民航監視系統

熊力++崔杉

摘 要：民航監視系統是對飛行器在空域內的飛行活動進行監視的所有設備的總稱，民航監視技術是保障飛行安全、提高運行效率的重要手段。該文主要通過分析各種民航監視技術，了解民航監視技術的主要作用，然后以機載航電設備的分析介紹為主線，指出各種方式空域監視離不開機載航電設備的支撐；其中重點闡述了飛機導航完好性對空域監視性能的影響及提高監視可信度的方法；最后結合空中交通管理系統的最新運行理念，探討了空域監視技術的典型應用，指出了空域監視技術的未來發展趨勢。

關鍵詞：監視 研究 發展

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0052-02

國際民航組織（ICAO）對監視系統的發展主要是二次雷達監視（SSR）和自動相關監視系統（ADS）。其中，二次雷達監視主要用在高交通密度陸地區域，自動相關監視主要用在海洋區域及邊遠陸地區域，并可作為高交通密度陸地區域二次雷達的補充。但在很長時間內，一次雷達也會繼續使用。空中交通是一個越來越重要的環節，還有更多的發展的需求如：靈活地提高飛機的效率，有效減少民航飛行對環境的影響。而在自身改進的方面，則必須提高空中交通安全管理的水平。民航監視系統就是這樣一個作用在空中交通管理過程中的重要工具。

監視在空中交通管理（ATM）中發揮了重要作用。能夠準確確定和跟蹤飛機的位置，防止飛機在空中相撞；防止飛機在跑道滑行時與障礙物或其他行駛中的飛機、車輛相撞；保證飛機按計劃有秩序地飛行；提高飛行空間的利用率。

民航監視旨在飛機起降航行時準確反映飛機間的距離或向飛行員發出指令，反映飛機的真實飛行軌跡。在這樣的監視職能下提供了一個合理的飛機起降指示，它提供了一個重要的安全功能。

現有固定航線的結構，提升了飛機起降安全性，使航監視更容易管理空中交通。使用機載導航改進飛機性能，空域用戶需要更大的靈活性，因此要確定最有效的路線滿足他們的工作。有一個限制，以及相關飛行推進固定路線得以解除。在這樣的情況下，需要準確的監視，以協助在探測控制器靈活效率的解決任何潛在的航行中潛在的沖突，這將形成一個更有效率的空域環境。

民航監測系統的設計，能使空中交通方便安全，高效的運行。監控系統應選擇在指定特性的基礎上，與其它服務相互支持合作。

一次監視雷達（PSR）進行檢測的射頻能量傳輸的脈沖的幾點思考。一次監視雷達 地面接收站通常由發射機和接收機，旋轉天線組成。然后系統傳輸的脈沖檢測及處理結果的，取決于目標的斜距測量反射的脈沖接收從信號的傳輸時間。目標方位的軸承是接收反射的脈沖時，由旋轉天線的位置決定的。

一次監視雷達還用于機場地面監控應用，檢測對象飛行繁忙的地區，機場，以及那些被配置為忽略飛機二次監視雷達監視的地區。這后一種功能是防止出現大量的飛機內的相互接近時的二次監察雷達信號發生混淆。

二次監察雷達（SSR）系統由兩個主要元素組成，地面站/接收器（也稱為雷達）和飛機異頻雷達收發機。地面站通常包含一個旋轉的天線。旋轉率確定更新信息的頻率。飛機的回應詢問從地上站異頻雷達收發機使飛機的范圍和軸承從地上站待定。異頻雷達收發機被允許固定的延遲時間，來解碼審訊，并準備傳輸的答復的期限。這固定延遲是考慮到地面傳感器，處理答復的時間。

一次和二次監視雷達通常位于同一位置，以利用每個系統提供的好處。通常情況下，一次監視雷達天線和二次監視雷達天線安裝在相同的旋轉裝置，以確保同時測定并降低成本。相關聯的處理將產生一個軌道為每架飛機的一次和二次的監視雷達數據結合在一起。

在一次監察雷達能提供在正常運作的情況下飛機的檢測轉發器，二次監視雷達應答器檢測設備以及飛機提供高度和身份信息。在S模式雷達的其他信息的情況下可從飛機。

二次監視雷達和一次監視雷達在安裝相同的旋轉天線有顯著的好處，在跟蹤系統分析。一次和二次的監視雷達信息的可用性允許跟蹤在每個系統中。

某些一次監視雷達與二次監視雷達的安裝在不同的位置。這樣做的好處，提供一定程度的冗余；因為如果一個天線停止旋轉，可從其他低的級別的服務。但是在這種情況下的一些改進的跟蹤性能優勢受到危害。不同位置的安排與同一位置配置相比需要更高的成本。

一次和二次監察雷達通常提供支持離場服務終端領域。一次雷達提供保護檢測雷達管制尤其是繁忙的空域和機場，而二次雷達信息通常用于提供分離服務的飛機。

ADS-B（自動相關監視-廣播式） 是由飛機廣播其位置（緯度和經度），海拔高度、速度、飛機識別和其他信息。ADS-B位置消息從慣性系統因此通常傳輸用的信息將聲明未知的準確性或完整性。一些新的飛機安裝使用集成全球導航衛星系統和慣性導航系統提供ADS-B傳輸的位置、速度和數據質量指標。這些系統預計將有更好的性能，完全基于全球導航衛星系統，因為系統比慣性和全球導航衛星系統傳感器具有互補的特性，減少每個系統的弱點。

ADS-B的地面站比一次雷達、二次雷達簡單。對于單個ADS-B站點，顯著降低購置和安裝成本；每個位置和指示關聯的數據，使用戶能夠確定哪些應用程序，可以支持數據完整性的傳輸

ADS-B的局限性在隨著位置/速度信息的變化精度/必要的信息的完整性，該信息的導航源需要安裝和認證。當前實現完全依賴于全球導航衛星系統的位置和速度。因此，性能或衛星運作不足夠用來支持一個給定的應用程序時將可能遇到停機。

ACAS（AIRBORNE COLLISION AVOIDAN CE SYSTEM）機載防撞系統在航空器設備訊問模式A/C和S模式轉發器在飛機上它的附近，傾聽他們的答復。通過處理這些答復，決定了ACAS的飛機是潛在的威脅，并提供指引信息給機組人員以避免沖突。

ACAS的混合監測可以讓ACAS利用信息優勢，航空器的位置和高度進行了驗證可以在維持于被動監控，從而減少ACAS的盤問。被動監測僅用于飛機不被視為是一種威脅。當入侵者接近的威脅條件時（距離過近），ACAS切換到全屏積極監測。

監視為空中交通管理系統提供目標（包括空中民航器及機場場面動目標）的實時動態信息，是進行空中交通管理的基礎。空中交通管制等運行單位利用監視信息判斷、跟蹤空中民航器和機場場面動目標位置，獲取監視目標識別信息，掌握民航器飛行軌跡和意圖、民航器間隔及監視機場場面運行態勢，提高空中交通安全的保障能力。監視的準確和及時的信息交流是監視的基礎和不斷改進的地方。

隨著飛機飛行任務的日益增加，飛行數量的日益增多，為了提高飛機飛行安全、地面滑行安全和飛機運行效率，我們迫切需要對現有監視系統的不足加以完善，對現有監視系統的使用加以規范，加強各監視技術的組合使用。

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