空管监视系统
空管自动化系统
空管自动化系统空管自动化系统是一种基于先进技术的航空交通管理系统，旨在提高航空交通管制的效率和安全性。
该系统利用计算机、通信和导航技术，实现航空交通的自动化监控和管理。
空管自动化系统的主要功能包括航班计划管理、航空器监视、冲突预防与解决、气象信息获取与分析、通信与导航辅助等。
下面将详细介绍这些功能：1. 航班计划管理：空管自动化系统能够自动处理航班计划，包括航班起降时间、航线、机型等信息。
系统根据航班计划生成航空器的飞行计划，并进行实时更新。
2. 航空器监视：系统通过雷达、卫星和地面导航设备等，实时监视航空器的位置、速度、高度等信息。
监视数据显示在雷达屏幕上，空管人员可以随时掌握航空器的动态。
3. 冲突预防与解决：系统利用冲突预测算法，对航空器的飞行计划进行分析，预测可能浮现的冲突情况。
一旦发现冲突，系统会发出警报，并提供解决方案供空管人员参考。
4. 气象信息获取与分析：系统能够获取气象信息，包括天气状况、风速、能见度等。
这些信息对于航空器的安全飞行至关重要。
系统会将气象信息与航班计划进行比对，提供航空器的飞行建议。
5. 通信与导航辅助：系统通过通信设备与航空器进行实时通信，包括指导航向、高度调整等。
同时，系统还能为航空器提供导航辅助，包括导航点、航路等信息。
空管自动化系统的优势在于提高了航空交通管理的效率和安全性。
首先，系统能够自动处理航班计划，减少了人工操作的错误和延误。
其次，系统能够实时监视航空器的位置和状态，及时发现和解决冲突，提高了空中交通的安全性。
此外，系统还能够获取气象信息，为航空器提供安全的飞行建议。
总之，空管自动化系统是一种先进的航空交通管理系统，通过计算机、通信和导航技术，实现了航空交通的自动化监控和管理。
该系统具有航班计划管理、航空器监视、冲突预防与解决、气象信息获取与分析、通信与导航辅助等功能，能够提高航空交通管理的效率和安全性。
空管监视系统展望
何 要求 ； 可对不具备机 载应答机 功能的航 空器实现监视 ； 各地 面 站可独立运行 。缺点为 ： 仅 有 目标距 离和方位信息 ； 无航 空器识 别能力 ； 覆盖范 围小 ； 建设 和运行 维护成本高 ； 地 面站建设受 地 形 限制 。 其 主要应用于航路（ 线） 、 终端 （ 进近 ） 管制区域和机场场
求。 空中交通管制的基 本任务就是监视航 空器的活动 ， 空中交通管制的监视 系统主要 用于 航 管中心掌握航 空器的飞行轨迹和 飞行意 图， 保 障空中交通秩序安全 、 顺畅 。目前 ， 可用于 空中交通服 务的监视技 术主要 有空管监视雷达 、 广播 式 自动相关监视 （ Ａ ＤＳ — Ｂ） 和 多点相
空 管一次雷达是 通过接收航空器对该雷达 自主发射 的询 问 电磁波的反射波 ，经检测处理从而对航空器进行定位 的雷达 系 统。空管一 次雷达包括远程一次雷达 、 近程一次雷达和场面监视 雷达等。其 主要优点为 ： 独 立非 协同式监视 ； 对机载设备 没有 任
息， 该架航空器 的高度 、 速度 、 识 别信息 、 计划飞行路 径和其 他有 用信息被地面 Ａ Ｔ Ｃ系统和其他装 备 Ａ Ｄ Ｓ — Ｂ的航 空器接收 ， 从而 实现对空 中交通管制 员和飞行 员实时飞行状态 的提供 ， 如图 １ 所 示 。Ａ Ｄ Ｓ — Ｂ可提供 高速率 、高精度 、高质量 的监视数 据 ，使用 Ａ Ｄ Ｓ — Ｂ提高 了无雷达覆 盖区域 的空域 空域监视能力 ，减少雷达 多重覆盖造成的资源浪费 ， 还可用 于监视 防止跑道侵入和飞行 区
关定位 （ ＭＬ Ａ Ｔ） 等， 未来不排 除使 用新 出现 的监视技 术和手段 。 由此可见 ， 未来的监视技 术将 建立在全球导航 卫星 系统的基础之上 。 关键 词 ： 监视 ； 雷达 多点 定 位 ； 自动 相 关 ； 卫 星 中 图分 类号 ：Ｖ ３ ５ ５ ． １ 文 献 标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ １ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ｌ ０ ６ — ０ １ ４ ４ — ０ ２
混合二次雷达解决方案在空管监视系统中的应用
混合二次雷达解决方案在空管监视系统中的应用摘要：1030/1090MH频段用于空中交通管制，包括二次监视雷达（SSR）、空中防撞系统（TCAS）和广播式自动相关监视（ADS-B）系统。
空中交通量的日益增加将导致1030/1090 MHz频段出现严重阻塞，从而使ADS-B和TCAS系统在2035年无法满足最低性能需求。
如今在一些高密度的空中交通地区已经出现SSR间歇应答。
而随着空中交通的发展，这种影响将逐步扩大，最终导致空中交通管制无法准确跟踪飞机。
本文提出三种使用可变SSR询问功率的替代方法来缓解频谱阻塞。
仿真结果显示，本文提出的方法使频谱阻塞在SSR应答机占用率方面减少了92%。
此外，该方法在模拟环境中使S模式询问识别码需求数量减少了50%。
关键词：二次雷达、空中交通管制、S模式、广播式自动相关监视1.引言二次监视雷达（SSR）、空中防撞系统（TCAS）、多点定位系统（MLAT）和广播式自动相关监视（ADS-B）等空中交通管制系统均使用1030/1090 MHz频率。
除ADS-B外，这些系统的询问机以1030 MHz频率发送询问信号，应答机以1090MHz频率回复。
