空中交通管制设施

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• 目前，AMSS主要用于向机组人员、旅客 提供卫星电话、传真，及向航空公司提供 用于航空运营管理的数据通信服务；在空 中交通管理方面，AMSS主要作为VHF通 信的备用手段、边远地区和洋区飞行的通 信及HF通信的补充。在CNS/ATM的新空 地通信系统中，AMSS将主要用于向空中 交通管理提供数据链通信服务。
• 利用甚高频频段或者卫星频段完成管制员 与飞行员之间信息交换、实现模块化空中 交通管制的双向数据通信系统。
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• CPDLC是利用数据替代话音管制的通信 手段，通信服务包括一般信息交换，放行 许可的发布、申请和复诵，对飞行器的监 视和身份识别，位置报告点的监控等。管 制员可以直接向飞行员发送管制指令，飞 行员也可以直接向管制员发送飞行请求， 指令和请求均以数据报文的形式实现，可 以弥补话音通信的信道拥挤、误解、听错、 信号失真和破坏等缺陷。CPDLC连接的 建立、移交和终止有一定程序。管制单位 收到飞机有效地址后，发出连接申请，经 双方确认后即实现连接。移交和终止均由 管制单位发起。在我国，CPDLC已经在 L888航路得到使用。
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• 航空移动卫星业务（aeronautical mobile satellite service，AMSS）
• 通过卫星为飞机和地面用户提供分组方式 数据、电路方式数据以及话音业务的通信 系统。 • 航空移动卫星业务（AMSS）系统由通信 卫星、飞机地球站（AES）、地面地球站 （GES）和网络协调站（NCS）四部分组 成。
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• ACARS系统由三部分组成，即机载数据 通信系统、地面通信网络与运行控制中心、 地面数据处理与应用系统。机载数据通信 系统主要由通信管理组件、数据收发机、 控制显示组件和打印机等组成，能够收、 发各类数据，并通过控制显示组件显示阅 读或者由打印机打印出来。地面通信网络 与运行控制中心主要包括远端地面站 （RGS）、网络运行控制中心以及相关的 网络设施；其中网络运行控制中心是核心 单元，负责飞机通信信息的判读、筛选、 路由选择以及其他相关数据的维护和管 理，同时负责RGS的维护与管理。地面数 据处理与应用系统主要由ATM和航空公司 的计算机网络组成，它通过地面通信网络 与运行控制中心接收来自飞机的数据和信 息，送到ATM或者航空公司的相应部门； 同时，也收集各部门的信息传送到地面通 空管概论 24 信网络与运行控制中心，转达给相应飞机。
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• 选择呼叫系统（selective calling system，SELCAL）
• 管制员希望与指定飞机通信而向该飞机发 送提示信息的航空移动通信系统。 • 选择呼叫系统是基于现有的高频（HF） 或者甚高频（VHF）话音通信系统实现的。 在进行选择呼叫通信时，正常的话音通信 方式就被SELCAL方式所取代。加装了机 载SELCAL系统的飞机，都指定了四个字 母的SELCAL代码，这样地面的呼叫都能 指向特定飞机。
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• 目前国际民航组织在新航行系统中 定义的数据链主要有高频数据链、 甚高频数据链、航空移动卫星业务 数据链和S模式数据链。
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• 管制员/飞行员数据链通信 （controller/Pilot data link communication，CPDLC）
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• 空中交通管制设施包括：地空通信 设施、航空固定通信设施、导航设 施、监视设施、机场设施。 • 提供管制服务所使用的设施、设备 应当按规定经民航局批准。
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地空通信设施
