空域规划

空域规划引言
空域规划的主要目的在于最大限度地有效利用空域，同时在空中交通运行的空域中维持必要的安全水平。

1 空中交通服务空域
国际民航组织附件11规定空中交通服务将在如下空域提供：飞行情报区（FIRs）、管制区（CTAs）、管制地带（CTRs）、高空飞行情报区（UIRs）以及高空管制区（UTAs）等。

飞行情报区（FIRs）——空域的一部分，在这些空域内要提供涵盖整个航线结构的飞行情报服务和告警服务。

这样的划分应涉及航路的性质，和高效的服务需求，而不是国家的界限。

管制区（CTAs）和管制地带（CTRs）——部分空域，在该空域内提供空中交通管制服务给仪表飞行的航班。

管制区包括除其他事项外，应划定航线（AWY）和终端管制区，以便涵盖足够的空域，来控制那些仪表航班的飞行路径，同时考虑在该地区工作的导航设施正常使用的能力。

2 空域的限制与保留
因为一些存在潜在风险的活动和空中需要保护的敏感地区，可能对航空器飞越造成干扰，因此需要设立限制空域，按照不同严重程度国际民航组织有下列的定义：
✦危险区（D）：一划定范围的空域，其中在某些规定的时间内存在对飞行有危险的活动；
✦限制区（R）：在陆地或领海上空规定范围的空域，其内按照某种规定的飞行条件，航空器飞行受到限制；
✦禁区（P）：在陆地或领海上空规定的空域，其内禁止航空器飞行。

国际民航组织附件11还建议：“为了提供增加空域的容量和改善飞机运行的效率和灵活性，各国应建立一个灵活的空域使用保留程序，提供给军事或其他特殊活动。

程序应允许所有空域用户可以安全进入这种保留空域。

”
国际民航组织9426文件为保留空域提供了一个通用的定义，“一个在民航局权限下划定的区域，该区域内通过共同的协议，由另一个航空管理单位专用”。

依据空域灵活使用的概念，可进一步明确定义以下两种不同类型的保留空域：
✦临时保留区（TRA）是一个定义的在航空管理局管辖下，依据共同的协议暂时备用，由另一航空管理局专门使用，并根据空管许可可以通过其他手段可获准过渡的空域。

✦临时隔离区（TSA）的是一个定义的在航空管理局管辖下，依据共同的协议暂时隔离，由另一个航空管理局专门使用，并根据空管许可不可以通过其他手段可获准过渡的空域。

当建立临时保留区／临时隔离区，危险区或限制区时，空域包含活动的边界，并确保目视飞行规则飞机是在垂直和/或横向的备用/限制区范围内，以不危及其活动。

3 空域结构设计原则
★Safety
★Efficient
★Flexibility
★Security
★Economic
★Maneuverability
4 空域规划基本方法
♣Change sectors:
Modify the shape of existing sectors (en route) or arrival and departure corridors (terminal);
Add a new sector or corridor;
Implement dynamic sector boundary changes;
Reallocate of airspace between facilities.
♣Change routes:
Modify existing air routes, Standard Instrument Departures (SIDs) or Standard Terminal Arrival Routes (STARs);
Add new routes for daily use;
Add new routes to add flexibility in bad weather.
♣Change restriction:
Modify miles-in-trail restrictions;
Modify altitude restrictions.
♣Apply new procedures:
Introduce Reduced Vertical Separation Minima (RVSM);
Introduce Area Navigation (RNA V);
Introduce Required Navigation Performance (RNP);
Introduce dynamic reroutes;
Modify Special Use Airspace (SUA) procedures.
空域分类
1 国际民航组织空域分类
1.1国际民航组织提出空域分类建议的背景
为了规范目视和仪表飞行对设备以及飞行员的各种要求，澄清在各类空域内仪表飞行和目视飞行需要提供的相关服务，结束高空管制区、中低空管制区、终端（进近）管制区和机场管制区之间空域管理的混乱状况，国际民航组织制定了空域分类的相关标准，将空中交通服务空域分为A、B、C、D、E、F、G七类基本类型。

1.2国际民航组织建议的空域分类标准
国际民航组织推荐将空域分为七类：
2 美国空域分类
2.1 美国空域分类概况
1993年9月16日开始有选择地引入ICAO的空域分类标准，并与飞行员执照管理、机载设备相关连。