应答报文通常包含身份信息、高度信息等，具体内容由询问类型决定。
询问机和应答机之间的斜距根据信号往返时间计算。
在ADS-B系统中，应答机以1090 MHz频率周期性广播飞机跟踪数据。
多种监测系统使用相同频率的目的是为了新发展的监测系统与飞机上已有应答机具备兼容性。
但是现存的和计划的空中监测系统将使1030/1090MHz频段出现严重阻塞，预计在2035年该频段将无法满足空管监测和防撞系统的性能要求[1]。
频谱阻塞的主要原因是询问功率过大和询问次数过多。
大询问功率是因为SSR询问功率需满足老式空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）应答机的低灵敏度。
重叠覆盖也可能导致模式S询问识别（II）码冲突。
II码编码在S模式询问信息中，以便机载应答机辨别是由哪个询问机发出的询问。
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定第一章总则第一条为加强民航空管系统通信导航监视设备（以下简称“设备”）的管理，延长设备的使用年限，特制订本规定。
第二条设备使用年限指设备投入使用到退役所经历的时间。
第三条本规定适用于民航空管系统各级空管单位通信导航监视设备的运行、管理、维护、维修及保养工作。
第二章设备使用年限及更新计划第四条设备运行维护和管理单位必须按照《中国民用航空通信导航监视系统运行、维护规程》（以下简称《规程》）、《通信导航监视设备值班管理规定（试行）》等要求，做好设备的运行、维护和管理等有关工作，使设备达到规定的使用年限。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统、仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标、雷达（包括SSR、PSR、SMR）、自动化系统、程控交换机和记录仪使用年限不少于15年。
（二）数据通信网的硬件设备使用年限不少于10年，卫星网的基带硬件设备使用年限不少于15年，室外单元设备使用年限不少于12年。
（三）自动转报系统设备的使用年限不少于10年。
第五条在设备达到使用年限之前应提前启动设备更新改造项目，以保证设备能够提供连续可靠的服务。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统等单点通信设备，仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标等导航设备，雷达、自动化系统、程控交换机和记录仪应在投入使用第13年启动更新改造项目。
（二）数据通信网的硬件设备应在投入使用第7年启动更新改造项目；自动转报系统应在投入使用第8年启动更新改造项目；卫星网的基带硬件设备应在投入使用第12年启动更新改造项目，室外单元设备应在投入使用第9年启动更新改造项目。
第六条涉及计算机系统和软件系统的设备（如自动化系统、自动转报系统、语音通信交换系统、数据通信网和卫星网网控系统等），在设备达到使用年限之前，应根据业务和功能需要及时进行软件升级。
第七条自动化系统可根据硬件设备市场变化及备件存储情况，每六至八年对系统硬件进行更新。
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定第一章总则第一条为加强民航空管系统通信导航监视设备（以下简称“设备”）的管理，延长设备的使用年限，特制订本规定。
第二条设备使用年限指设备投入使用到退役所经历的时间。
第三条本规定适用于民航空管系统各级空管单位通信导航监视设备的运行、管理、维护、维修及保养工作。
第二章设备使用年限及更新计划第四条设备运行维护和管理单位必须按照《中国民用航空通信导航监视系统运行、维护规程》（以下简称《规程》）、《通信导航监视设备值班管理规定（试行）》等要求，做好设备的运行、维护和管理等有关工作，使设备达到规定的使用年限。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统、仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标、雷达（包括SSR、PSR、SMR）、自动化系统、程控交换机和记录仪使用年限不少于15年。
（二）数据通信网的硬件设备使用年限不少于10年，卫星网的基带硬件设备使用年限不少于15年，室外单元设备使用年限不少于12年。
（三）自动转报系统设备的使用年限不少于10年。
第五条在设备达到使用年限之前应提前启动设备更新改造项目，以保证设备能够提供连续可靠的服务。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统等单点通信设备，仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标等导航设备，雷达、自动化系统、程控交换机和记录仪应在投入使用第13年启动更新改造项目。
（二）数据通信网的硬件设备应在投入使用第7年启动更新改造项目；自动转报系统应在投入使用第8年启动更新改造项目；卫星网的基带硬件设备应在投入使用第12年启动更新改造项目，室外单元设备应在投入使用第9年启动更新改造项目。