• 空中交通管制使用的地空通信设 施，应当是独立的无线电台并配备 自动记录设施。 • 管制单位使用的地空通信设施，应 当能与在该管制区内飞行的航空器 进行直接、迅速、不间断和清晰的 双向通信。 • 空中交通管制地空通信记录应当至 少保存30天。如该记录与飞行事故 或者飞行事故征候有关，应当按照 要求长期保存，直至不再需要为止。
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• 飞机通信寻址与报告系统 （aircraft communication addressing and reporting system，ACARS）
• 面向字符型的、通过远端地面站和地面网 络实现地面与飞机间报文传输的地空数据 通信系统。ACARS通过数据链实现地空 之间的数据和信息的自动传输交换，使飞 机作为移动终端与空中交通管理（ATM） 和航空公司的相关系统相连接。
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• 高频地空台（HF air-ground communication station）
• 又称短波（单边带）通信系统。工作于高 频频段，用于实现地空之间信息交流的无 线电通信系统。可以传输话音和数据。这 里所指的高频通信系统系指高频地空话音 通信系统。 • 高频（HF）通信系统工作于2.8～22MHz 频段，频道间隔1kHz，一般的HF通信系 统具有200个航空信道和195个海用信道。 空间信号采用天波传播，服务范围为 100～2000海里。HF通信系统由HF地面 台和机载电台组成，它们的主要组成部分 为HF收发信机，发射单边带调幅波。
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• 国际民航组织于1987年11月成立航空移 动卫星业务专家组，负责制定与AMSS空 地数字数据和话音通信有关的标准、建议 措施、规程以及指导材料，适当考虑自动 相关监视的需要。1991年11月航空移动 卫星业务专家组扩大了业务范围，改称为 航空移动通信专家组。1995年AMSS的 “标准与建议措施（SARPs）”写入国际民 航公约附件10，该SARPs是针对利用同 步卫星制定的，因此目前的AMSS通信还 不能在高纬度（75度以上）地区进行。
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航空固定通信设施
• 管制单位配备的航空固定通信设施包括报 文通信和直通电话，用以交换和传递飞行 计划和飞行动态，移交和协调空中交通管 制。 • 管制单位之间的航空固定通信设施，应当 具有下列功能： • （一）直通电话，用于雷达管制移交目的 的，应当能够立即建立通信，用于其他通 信的，应当在15秒之内建立； • （二）报文通信、报文传输时间不得超过 ５分钟。
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Hale Waihona Puke Baidu
• VHF地空话音通信有其固有缺陷，如速度 慢，易出错，业务种类受限。克服这些缺 点的方法就是采用VHF数据通信（即VHF 数据链）。VHF数据通信已成为VHF地空 通信的发展方向，是新航行系统中非常重 要的地空通信方式。
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• 在航空业发展早期，飞行员必须在指定频 率上等待呼叫。由于在同一无线电频率中 的话音通信剧增，系统操作复杂，影响了 飞行安全。选择呼叫系统的发明，避免了 飞行员长时间连续监听无线电通信或者由 于疏漏而无法接通联系。选择呼叫系统于 1957年由美国航空无线电公司（ARINC） 引入民航，并代表国际民航组织颁发 SELCAL代码。从2006年1月起，美国航 空频谱资源公司（ASRI）接管ARINC公 司有关选择呼叫系统的业务。
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• VHF通信系统包括VHF地面台和机载电台 两部分，地面与机载台的主要组成部分为 VHF收发信机，发射的信号为双边带调幅 波。大型机场的VHF地面台通常采用共用 天线系统。系统工作方式是单信道半双 工，即对于某一地面台，飞行员和管制员 交替使用同一通信频率进行发话和收话。 机载电台和地面台均有“按下发话 （PPT）”开关，按下时处于发射状态， 松开则处于接收状态。
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• ACARS系统最早由美国ARINC公司在上 世纪七十年代初开发，1978年投入使用。 由于ACARS是面向字符的系统，相对于 面向比特的通信技术，ACARS的效率不 高，不灵活；且与面向比特技术的航空电 信网（ATN）不兼容。ACARS将在ATN 系统中升级，以适应新航行系统的体制。