简单、有效、便于理解和与国际接轨。

IFR
非管制空域类型G 管制空域类型A,B,C,D,E
VFR
非管制空域类型E，G 有限管制空域C，D
管制空域类型A，B
美国A类空域
在美国国家空域系统中，A类空域是绝对管制空域，在A类空域中只允许IFR。

高度范围为平均海平面高度18000英尺（含）到标准气压高度60000英尺（含）之间，水平范围为美国大陆（48个州包括阿拉斯加和夏威夷）以及海岸线向外延伸12海里之上的空间。

A类空域的设立主要是满足高空航路区域的IFR飞行。

美国B类空域
在美国国家空域系统中，B类空域划设的主要目的是为了加强主要繁忙机场终端区范围内的空中交通管制，减少航空器空中相撞的危险。

B类空域一般建立在繁忙机场附近，高度范围通常为地表至平均海平面高度10000英尺（含），呈三环阶梯结构并具有30海里的C模式应答机区域。

地面附近的环阶结构半径为10海里，高度为平均海平面高度3000英尺以下，中间的环阶结构半径20海里，高度为平均海平面高度3000英尺至平均海平面高度5000英尺，顶层的环阶结构半径为30海里，高度为平均海平面高度5000英尺至平均海平面高度10000英尺，同时B类空域还包括一个半径为30海里，高度为地表向上至平均海平面高度10000英尺的C模式应答机区域。

标准的B 类空域包含全部的仪表进近程序，空域内运行的飞机通常为大型机，其设计和运行原则是将大型飞机和小型飞机隔离。

美国C类空域
C类空域一般建立在中型机场终端区内，该终端区内的机场必须具有塔台和进近雷达管制单位。

C类空域的呈半径5海里、10海里两环阶梯结构并附有20海里的外围进近管制空域。

空域环阶的上限高度为空域内主要机场标高以上4000英尺。

内层半径为5海里的圆柱形区域，高度为地表至主要机场标高以上4000英尺，外层环阶半径为10海里，半径5海里至10海里的区域高度为
真高1200英尺至主要机场标高以上4000英尺。

航空器在进入C类空域之前必须实行雷达管制，为了减轻工作负荷，C类空域通常附有20海里的外围进近管制空域，同时需要注意的是C类空域没有规定的C模式应答机区域。

C类空域提供基本的雷达服务和进近排序服务，快速（喷气式）和慢速（螺旋桨式）飞机通常混合运行。

美国D类空域
在美国国家空域系统中，D类空域也叫管制地带，一般划设在拥有管制塔台的小机场。

这类机场的交通流量非常小，主要为机场区域范围内运行的VFR飞行和IFR飞行提供管制服务。

D类空域划设的目的是使飞机从航路飞行至目的地机场的全过程能为管制空域所覆盖。

标准的D类空域为一个半径4.3海里的环形结构，高度范围通常为地表至场压高度2500英尺，同时包括场压高度1000英尺至地面的仪表进近程序，地面至相邻管制空域下限的仪表离场程序。

美国E类空域
在美国国家空域系统中，E类空域是美国面积最大，应用最为广泛的一类空域，E类空域是除A、B、C、D类空域范围以外的管制空域，包括美国的中低空空域，终端区同航路之间的过渡空域，无塔台机场的管制空域等。

E类空域的空域范围比较大，垂直范围通常为地表或一个设定的高度向上至各类管制空域（A、B、C、D类空域）的底部，具体有以下三种情况：（1）在美国东部，E类空域的高度从场压高度1200英尺至平均海平面高度18000英尺；在美国西部，E类空域的高度从平均海平面高度14500英尺至平均海平面高度18000英尺，此空域范围为美国的中低空空域，是美国中低空航路的主要运行空间。

（2）当E类空域处于B类、C类、D类空域同A类空域之间时，此时的E类空域就是过渡空域。

（3）E类空域同时也包括无管制塔台的机场管制空域，高度范围通常为地面以上，包括仪表进近程序的全部，或者场压高度700英尺以上，包括进近程序的仪表部分，这时要注意同G类空域配合使用。