第六条涉及计算机系统和软件系统的设备（如自动化系统、自动转报系统、语音通信交换系统、数据通信网和卫星网网控系统等），在设备达到使用年限之前，应根据业务和功能需要及时进行软件升级。
第七条自动化系统可根据硬件设备市场变化及备件存储情况，每六至八年对系统硬件进行更新。
空管自动化系统
空管自动化系统空管自动化系统是指利用先进的信息技术和通信技术，对空中交通进行管理和控制的系统。
其主要功能包括飞行计划管理、航班监控、雷达监视、通信导航、气象信息、航空器性能计算等。
一、飞行计划管理空管自动化系统能够接收航空公司提交的飞行计划，并进行验证和处理。
系统会自动检查航班计划中的航路、高度、速度等信息是否符合空中交通规则，确保航班安全。
二、航班监控系统通过雷达监视和航空器通信等手段，实时监控航班的位置和状态。
一旦发现航班偏离预定航线或者浮现异常情况，系统会即将发出警报，并通知相关部门采取措施。
三、雷达监视空管自动化系统配备了先进的雷达设备，能够实时监测航空器的位置、高度、速度等信息。
通过雷达图象的显示，空管人员可以清晰地了解空中交通的状况，及时做出决策。
四、通信导航系统提供了强大的通信导航功能，包括与航空器的语音通信、数据链通信等。
空管人员可以通过系统与飞行员进行实时的通信，并提供导航指引，确保航班顺利进行。
五、气象信息空管自动化系统能够接收气象数据，并将其与航班计划相结合，为航班提供准确的天气信息。
这样，飞行员可以根据天气情况做出相应的调整，确保飞行安全。
六、航空器性能计算系统可以根据航空器的性能参数，进行飞行性能计算。
通过输入航班计划和航空器性能数据，系统可以预测航班的燃油消耗、航程等信息，为航空公司提供决策支持。
总结：空管自动化系统是一种利用信息技术和通信技术对空中交通进行管理和控制的系统。
它具备飞行计划管理、航班监控、雷达监视、通信导航、气象信息、航空器性能计算等功能。
通过这些功能，系统能够提高空中交通的安全性和效率，为航空公司和飞行员提供准确的信息和支持。
基于HLA的三维空管监视系统仿真
如 图 ２所示 ， 真平 台基 于 Ｈ Ａ， ８个 联邦成 仿 Ｌ 由
第 ｌ Ｏ卷
第 １ ６期
２ １ ６月 ００年
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ １１ Ｎ ． ６ Ｊ ｎ ０ Ｏ ｏ． ０ ｏ １ ｕ ｅ２ １
１７ －８５ ２ １ ）６・ ６ －６ ６ １１ １ （０ ０ １ ・８ ４０ － ３ ・
Ｓ ｉｎｃ ｃ ｎｏｏ ｙ ａ ｇｎ ｅｉ ｃｅ ｅ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ
２ １ ３月 ２ ０ ０年 ５日收 到
在 Ａ ＳＢ系统 中 ， Ｄ． 地理位 置 的高度 差 别 以俯 视 时地表颜 色 的不 同来表 示 ， 种表 现 方 式并 不 能 使 这 管制员 多 角度 直 观 的 了解 地 理 信 息 。本 文 根据 谷 歌地 图的高 程 信 息 ， 立 起 三 维 的地 形 模 型 ， 便 建 以 于管制 员较 为直 观 的观 测 地 理 信 息 及 多 角 度 的 观 察 地貌 。
机模 型及地 形进行 三 维 化建 模 ， 可 实 现飞 机 包括 并 三维 坐标及 欧拉 角的六 自由度 实 时运 动 。
本 文 中飞机 模 型包 括 干线 飞 机模 型 、 支线 飞 机 模 型 及 通 用 飞 机 模 型 。 均 采 用 三 维 建 模 软 件 ３ ＭＡ Ｄ Ｘ建模 ， 建 立 的模 型 有 很 强 的仿 真 立 体 效 它
互设 计 。
１ １２ ．． 地 理 模 型
息传 递系统 。作为 先 进 分 布仿 真 技术 的最新 发 展 ，
高级体系结构 Ｈ Ａ被用来构建仿真通用技术框架 ， Ｌ
ADS-B空管监视系统误差分析与研究
１ 相 关 工作
飞 行间 隔的理论 研究 ， 国外早 在 ２ Ｏ世纪六 七 十年代 就开始 了 ， 主要 有 两 类 ： 一类 以英 国 的 Ｐ ． Ｇ．Ｒ ｉ ｅ ｈ建立 的航空 器 碰撞 模 型理 论 为基 础 ， ｃ 针 对 平行航 路系 统在纵 向 、 向 、 直方 向分别进行 侧 垂 碰撞 风 险建模 的研 究 ； 一类 是 用 概 率论 的方法 另 展 开的 ． 种 理 论 都 首 先考 虑 ２架 航 空 器 之 间 的 ２ 碰撞 风险 ， 然后 给 出管 制 区域 内的一 定 间隔下 的 碰撞 风险 ， 在 实 际 的安 全 评 估 中都 有应 用口 ］ 并 ． 本文 主要讨 论 基 于 ＡＤ Ｂ侧 向 间隔 的研究 及 应
０ 引
言
ＡＤ — ＳＢ的侧 向间隔 ， 扩大交 通流量 ．
本 文通 过分 析监 视 系 统信 号 处 理 流程 ， 出 得
在 空 中交通 管制 中， 用监 视 设 备提 供 的航 利 空器 飞行 动 态 ， 照管制最 低 间隔标 准 ， 按 管制 员就 可 以为航 空器 配备 飞行 间 隔 ， 防止 航 空器 与航 空 ＡＤ — ＳＢ监 视 误 差 主要 有 Ｇ Ｓ接 收 机 误 差 、 据 Ｐ 数 链误差 和 系统延 时误 差 组 成 ， 阐述 了各 部分 对 并 于侧 向问 隔的影 响．
收 稿 日期 ： ０ １０ ～ ４ ２ １－３１
ＵＡＴ ３种 ． 中 １ ９ Ｓ是 国 际 民 航 组 织 推 荐 其 ００Ｅ
的 、 球可互 用 的 ＡＤ － 全 ＳＢ地 空数 据 链 ， 受 格 式 但