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• 选择呼叫系统由地面和机载通信系统组成。 地面系统主要包括地面SELCAL单元（编 码器），地空HF或者VHF发射机；机载 系统主要包括HF或者VHF接收机，机载 SELCAL单元（译码器）和SELCAL显示 器。一旦管制员选择了SELCAL方式，地 面通信系统便发出包含特定四个字母代码 的呼叫脉冲（一个字母对应一个音频频 率），飞机在指定频率上等待呼叫，以灯 光和音响提示机组进行联络并显示呼叫方 的频率。
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• 在军事航空中，机载短波电台主要安装在 轰炸机、侦察机、运输机及其他大型飞机 上，供远距离通信联络使用。强击机安装 功率较小的短波电台，以便在低空、超低 空飞行时进行通信。对于民用航空，在上 世纪90年代之前，超视距航空通信的唯一 手段是HF通信。在越洋航线和边远地区 上空长距离航线飞行的飞机，使用HF电 台与地面进行单边带通话、发莫尔斯电报 或者移频电报。随着卫星通信技术在民航 的应用，HF话音通信在民航占有的分量 已越来越轻。
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• 甚高频地空台（VHF airground communication station）
• 又称超短波通信系统。工作于甚高频频 段，主要用于管制区内管制员与飞行员之 间信息交流的无线电通信系统。可以传输 话音和数据。这里所指的甚高频通信系统 系指甚高频地空话音通信系统。 • 甚高频（VHF）通信系统工作于118～ 136.975MHz频段，目前主用工作频率间 隔为25kHz，共有760个频道，其中 121.50MHz为遇险频率。空间信号采用视 距传播。对于高度36000ft的飞机，最大 通信距离约200海里。
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• 由于电离层的变化难以准确预测，高频通 信的质量并不很高，曾被国际民航组织列 为需用卫星通信替代的系统。目前空管较 少使用该类系统，用户多为航空公司，主 要用于航务通信业务。但在地球两极地区 的航路管制，短波通信仍是卫星通信的必 要补充。随着HF数据通信技术的突破性 进展，国际民航组织于1999年11月将HF 数据链的“标准与建议措施”载入国际民航 公约附件10 ，使其成为新航行系统空地 通信系统中的一名正式成员。HF数据链 包括数据通信和话音通信，但话音已是数 字话音。
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• VHF通信是现行空中交通管理中应用最广 泛的地空通信方式，能提供稳定可靠的地 空视线范围内的通信，技术也相当成熟。 甚高频通信系统既用于作战飞行和管制指 挥的地空协同通信，也用于提供塔台、进 近和航站自动情报服务、航务管理等通信 服务。我国东部地区3300米以上和西部地 区6600米以上航路（线）实现了VHF通信 覆盖，部分繁忙航路（线）实现了3000米 以上通信覆盖。
• ACARS系统主要用于ATM和航空公司业 务。ATM中的业务包括起飞前放行、数字 式自动化终端区信息服务、管制员/飞行 员数据链通信、自动相关监视服务及对空 气象数据服务，可以有效减少ATM服务的 话音需求，缓解甚高频频率资源的拥挤状 况。航空公司中的业务包括飞行状态、发 动机参数监控以及机场终端旅客服务、气 象服务等。 • ACARS的数据链可以是VHF数据链、HF 数据链和卫星数据链。
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• 地空数据链（air-ground data link）
• 基于地空通信协议和网络通信协议，实 现飞机与地面系统之间的数字信息交换系 统的通称。是国际民航组织新航行系统的 重要组成部分。 • 地空数据链通常由机载单元、远端地面站 或者通信卫星、地面通信网络、网控中心 和各用户子系统构成等组成，主要用于实 现地面空中交通管理和航空公司的相关系 统与飞机之间的双向数据通信。在地空数 据链中，机载通信系统就是一个与地面数 据通信网相连的移动数据终端。地空数据 链采用面向比特的ISO协议，符合航空电 信网（ATN）的要求，是ATN的子网。