美国G类空域
G类空域为美国的非管制空域。

航空器在G类空域中飞行时，A TC不提供管制服务，飞行安全由飞行员自己负责。

美国国家空域系统中，大多数G类空域高度范围都是地表至真高1200英尺，但是在美国的西部山区，当空域不包含航路区域时，该空域也是G类空域，这时G类空域的高度范围是地表至平均海平面高度14500英尺。

常规ATS航路
1、建立ATS航路网
1.1 为何要建立
从理想上说，除非是遇到恶劣天气现象，航空器希望在其起飞地点与目的地之间的最直接的路线飞行。

但是，因为许多不同的空域用户对空域使用有许多矛盾的需求，并且因为环境和安全保卫方面的考虑，常常不能飞行最直接的航线。

因此，需要在希望和现实之间找到合理的折衷办法。

1.2 如何去建立
ICAO推荐的建设一个A TS航路网的大纲：
A.经营人提出在他们使用的机场之间，他们对航路实际的和预期的需求；
B.然后把各个经营人广泛不同的需求，综合成为一个合理的、一致的航路需求；
C.航路需求的衡量应考虑到空域的其他限制来进行，如：军事飞行区，飞越敏感地域等。

同时提出可供替换的航路设计方案。

D.就上述方案同有关经营人协商，争取达成一个合理的折衷方案；
E.当由于各种原因未能取得折衷时，需求应当保留一段时间，直到一些问题得到解决。

经验表明: 采用上述方法通常能符合经营人的要求，产生令人满意的结果。

1.3 具体建立措施
ATS航路网中单个A TS航路的建立细节应按以下所述进行：
建立给定区域内服务于主要交通流量的主航路以及由此延伸的航路；
建立或审查这些航路，要求其提供不是从或到航路直接服务地点的进出航路的通道；
建立或审查其他航路，要求其容纳次要交通流量或者减轻主航路交通负荷；
建立或审查地方航路，这些航路用于满足特别的国家需要或者特种使用集团的需要（直升机、VFR、军用低空航路、夜航等)。

然后确定这些地方航路是否与整体航路网结合。

1.4 航路的特点和分类
航路中的大多数将永久可以使用，但也有下列情况：
a) 一年中只在特定期间需要的航路（季节性航路），以便休假季节的运输；
b) 只在周末才供使用的航路，因为它们通过一些区域，在周日期间这些空域保留以供其他活动之用；
c) 一些航路以所涉及的特殊飞行为基础，并视当时情况，经特殊的程序进行协调，方可使用。

航路可分为管制航路和非管制航路，由使用航路的交通量和类型决定。

1.5 航路代号
ICAO在附件11中规定了航路代号，代号应考虑到便于实施飞行计划、ATC自动化、并且使ATC能以短小而精确的方式发出放行许可。

为保证兼容性，与其他地区和国家的协调是重要的。

ATS航路代号应含有基本代号，基本代号应包含一个字母，后随以1-999的数码。

可以在基本代号上加一个字母作前缀。

经有关ATS当局规定或地区航行协议，可在有关A TS航路代号之后加一个补充字母以表示该航路提供服务种类。

注：组成代号所需字数限制最多为五个，任何情况下不应超过六个字符。

1.6 设置重要点
沿ATS航路需要设置重要点，是为了提供以下服务：
A 协助飞行员作飞机导航；
B 通过下列方法协助飞行员和A TS：
C 协助飞行员和ATS确定特别许可；
D 协助ATS在两个ATC设施之间确定管制移交点（通信或管制或者两者兼有）。

2、沿VOR标定的航路
2.1 容纳
容纳：提供的保护空域可以容纳占沿所考虑的航路飞行的总飞行时间（即累积所有航空器）的百分比。

ICAO规定：作为最低限度，保护防止相邻空域的活动进入航路，应当提供95％的容纳。

2.2 95％容纳
2.3 大于95％容纳
2.4 转弯保护区
由VOR划定的ATS航路的两个航段的交角大于25度，在转弯的外侧应提供增加的保护区；当有需要时，转弯的内侧亦应提供增加的保护区。

2.5 转弯内侧保护
2.6平行航路
当VOR之间的距离等于或小于278公里（150海里）时，在航路中心线的距离（图中的S），通常的最低标准是：
a) 在平行航路上，航空器相对飞行33.3公里（18.0海里）；
b) 在平行航路上，航空器同向飞行30.6公里（16.5海里）。