孙立新（９４ ： ， 士， １ ７一） 男 博 高级 工 程 师 ， 主要 研 究 领 域 为 嵌入 式 系统 、 中 交通 运 行 环 境 空
空管系统发展历程简述
空管系统发展历程简述空管系统，即空中交通管制系统，是指通过一系列技术手段和协调措施保障航空交通安全和运行效率的系统。
空管系统的发展历程可以简要概括为以下几个阶段。
第一阶段是手工空管阶段。
在航空交通刚刚出现的初期，空管系统的工作主要依靠人工操作和面对面的沟通。
空管员通过肉眼观察飞行器的位置和高度，手动指挥航空器的起飞和降落，确保航空交通的安全进行。
第二阶段是雷达空管阶段。
随着雷达技术的发展，空管系统开始应用雷达设备来监控航空器的位置和运行情况。
雷达技术使空管员能够更准确地了解航空器的动态信息，提供有效的引导和控制。
这一阶段的空管系统大大提高了空中交通的安全性和运行效率。
第三阶段是通信、导航和监视（CNS）系统的引入。
随着无线通信、全球导航卫星系统和自动侦测设备的发展，空管系统逐渐出现了探测距离更远、精度更高的监视设备和先进的导航工具。
这使得空管员能够更好地掌握航空器的准确位置和动态信息，提前预警和避免潜在的冲突。
CNS系统的引入进一步提高了空管系统的运行效率和安全性。
第四阶段是自动化空管阶段。
随着计算机技术的快速发展，空管系统逐渐实现了自动化和智能化。
计算机系统通过复杂的算法和模型对航空器进行自动分流、冲突避免和路径优化等控制操作，减轻了空管员的负担，提高了航空交通的安全和效率。
自动化空管系统的引入使得空管业务的处理速度和准确性大幅提高。
第五阶段是未来空管系统的展望。
如今，随着人工智能、大数据和无人驾驶技术的快速发展，未来的空管系统将更加智能化、高效化和自适应。
预计未来空管系统将能够更好地适应航空业的快速增长，处理更大规模的航空交通，同时提供更高水平的安全保障和个性化服务。
ADS-B空管监视系统误差分析与研究
ADS-B空管监视系统误差分析与研究孙立新;陈亚青;刘国毅【摘要】在空中交通管制中,利用监视设备提供的航空器飞行动态,管制员就可以为航空器配备飞行间隔,防止航空器与航空器相撞.监视设备存在的误差会对飞行间隔产生较大的影响.对比二次雷达系统,基于ADS-B的侧向间隔研究是当前的重点.文中通过分析监视系统信号处理流程,得出ADS-B监视误差主要有GPS接收机误差、数据链误差和系统延时误差组成,并阐述了各部分对于侧向间隔的影响.%In air traffic control, controller make use of surveillance device to manage flight separation and avoid aircraft crash. Error of surveillance system must directly impact flight separation. Comparing with Secondary Surveillance Radar, study of lateral separation standard based on ADS-B is important problem. So this paper analyses signal process flow based on Petri net of ADS-B and discusses the impact of error of GPS receiver, communication dada links and system delay on lateral separation.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】4页(P798-801)【关键词】空中交通管制;飞行间隔;二次雷达;ADS-B;侧向间隔【作者】孙立新;陈亚青;刘国毅【作者单位】中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307);中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307);民航西南空管局空中交通管制部2 成都 610065【正文语种】中文【中图分类】V355.10 引言在空中交通管制中，利用监视设备提供的航空器飞行动态，按照管制最低间隔标准，管制员就可以为航空器配备飞行间隔，防止航空器与航空器相撞.传统的监视手段主要有一次雷达和二次雷达（secondar y sur veillance radar，SSR），但由于雷达系统自身具有很多局限性，因此，广播式自动相关监视（automatic dependent surveillance broadcast，ADS－B）的技术开始应用.ADS－B即是由航空器通过数据链自动广播由机载星基导航和定位系统生成的精确定位信息，包括位置信息、高度、速度和飞行意向等，尤其适合于山区、荒漠、边远机场等不宜建设雷达的区域，也适合于高密度机场的监视.飞行间隔标准包括侧向间隔、纵向间隔和垂直间隔，其中侧向间隔是一种距离间隔，使多架航空器能够占有同一高度层，充分利用繁忙地区的有限空域资源.不论是二次雷达，还是ADS－B，系统中高度数据都来源于气压式高度表，故基于ADS－B 侧向间隔研究是当前的重点.现在，美国和澳大利亚等国都已开展相关研究工作缩小基于ADS－B的侧向间隔，扩大交通流量.