味著通用航空即將迎來(lái)快速發(fā)展的時(shí)期，屆時(shí)低空飛行活動(dòng)的數(shù)量將會(huì)大量增加，空管監(jiān)視的保障能力急需適應(yīng)發(fā)展需求，加強(qiáng)對(duì)全國(guó)各航路（線）及終端監(jiān)視覆蓋，進(jìn)一步減少盲區(qū)，增強(qiáng)空管保障能力是當(dāng)前空管監(jiān)視工作的重點(diǎn)1我國(guó)空域監(jiān)視現(xiàn)狀1.1現(xiàn)狀概述我國(guó)東部沿海地區(qū)的空域特點(diǎn)為

3、空中交通流量大，飛行密度高，空域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前雷達(dá)系統(tǒng)的在航跡更新頻率和監(jiān)視精度方面的表現(xiàn)有待提高。隨著航路數(shù)量的增加，空域越來(lái)越密集，雷達(dá)監(jiān)視管制的壓力越來(lái)越大，便迫切需要能夠提供更優(yōu)秀監(jiān)視性能的航管監(jiān)視技術(shù)。我國(guó)西部部分地區(qū)雖然空域充足，但相應(yīng)的地域遼闊、地形多樣，而雷達(dá)設(shè)備體積龐大、部署難度大、投入成本高，雷達(dá)站設(shè)備的運(yùn)輸以及后續(xù)的設(shè)備維護(hù)和人員保障都存在很大的困難。而且在許多山區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)，不僅，很難滿足雷達(dá)臺(tái)站建設(shè)的環(huán)境要求，也無(wú)法提供人員保障、電力供給，這些問(wèn)題是雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)備建設(shè)的客觀

4、困難。同時(shí)，許多支線機(jī)場(chǎng)航空運(yùn)輸均將保持快速增長(zhǎng)，并且可能新增航路，而現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)覆蓋率不足，且受選址條件嚴(yán)格，建設(shè)周期較長(zhǎng)等因素影響，迫切需要監(jiān)視新技術(shù)提供監(jiān)視補(bǔ)盲與備份，提升監(jiān)視覆蓋及冗余備份能力1.2監(jiān)視技術(shù)比較目前應(yīng)用于空中交通管制服務(wù)的監(jiān)視技術(shù)主要有雷達(dá)（PSR、SSR）、自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS）和多點(diǎn)定位系統(tǒng)（MLAT）1）空管監(jiān)視雷達(dá)為傳統(tǒng)監(jiān)視技術(shù)，受限于視距傳播，易受到周邊地理位置、電磁環(huán)境等因素的影響，覆蓋范圍相對(duì)較小，且造價(jià)昂貴，臺(tái)站一般需要有人值守，建設(shè)、維護(hù)成本高2）自動(dòng)相關(guān)

5、監(jiān)視（ADS）利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）提供監(jiān)視目標(biāo)信息，定位精度高，數(shù)據(jù)更新率快，建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)成本低，但由于其依賴全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，本身不具備對(duì)目標(biāo)位置的驗(yàn)證功能，如果航空器給出的位置信息有誤，自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視地面站設(shè)備（系統(tǒng)）無(wú)法辨別；當(dāng)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)無(wú)法提供正常的定位導(dǎo)航服務(wù)時(shí)，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS）系統(tǒng)由于收不到導(dǎo)航定位信息，ADS系統(tǒng)無(wú)法正常提供飛機(jī)的定位信息3）多點(diǎn)定位（MLAT）系統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)刷新時(shí)間短，不增加額外的機(jī)載設(shè)備即可提供高

6、精度的定位導(dǎo)航服務(wù)，建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)成本低。但MLAT系統(tǒng)的缺點(diǎn)是定位數(shù)據(jù)精度取決于地面基站的位置精度、基站的幾何分布以及時(shí)間同步等因素。根據(jù)國(guó)際民航組織對(duì)亞太地區(qū)監(jiān)視戰(zhàn)略的建議，在航路（線）、終端區(qū)域和機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面，多點(diǎn)定位系統(tǒng)可替代其他監(jiān)視系統(tǒng)或作為其他監(jiān)視系統(tǒng)的補(bǔ)充2監(jiān)視新技術(shù)介紹2.1自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視ADS-B（AutomaticDependentSurveillance-Broadcast）技術(shù)的基本原理是飛機(jī)將機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備確定的飛機(jī)位置信息及其他相關(guān)信息按照標(biāo)準(zhǔn)組成ADS-B報(bào)

7、文，通過(guò)1090ES數(shù)據(jù)鏈或者其他數(shù)據(jù)鏈，按照一定的時(shí)間間隔進(jìn)行廣播式發(fā)送，ADS-B地面站接收到ADS-B報(bào)文后，對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析和解碼，利用ADS-B系統(tǒng)的連接網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到ADS-B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基站，在數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期的處理，數(shù)據(jù)經(jīng)處理傳送到相關(guān)用戶的顯示和提示系統(tǒng)中ADS-B系統(tǒng)包括飛機(jī)的機(jī)載ADS-B系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及地面ADS-B系統(tǒng)，如圖1所示飛機(jī)的機(jī)載ADS-B系統(tǒng)主要由兩部分組成：收發(fā)裝置和飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)測(cè)量計(jì)算裝置，根據(jù)功能可分為發(fā)送（OUT）和接收（IN），IN和OU

8、T功能都是基于數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)。飛機(jī)運(yùn)行參數(shù)測(cè)量計(jì)算裝置主要為飛機(jī)自身裝載的傳感設(shè)備和控制單元，測(cè)量參數(shù)包括飛機(jī)運(yùn)行的航行方向、速度、高度、氣象信息（如溫度、濕度）等信息。接收和發(fā)送裝置包括信息接收設(shè)備和信息廣播設(shè)備。信息接收裝置，一方面，接收導(dǎo)航衛(wèi)星傳送的信息，另一方面，接收地面站以及其他飛機(jī)傳送的ADS-B信息地面ADS-B系統(tǒng)向航空器提供兩種廣播服務(wù)，一種是空中交通信息服務(wù)廣播（TrafficInformationServiceBroadcast，TIS-B），另一種廣播服務(wù)是