2.7 非平行航路
非平行的相邻航路之间保护空域不得小于容纳为99.5％的数值，而且不重叠。

此节图例请参见课本
空域的扇区化
1.1 引言
1．1．1空中交通管制（A TC）系统必须能够适应暂时的或较为长久的空中交通量及其组成的变化。

通常空中交通的增加导致管制员工作负荷的增加，并且如果预期重新发生长时期的超负荷的情况，可能需要重行分配职责。

因此，可能要把空域划分为几个扇区，其中空中交通管制服务可能由一个或几个工作席位提供。

通常，扇区是管制区和/或飞行情报区（FIR）/高空情报区（UIR）的一部分。

它也可能是在主要机场周围的终端区，在其中实施指定的进近职能。

1．1．2在审查把空域划分为几个扇区的需要时，应考虑下述因素：
a)ATS航路网的形态；
b)交通量及其混合情况；
c)交通的地理分布；
d)ATS人员（所能处理的）容量；
1．1．3在评估ATS航路网形态时，应顾及下述因素：
a)所服务的航路数；
b)ATS航路交叉点数；
c)平飞的航空器和在爬升与下降的航空器的比例；
d)重要航空器的性能特点。

1．1．4此外，地空通信中的限制和空域指定部分的雷达覆盖，对于扇区的形态可能有所影响。

1．1．5当估计扇区内的交通量时，应完成有关下列各项因素的工作：
a)高峰小时交通负荷，它是在活动次数最多的时钟小时内所要处理的交通负荷。

这项高峰小时交通负荷应从一年中的高峰星期的一个平均所收集的交通数据中导得；
b)最大瞬间交通负荷，它是在按上述方法确定的高峰小时最繁忙瞬间的交通负荷。

1．1．6目前，对于估计管制员的容量还没有被普遍接受的方法。

但是，已有一些国家对于这个题目做了些工作。

英国研究制定的方法与美国的方法相似，是根据一观察员（他本人就是一个有经验的、通常是在视观察的扇区内管制过交通的空中交通管制员）（以任意的规模）的全面评估。

然后把这项评估与从一瞬间到另一瞬间的交量流量在统计上关联起来。

1．6．1．1进行评估的主要困难是确定一个可接受的正常工作负荷。

但是，从超负荷条件下所取得的经验，如果已知一个扇区的容量，就可以预计这项评估。

然后可以确定其余扇区的容量。

1．1．7在决定引用扇区化或增加扇区数之前，应理解：这一步骤在所有情况下，可以不会导致容量和/或效率的增加，因为需要增加管制员之间的协调，可能产生如此加多的通信工作负荷以致所期望的效益并不明显。

一个替代的办法可以增加每个现有工作席位的效率，从而减少全面的工作负荷并增加容量而不需增加工作席位。

为达到这点，应考虑：改变交通流动、所使用的管制方法和增设技术设备，诸如雷达、自动化等等。

1．2进近管制
1．3 区域管制中心
1．3．1在ACC国一个工作席位可以管制的航空器数量，很大程度上取决于该席位为之服务的A TC航路的结构和利用情况。

在一扇区内，那里所处理的大部分交通是沿着只供单向交通用的ATS航路的平飞，管制员的容量就会显著地高于另一扇区，那里包括一些交叉点，，经常改变高度层，并要管制反向的交通，或者那里的航路网，很大的地理区域是被在其上面的扇区所覆盖。

1．3．2对于主要航路结构要采用ACC扇区化。

每个扇区应尽可能地包括一个长长的航段，目的是使协调和改变无线电频率的需要减至最低限度。

在那里的交通中包含大量的高空飞越航空器的情况下，应考虑垂直的划分（高空扇区和低空扇区）。

1．3．3除ATS航路结构外，ACC扇区还应包括所需的等待区（高空、中空）。

在一扇区内的沿航路和在等待区航行所需的空域，应完全包括在该扇区之内。

1．3．4对于飞行下降阶段，还应给以应有的重视。

空中交通为进近而下降，比较其他飞行阶段，通常需要管制员更多的注意，并应小心不要由于在一个扇区内包括过多的这样航径，而使一扇区管制员承受负荷。

1．3．5在确定扇区形态时，应考虑管制员工作席位的具体组织安排和有关通信与雷达覆盖的限制。

1．3．6为保持把协调降至最低限度，ATC应如此将空域划给扇区，供它与相邻的ATC单位的相邻的周边扇区相对应，即不应使每一个单位的扇区需要与相邻单位多于一个的扇区进行协调。