本文通过分析监视系统信号处理流程，得出ADS－B监视误差主要有GPS接收机误差、数据链误差和系统延时误差组成，并阐述了各部分对于侧向间隔的影响.1 相关工作飞行间隔的理论研究，国外早在20世纪六七十年代就开始了，主要有两类：一类以英国的P.G.Reich建立的航空器碰撞模型理论为基础，针对平行航路系统在纵向、侧向、垂直方向分别进行碰撞风险建模的研究；另一类是用概率论的方法展开的.2种理论都首先考虑2架航空器之间的碰撞风险，然后给出管制区域内的一定间隔下的碰撞风险，并在实际的安全评估中都有应用［1－3］.本文主要讨论基于ADS －B侧向间隔的研究及应用现状.目前，ADS－B机载和地面设备通信可选的数据链技术有 Mode S 1090 ES，VDL MODE 4和UAT 3种.其中1090 ES是国际民航组织推荐的、全球可互用的ADS－B地空数据链，但受格式长度限制，1090 ES数据链的上行广播能力较差；VDL 模式4在VHF频段，频率资源紧张；而UAT是美国在小型通用航空器普遍选装开发的地空双向数据链，但与DME地面设备的相互干扰较严重.1.1 ICAOICAO在Doc 4444第八章ATS监视服务中论述了ADS－B监视设备单独使用的条件、装有ADS－B机载设备航空器的识别以及基于ADS－B和／或SSR最小侧向间隔（5 NM）的应用等相关内容.其中文档 Cir 311（Assess ment of ADS－B to Support Air Traffic Ser vices and Guidelines and Imple mentation）就ADS－B与单脉冲二次雷达的技术特性做了详细的对比［4－5］.1.2 美国由于美国同时选择1090ES和UAT作为ADS－B数据链，所以规定：（1）1090 ES数据链用于国际运输飞行以及国内18 000 ft（含）以上高空飞行；（2）UAT数据链仅用于18 000 ft以下飞行的航空器；（3）选装了不同数据链设备的航空器之间不相互通信，除非航空器同时选装了2种数据链设备.2005年，FAA通过危险接近概率模型（the close approach pr obability，CAP），研究分析了ADS－B监视下，终端区和航路飞行阶段管制间隔分别使用3n mile和5 n mile的理论依据.2007年5月31日，美国宣布批准阿拉斯加地区在航路实施5海里的ADS－B间隔，见表1.表1 ADS－B用于支持3 n mile和5 n mile间隔标准的监视要求间隔标准导航精度种类NACp（std dev）导航完好性类别NIC（Rc）监视完好性等级SIL运行边缘＠危险接近概率＝3×10－12最小间隔3 n mile 7（76 mor 0.04 n mile）6（0.6 n mile） 2（10－5／h） 1.4 n mile（Ss＝1.6 n mile）5 n mile 6（228 mor 0.12 n mile） 4（2 n mile） 2（10－5／h） 2.1 n mile＊（Ds＝2.9 n mile）表1描述了ADS－B监视用于支持当前航站区域3 n mile和5 n mile间隔标准.该分析使用确定水平间隔风险的方法，定义了两架飞机的间隔在显示为符合间隔标准的情况下出现碰撞的概率.该间隔标准评估报告基于国际民航组织认证方法的延展，并使用有效的监视数据.1.3 澳大利亚澳大利亚选择1090ES标准，同时适用于运输航空和通用航空.在规章制定方面，CASA颁布了CAO 20.18号适航指令，对机载设备标准作了详细的规定.此外CASA颁布的 AC21－45对ADS－B运行相关设备提供了指导，AC21－45的附件D部分对符合要求的设备进行了不完全列表.航路最小侧向间隔仍然为5 n mile ［6］.2 信号处理流程ADS－B空管监视系统信号处理流程用Petri网表示，如图1所示.现实情况下，管制员需要同时监视空域内多架航空器的飞行动态，图中只考虑了2架航空器的特殊情况，但不会影响本文的分析结果.图中，K1是航空器1机载GPS接收机由定时器触发解算的飞机位置等信息；K2是航空器2机载GPS接收机由定时器触发解算的飞机位置等信息；K3是航空器1机载发射机广播报文；K4是航空器2机载发射机广播报文；K5是地面接收机接收航空器1的发射报文，经处理后送终端显示器；K6是地面接收机接收航空器2的发射报文，经处理后送终端显示器；由于地面接收机在某一时刻只能接收一架航空器的广播报文，图中可表述为轮流接收两架航空器广播报文；K7是管制员监视飞行动态，按照管制最低间隔标准，为航空器之间配备飞行间隔，管制员通过通信设备向飞行员发出管制指令的.由于不同数据链技术，其信道访问方式可能是随机访问或自组织时隙，故图中K5，K6表示信道资源的竞争.图1 ADS－B空管监视系统信号处理流程3 ADS－B空管监视系统的误差分析在ADS－B空管监视系统信号处理流程中，人和监视设备两方面的因素得到了直接的体现.其中，人的因素包括管制员和飞行员的因素.在空中交通管制中，管制员的失误是导致危险接近和碰撞的关键因素之一.对管制员因素的研究，基本都是直接进行定性分析，给出影响的因素及改善措施，这方面已有大量研究工作被开展［7－8］.本文中，不考虑管制员或飞行员出现失误的情况，空中碰撞只会由监视设备的误差所引起.