低空空域監管中雷達、通信、導航技術的有效運用

王金全，孫天宇

（空軍工程大學信息與導航學院 陜西 西安 710000）

1 雷達監控

利用雷達來進行探測的手段就是雷達監控。雷達監控對于低空空域監管效果顯著，具有很廣闊的發展前景。雷達監控主要分為一次雷達監控和二次雷達監控。

1.1 一次雷達監控

一次雷達監控是通過降低天線波瓣和副瓣，控制地面的雜質波和提高低速目標檢波等方法，加強雷達對空中低空空域飛行器的探測和監控能力。該系統具有架設方便且工作性能較強的優勢，但是一次雷達監控信號的接受和顯示主要靠無線電脈沖來實現，在監控顯示器上接收的信號只顯示一個亮點，沒有其他數據。與二次雷達監控相比，一次雷達監控存在被監控的飛行器在顯示器上沒有相應的識別碼和信息數據等缺點，并且對于天氣因素和外界雜波的抗干擾能力較差，穩定性低。

1.2 二次雷達監控

二次雷達監控是通過地面雷達和飛行器上機載雷達的相互配合，更有利于對低空空域飛行器的監控。二次雷達監控會周期性的向空中飛行器的機載雷達發射詢問信號，當空中飛行器機載雷達收到信號后會自行針對收到的信號進行回復并發出應答信號。應答信號包括該飛行器的識別碼、高度信息以及一些特殊的代碼信息。雜波和天氣因素對二次雷達監控的影響較小，因此能夠遠距離精準的對飛行器進行監控，保證飛行器的飛行安全，縮小飛行的間隔，釋放低空空域的有效空間。但是二次雷達監控檢測在目標過多時，容易出現目標重疊現象，影響更新的速度。二次雷達的所需要的工作時間長，成本很高。

2 自動相關監控

2.1 GNSS導航系統

GNSS系統與傳統的導航系統相比較，具有高度精準的導航引導，為飛行器提供更加完善的服務。第一代GNSS系統是在GPS和GLONASS導航衛星星座的基礎上建立的，第一代GNSS系統在導航的精確度和信息的準確性上稍有不足，技術人員經過對星基增強系統和地基增強系統的性能進行改進，對第一代GNSS系統的性能進行了加強。

2.2 ADS-B數據鏈

ADS-B屬于自動監控系統的一種，指的是廣播信息工作的系統。它包含了自動相關監控、機載防撞系統和現場監視系統的優勢，是航空領域監視技術發展的未來。ADS-B技術主要通過地空之間數據的傳輸和接收，其模式數據主要有三種：（1）UAT模式。UAT模式是美國研制的可以用于多種用途的地空數據通信系統，同時具備支持ADS-B自動監控系統和ATN功能。系統所需求的設備要求比較簡單，成本要求低，功能能夠滿足大部分機場的應用。（2）1090ES模式。1090ES模式的信息傳輸手段為PPM信息編碼，對應飛行器的應答編碼為1090MHz，能夠提供大約1Mbps數據傳輸。對于一些大型的商業航班只需要對飛行器原有的S模式升級為1090ES模式，這種模式系統在大型客機和商業航班中應用廣泛。（3）VDL-4模式。VDL-4模式的設計主要針對ADS-B系統開發利用，監控手段利用自組織式分復用多路方式，其性能和實用性在于將兩種系統TIS-B和FIS-B系統考慮在內的通訊模式，VDL-4模式分為地面部分和機載部分。以上三種模式中，UAT模式主要為ADS-B系統服務，地面和機載系統都是應用978MHz進行數據雙向傳輸；1090ES模式是應用于全球通用的ADS-B系統；VDL-4系統目前在我國應用很少，主要在歐洲地區進行使用，沒有全球普及。

3 我國低空空域管理狀況

我國目前低空空域管理主要分為管制空域、監視空域和報告空域三種管理。管制空域需要飛行人員提前向管制部門進行申請，飛行受航管部分指揮；監視空域只需要飛行人員進行報備，要求能夠在雷達上清楚顯示并隨時和監管部門溝通；報告空域一般為自由飛行區域。

4 低空空域管理的對策和建議

4.1 合理劃分空域

經過近些年對發達國家的學習，從合理、充分、有效的方面考慮充分利用低空空域。但考慮到我國飛行安全、飛行管制的能力以及相應通訊、導航、雷達建設和周圍環境的保護，應該合理規劃機場分布，根據國家安全的需要對低空空域采取不同的管理方式。

4.2 完善低空空域管理辦法

建立合理的低空空域法律法規，是對低空空域管理的有效方法。要以保證我國低空空域安全和低空空域利用率為前提，嚴格遵守《中華人民共和國飛行基本規則》和《通用航空飛行管制條例》，但是這兩部法規都缺少對低空空域和低空飛行的細節規范，因此我國需要建立一套完整的低空空域管理標準，用于我國低空空域航空管理。制定的管理標準要適應我國的國情，通過借鑒國外發達國家低空空域的管理辦法，并結合我國的低空空域用戶的實際情況和現有的民航法律法規。同時還應加強對低空空域專業人員的培訓，完善低空空域的申請和報備方案，制定違反低空空域管理處罰的制度等幾個方面逐步建立低空空域管理體系。

4.3 提高空管和低空飛行配套

我國低空空域管理人員要時刻監視低空空域的飛行動態，對我國低空空域領空的安全進行保障。通過現代化新型技術實現我國低空空域系統的優化和升級，同時整合現有的資源進行資源共享，提高低空空域系統信息水平，為我國建立合理的低空空域管理系統。低空空域管理人員要利用衛星等通信手段時刻監控航空機載GPS傳回的相關數據，通過數據參數建立低空空域網絡監管模型。還要加強對機載設備和地面保障配套設備的建設。最后建立低空空域飛行服務站，將低空空域管制人員機構、低空服務管制人員機構、飛行相關人員管制機構進行計算機資料聯網，實現信息的共享。

4.4 明確管理職責，簡化審批程序

由于不同時期對低空空域管理職責的劃分不同，低空空域的基本管理一般由中國民用航空局負責，但是一旦有特殊情況發生，中國人民解放軍有權對低空空域進行軍事管理。根據發生的具體情況，時刻明確相關單位部門對低空空域的管理和對空域的使用流程，及時對航空信息和低空空域的使用情況進行公告發布。利用目前的先進手段，應該簡化申報手續，縮短申報時間，進一步提高低空空域管理方式和服務效率。

5 結語

本文主要介紹了低空空域監控系統的兩種常用方式和三種主要技術的應用。其中雷達監控技術主要應用于雷達監視方法中，自動相關監視系統在民航和通信手段上應用的比較廣泛，三種主要技術之間相互補充，能夠保證良好的監控效果，才能在低空空域監管中發揮這重要作用。