1．4扇区的合并
在一年或一日之内，在部分空域中，空中交通的需要可能有相当大的变化。

ATS系统应与交通变化相适应。

因此，当交通情况允许时，应作出安排：使扇区合并（例如，在夜间）。

这将允许此期间内减少所需的值班管制员人数。

对于地一空与地一地通信、雷达监视的技术安排以及数据流通的安排，应预想不需作大的改变的可能性。

——DOC9426
SID与STAR
1、建立SID/STAR目的
通过提供预先计划好的，以图表、文字描述的进离场程序来减少飞行员/管制员的工作量和通信。

2、建立SID和STAR的原则
采用沿不同航路和等待分离交通。

提供足够的超障余度。

保证与已制定的无线电失效程序相兼容。

减噪程序。

提供最短航迹。

尽最大可能提供不间断爬升和下降。

SID/STAR应能适应多种类型飞机。

SID和STAR应保持在管制空域内。

一个机场的SID和STAR应保持最少。

使程序简单易懂。

3、SID和STAR的识别
3.1 代号原则
✦能用简单明确的方法识别每一条航路；
✦能清楚区分：—离场航路与进场航路；—离场航路或进场航路与其他ATS航路；—要求用地面无线电导航设施或机载导航设备进行领航的航路与目视地标进行领航的航路；
✦能符合ATS和航空器数据处理及显示的需求；
✦在运行应用上最为简便；
✦避免重复；
✦具有充分扩展的可能性，以供未来需要而不必作根本变动。

3.2 代号组成
3.2.1 明语代号
基本指示码；后随基本指示码必须是一个重要点（一条标准离场航路终点或一条标准进场航路的起点）名称或名称代码。

有效指示码；后随有效指示码应是一个1至9的数字。

航路指示码；后随航路指示码必须是一个字母，但不得使用字母“I”或“O”。

“离场（departure）”或“进场（arrival）”字样；后随
“目视（visual）”一词（如果该航路是供航空器按“目视飞行规则”（VFR）飞行使用而划设的）。

3.2.2 编码代号
重要点的编码代号或名称代码；后随
有效指示码；后随
航路指示码
3.2.3 举例
明语代号：KODAP TWO ALPHA ARRIV AL
编码代号：KODAP 2 A
含义：该代号表明一条标准仪表进场航路，其起点在重要点KODAP（基本指示码）。

KODAP 是一个由非无线电导航设施的重要点。

有效指示码TWO（2）表明已从上次编号ONE（1）改为新的有效编号TWO（2）。

航路指示码ALPHA（A）表明它是与KODAP有关的几条航路之一，是指定给这条航路的一个特别字符。

终端区设计
第一部分背景
第二部分终端空域的功能
2.1 终端管制的渐进发展
进近管制与区域管制之间的责任划分需要特别认真地考虑，因为这会对相关地区空中交通管制系统的容量产生严重的影响，特别是给管制员和驾驶员带来的协调以及强制工作负荷。

空中交通服务规则中的责任划分被视为终端空域容量的主要影响因素。

但是可能无法清晰地确定航路和终端空域之间的界限。

高空航路功能的空域是可以辨明的，但是也可能存在低高度空域内不具有明显航路功能而且进近服务是其主要功能的情况发生。

但是，也有的空域处于这些既提供航路又提供进近服务的空域之间。

该中间空域也可以称为多项服务空域。

中间空域或者多项服务空域不需要新的正式名称，但是可以通过下述方法满足需求：
a. 提高进近管制单位责任区的上限。

和/或
b. 降低区域管制单位责任区的下限。

在该空域实施的与进近管制职能相关的多项服务包括：
离场阶段到航路阶段的过渡；
起始下降管理到等待区域；
雷达引导建立进近顺序；
与进场/离场交通相互影响的低高度航路服务。