从K1到K6，数据经过了很多硬件和软件单元的处理，都会产生误差，但仔细分析可知：ADSB监视误差主要由以下几部分组成.1）GPS接收机的误差，模型中的K1和K2变迁.2）机载收发机广播报文的周期以及数据链出现掉包或错包后产生的监视误差，模型中的K3和K4到K5，下文中简称为数据链误差.3）系统延时产生的误差，从变迁K1到K5或从变迁K2到K5存在系统延时，包括GPS接收机、机载设备和地面设备的数据处理延时.3.1 GPS接收机误差GPS接收机以水平保护标准（HPL）的格式传送信息.HPL是一个以真实位置为圆心的圆的半径，计算出来的位置以一定的概率落在圆周内.HPL是由GPS接收机通过RAI M算法（接收机自主完好性检测）计算得出的.机载接收机RAI M算法的基本思想是：使用四颗为一组的多组卫星作为接收机的“可见”卫星，从而解算出多个航空器位置结果，并比较这些位置结果的一致性，只要结果存在不一致就表明位置数据的完好性可能是不充分的.所以，在RAI M失效的时期，不能保证完好性，需要一系列管制程序来保证安全，例如指导管制员在RAI M失效时暂时增大航空器间隔等.现在，HPL用导航完好性类别（NIC）、监视完好性等级（SIL）和导航精度种类（NAC）3个参数指示，如图2所示.图2 ADS－B编码性能参数在表1终端区3 n mile间隔标准中，当NAC，NIC和SIL分别为7，6，2时，CAP概率为3×10－12时，确定的运行余度为1.4 n mile.在具体讨论ADS－B监视系统误差时，该部分误差可以继续使用上述研究成果.3.2 数据链误差航站区域的自动化系统要求监视更新率以95%的置信度每5 s更新一次（由雷达更新的天线扫描率确定）.这样的要求确定了ADS－B链路的信息接收的最小可接受概率，使ADS－B可以满足该要求.例如，UAT状态向量每秒钟广播一次，则在独立的解码故障情况下，以95%的置信度在5 s内更新状态向量的最小概率是0.45.该链路从地面基站开始的最大服务范围受这个概率的限制.在这种情况下，先前收到的报告将在相邻飞机的后一个报告的时间校准内更新它的速度向量（状态向量报告的一部分）.无故障情况下的CAP包括最坏情况的间隔裕度，即允许一架飞机的先前报告被接收以后，再向其邻近的飞机进行转向.假设在终端区域的速度是300 kn，转向率为6°／s；在航路区域的速度是600 kn，转向率为3 s，见图3所示［6－8］.图3中So，x等变量是距离，单位是n mile.图3 无故障情况CAP最坏估算方法上述自动化系统要求的监视更新率是由雷达性能获得，但单独考虑ADS－B设备的性能时，可假设数据链出现掉包或错包的概率为P.在独立的解码故障情况下，连续出现n次掉包或错包的概率τ为ADS－B设备数据链连续出现n次掉包或错包的概率可以通过大量的数据统计完成，在满足相同CAP概率时能减小侧向间隔.3.3 系统延时误差时间延迟越大，误差也会随之增大.与雷达相比，由于时间延迟的作用，ADS－B 的高更新率（1次／s）最小化了方位误差.通过测量和补偿，时间延迟的标准可以量化为所报告信息中不超过某一特定的时间的最大时间.参考图3，系统延时误差对侧向间隔的影响也可考虑在最坏情况下，通过与航空器速度、转向率等参数计算获得.4 结束语本文用Petri网表示了ADS－B空管监视系统信号处理流程，分析得到ADS监视误差主要由GPS接收机误差、数据链误差和系统延时误差组成，并重点阐述了这些误差对侧向间隔的影响.而间隔标准的确立还要考虑空域结构、导航通信设备性能以及管制员工作负荷等，所以今后的主要工作是建立模型计算危险接近概率，并进行实物验证评估.参考文献［1］Doc 96892 AN／953.Manual on airspace planning met hod2ology for the deter mination of separation minima［S］.Mont real：International Civil Aviation Organization，1998.［2］徐肖豪，李冬宾，李雄.飞行间隔安全评估研究［J］.航空学报，2008（11）：1411－1417.［3］Stastny P.Safety mini ma st udy：review of existing standar ds and practices［EB／OL］.http：／／www.eurocontrol. int／src／gallery／content／public／documents／deliverables／srcdoc1ri.pdf.［4］Inter national Civil Aviation Or ganization.Air traffic management ［S］.fifteenth Edition，International Civil Aviation Organization，2007. ［5］Inter national Civil Aviation Or ganization.Assessment of ADS－B to support air traffic services and guidelines for i mplementation［S］.Inter national Civil Aviation Organization，2006.［6］中国民航局飞行标准司.广播式自动相关监视（ADS－B）在飞行运行中的应用［R］.北京：中国民航局飞行标准司，2008.［7］中国民航局航空安全办公室.人为因素训练手册［S］.北京：中国民航局航空安全办公室，2009.［8］霍志勤.民航管制员素质的模糊综合评估研究［J］.武汉理工大学学报：社会科学版，2005（3）：374－377.。
空管自动化系统
空管自动化系统空管自动化系统是指利用计算机技术和先进的通信、导航、监控和控制设备，对航空交通进行自动化管理和控制的系统。
它主要包括航空交通管理系统（ATM）和航空通信导航监视系统（CNS）两大部分。
航空交通管理系统（ATM）是空管自动化系统的核心部分，它通过集成多种信息源，如雷达、航空公司、机场等，实现对航空交通的全面监控和管理。
ATM系统能够实时监测飞机的位置、速度、航向等信息，并通过自动化的决策和控制功能，确保飞机在空中和地面的安全和高效运行。
航空通信导航监视系统（CNS）是空管自动化系统的另一个重要组成部分。
它包括航空通信、导航和监视三个子系统。
航空通信系统负责飞机与地面的语音和数据通信，包括航空无线电通信、航空电话和数据链等。
航空导航系统通过提供精确的导航信息，帮助飞机准确地飞行到目的地。
航空监视系统则通过使用雷达和卫星技术，对飞机的位置和状态进行实时监视，以确保飞机的安全。
空管自动化系统的优势主要体现在以下几个方面：1. 提高安全性：空管自动化系统能够实时监测飞机的位置和状态，及时发现和处理潜在的安全风险，减少事故的发生。
2. 提高效率：通过自动化的决策和控制功能，空管自动化系统能够优化飞机的航线和起降顺序，减少飞机在空中和地面的等待时间，提高航班的准点率和航空公司的运营效率。
3. 提高容量：空管自动化系统能够实现对航空交通的精细化管理，通过合理的航线规划和飞机间的安全间隔控制，提高空域的容量，增加航班的数量。
4. 提高用户体验：空管自动化系统能够提供准确的飞行信息和服务，帮助飞行员和乘客更好地掌握飞行进程，提高航班的舒适度和准点性。
为了确保空管自动化系统的可靠性和安全性，需要制定一系列的标准和规范。
以下是一些常见的标准：1. 性能标准：空管自动化系统应满足一定的性能指标，如响应时间、数据处理能力、可靠性等。
这些标准可以通过性能测试和验证来评估和验证。
2. 数据标准：空管自动化系统需要使用一致的数据格式和协议，以确保不同子系统之间的数据交换和共享。
《空管监视系统》课件
本课件将介绍空管监视系统的组成、功能、数据处理流程及系统未来发展方 向。空管监视系统为航空安全提供了重要支持，本课件将揭秘它的神秘面纱。
系统介绍
空管监视系统的作用
负责对飞机进行实时监控与跟踪，确保航空交 通的顺畅
空管监视系统的组成
由雷达系统、信号处理系统和数据处理系统组成
系统架构
空管监视系统的硬件配置
3 数据分析能力加强
未来空管监视系统将借助大数据分析技术，加强对飞行数据的处理和分析能力。
数据收集过程
重点在于数据的准确性、实时性和全面性。
数据处理过程
包括数据清洗、管人员使用
帮助空管人员监控航班、制定航路和维护航班安全。
航空公司使用
协调航班，确保航班的准时起降和安全运行。
系统优势
1
数据精度高
实时监控飞机的位置和航迹信息，准确性高，确保航班安全。
2
功能强大
可实现飞行器的实时跟踪、航班计划管理、数据记录、分析、维护等功能
3
适应性好
具有良好的可扩展性和适应性，能够适应不同的空中交通控制需要
系统未来发展方向
1 自动化程度提高
自动控制和智能化技术的应用将大大提高空管系统的安全性和效率。
2 人工智能技术应用
人工智能和数据挖掘技术有望进一步提高飞行管理水平，提高安全性和效率。
包括雷达、天线、控制台等硬件设备
空管监视系统的软件设计
涉及到数据采集、处理、分析和呈现的软件架构
系统功能
1
飞机跟踪功能
提供实时的飞机位置和航迹信息
2
航班管理功能
协调飞行计划，优化飞行路径和航班执照，同时确保航班准时落地
3
数据记录功能
空中交通管制监视技术
空中交通管制监视技术在传统雷达监视技术应用的基础上，已逐步发展出多点相关定位（MLAT或MDS）和广播式自动相关监视（ADS-B）等一系列新监视技术。
1、广播式自动相关监视（ADS-B）广播式自动相关监视（ADS-B）是一种基于全球卫星定位系统（GNSS）和利用空-地、空-空数据链通信完成交通监视和信息传递的空管监视新技术，即航空器通过广播模式的数据链，自动提供由机载导航设备和定位系统生成的数据，包括航空器识别、位置、速度及意向信息。
地面和其他航空器可以接收此数据，并用于各种用途，如在无雷达覆盖区域提供ATC监视、机场场面监视以及未来的空-空监视等应用服务。
国际民航组织（ICAO）将其确定为未来监视技术发展的主要方向，国际航空界正在积极推进该项技术的应用，一些国家已投入实用。
美国已建立了ADS-B数据链的政策：整个美国大约有500多部雷达组网构成系统，负责对空监视。
其中美国国家空域系统（National Airspace System，NAS）是为世界上最大、最复杂同时也是技术最先进的航空管理控制系统。
雷达目前是主要的监视手段，针对终端区机场周围近程的飞行器和气象的监视，针对航路飞行器和气象的远程的监视和跟踪，及场面和跑道上飞行器和车辆的监视。
实现军用和民用、空中和地面、空域和机场的协调。
2、多点相关定位（Multilateration/MLAT或MDS）多点相关定位又称多点相关监视，该技术是依靠先进的计算机处理方法，将各MLAT接收站所收到飞机应答信号的时间上的细微差别（Time Difference of Arrival，TDOA）计算就可以对该架飞机的空间位置进行精确定位。