2.2 终端空域的功能划分
2.3 进近管制和终端区域的扇区划分
2.3.1 扇区划分考虑的因素
扇区划分的有关事项如下所列：
●空中交通服务航路结构、进出点、交叉、等待航线；
●扇区内的机场和跑道结构；
●飞行剖面图；
●空中交通服务航路和等待区域的导航容差；
●空中交通管制初始飞行航径的空域需求（如引导区域）；
●空中交通穿越的航路和飞行高度；
●扇区内空中交通适用的管制方式；
●影响进近管制和其它单位之间责任和协调划分的因素；
●硬件考虑（运行位置、通信和雷达覆盖等）；
●其他空域用户的需求（如军方运行）。

注：一个管制员在进近管制的给定时间内处理的航空器数量通常大大低于区域管制内的数量，这大概可能是航空器在终端空域环境内运行更为复杂的原因。

2.3.2 扇区划分的选择
扇区划分可能发生在区域管制与进近管制运行之间，在这种情况下，扇区划分可以按照为实现区域管制与进近管制之间的责任界定而进行职能划分所采取的类似办法来进行。

2.3.3 进近管制单位潜在的扇区划分
最后进近排序任务与其他进近任务之间的划分可以通过引入“最后进近引导”扇区来完成。

该扇区可以根据所使用的跑道来建立，并且通常包括最后进近区域紧邻的空域。

此类扇区的垂直延伸通常相对较低（例如，FL75-FL100）。

这样可以将该扇区完全用于最后进近排序而避免与终端区域的其他交通相互影响。

第三部分终端空域的设计
3.1 终端空域结构的设计
空域设计原则将对该空域所采用的间隔方法，以及随之而来的相关空域的容量产生很大的影响。

既然空域结构是历经多年逐渐形成的，那么就有必要仔细分析现存的结构。

3.2 所定义终端区域内的运行实践
在与进近管制功能有关的划定区域内（例如，根据规定的重要点划定该区域）的运行与该终端空域的机场有关。

相关地区内的运行实践取决于大量因素，具体如下：
a. 交通密度；
b. 交通流的复杂性；
c. 航空器的运行类型；
d. 当地条件和/或限制；
e. 区域导航规定和/或导航基础设施；
f. 其他用户活动（如，军方的要求）。

3.2.1 标准仪表离场和进场航路的建立
如果有要求，应当建立标准仪表离场和进场航路以有利于：
a. 保持空中交通流的安全、有序和迅速；
b. 说明空中交通管制放行许可的航路和程序；
c. 降低工作负荷；
d. 提高容量的潜力；
e. 导航数据库的编码；
f. 支持现代化的飞行数据处理系统。

通常情况下，此类航路划设在交通流复杂的繁忙地区。

从战略的观点来看，应当尽可能地避免此类航路发生冲突。

为了实现这个目的可以利用地理方法或者垂直方法或者两种混合的方法。

战略性降低冲突是为了进场和离场航空器的平稳运行和保持常规流量，以便全面提高容量。

但是在许多地方，为了调整交通流量而使用战术雷达引导的方式进一步增加容量。

3.2.2 地理和垂直的低冲突交通流
地理间隔是通过降低水平面的交通流冲突来建立的。

在很多情况下，采用该地理间隔可以使航空器的性能得到最优化。

这是因为爬升和下降最大程度地不会受到干扰。

但是采用地理间隔将延长进场或者离场航空器的飞行距离。

垂直间隔与地理间隔相比可以允许更多的直线航路，从而减少飞行距离。

但是爬升和下降剖面可能会受到损害。

这可以通过分析交通流冲突点和相关高度的方法将其减少到最低程度。

垂直降低冲突可以在相关机场附近或者距离该机场一定距离处进行，将离场交通限制在低于进场交通的高度。

这要根据当地的情况确定。

如果交叉点距该机场有一定的距离，则离场交通的最佳爬升性能可能受到损害，不过进场航空器的最佳下降剖面可能在有些情况下实现。

垂直间隔可以通过离场交通爬升到进场交通流之上的方式获得。

为了确保离场交通的爬升性能足以保证在交叉点满足垂直间隔，通常在距相关机场一定距离的地方采用此方法。

虽然可以将离场交通的爬升性能最优化，但是由于被要求提前下降，进场交通的下降剖面可能会受到损害。

3.2.3 优先使用跑道要求
大多数机场都有优先使用跑道系统。

优先使用跑道的确定可以由下列因素决定：a. 盛行风的条件；b. 环境因素；c. 进近程序规定；d. 地形。