国际上主要的多点定位监视系统的生产商为ERA公司（原为捷克公司，后被美国收购）、Sensis公司、THALES公司、Rannoch公司和RokeManor公司，这些生产厂商来自美国、英国、法国、加拿大和捷克。
美国ERA公司将产品称为MSS （Multilateration Surveillance System），美国Sensis公司将产品称为MDS （Multilateration Detection System），法国THALES公司将产品称为MLAT （Multilateration）。
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定第一章总则第一条为了加强对民用航空空中交通管制系统通信、导航、监控设备（以下简称设备）的管理，延长设备使用寿命，制定本规定。
第二条设备使用年限指设备投入使用到退役所经历的时间。
第三条本规定适用于民航空管系统各级空管单位通信导航监视设备的运行、管理、维护、维修及保养工作。
第二章设备使用寿命及更新计划第四条设备运行维护和管理单位必须按照《中国民用航空通信导航监视系统运行、维护规程》（以下简称《规程》）、《通信导航监视设备值班管理规定（试行）》等要求，做好设备的运行、维护和管理等有关工作，使设备达到规定的使用年限。
（一） VHF通信设备、HF通信设备、语音通信交换系统、仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无向信标、雷达（包括ssr、psr、smr）、自动化系统、程控交换机和记录仪使用年限不少15年后。
（二）数据通信网的硬件设备使用年限不少于10年，卫星网基带硬件设备使用寿命不低于15年，室外机设备使用寿命不低于12年。
（三）自动转报系统设备的使用年限不少于10年。
第五条在设备达到使用年限之前应提前启动设备更新改造项目，以保证设备能够提供连续可靠的服务。
（一） VHF通信设备、HF通信设备、语音通信交换系统等单点通信设备、仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无向信标等导航设备、雷达、自动化系统、，程控开关、记录仪投入使用后第13年开始更新改造项目。
（二）数据通信网的硬件设备应在投入使用第7年启动更新改造项目；自动转报系统应在投入使用第8年启动更新改造项目；卫星网的基带硬件设备应在投入使用第12年启动更新改造项目，室外单元设备应在投入使用第9年启动更新改造项目。
第六条涉及计算机系统和软件系统的设备（如自动化系统、自动传输系统、语音通信交换系统、数据通信网络、卫星网络控制系统等），在设备达到使用寿命前，应根据业务和功能需要及时升级软件。
空管监视原理与系统
空管监视原理与系统
空管监视原理与系统是指在航空领域中利用特定的技术和系统对飞行器进行实时监视和追踪，以确保飞行器的安全和管理。
下面是关于空管监视原理和系统的一些基本说明：
监视原理：
1.雷达监视：雷达系统通过发射无线电波，并接收波的反射
来检测飞行器的位置和运动。
这种监视方式最早被使用，但它具有一些局限性，包括设备体积庞大、受天气条件和地形阻挡等。
2.自动相关监视(ADS-B)：ADS-B是一种航空通信技术，飞行
器通过ADS-B设备向地面站发送位置及其他相关信息。
地面站之间进行数据交换，实现全球无缝的航空监视。
ADS-B提供更准确和详细的飞行器监视数据，同时具有较低的设备成本和更高的数据更新速度。
监视系统：
1.地面监视系统：地面监视系统由雷达和自动相关监视设备
组成，用于接收和处理飞行器发送的监视数据，并在空管中心的监视显示屏上显示飞行器的位置和其他重要信息。
地面监视系统还包括相关的软件和数据库，用于跟踪飞行器的航班计划，处理飞行器进出区域的授权和许可。
2.飞行器装备系统：飞行器上的设备包括ADS-B和相应的接
收机，用于发送位置和相关信息到地面监视系统。
这些设
备还可以和其他飞行器实现数据交换，增强飞行器间的自我监视和避免碰撞能力。
3.数据链通信系统：数据链通信系统用于在飞行器和地面监
视系统之间传输监视数据，包括ADS-B设备和地面监视系统的数据交换。
这些系统通过无线电波、卫星通信等方式进行数据传输。
空管监视原理与系统在航空领域中起着重要的作用，帮助空中交通管理人员实时监视飞行器的位置和状态，预防和处理空中交通事故，确保航空安全和运行的效率性。
《空管监视系统》课件
利用AI技术辅助管制员进行决策， 提高空中交通管制的科学性和准确 性。
05 空管监视系统的安全与维 护
系统安全策略
物理安全
确保系统设备免受自然灾害和人 为破坏的影响，如地震、火灾、
盗窃等。
数据加密
对传输和存储的数据进行加密， 防止数据被非法获取和篡改。
访问控制
实施严格的身份验证和授权机制 ，限制对系统的访问权限。
提高空中交通效率
通过空管监视系统，空中交通管制员 可以全面了解空中交通状况，合理安 排飞行计划和航路，提高空中交通效 率。
02 空管监视系统的技术原理
雷达技术
雷达技术是空管监视系统中的重要组成部分，用于探测和跟踪飞行器的位置和速度 。
雷达通过发射无线电波并接收反射回来的信号来获取飞行器的位置信息，这些信息 被处理后用于监视和控制飞行器的运行。
雷达技术具有覆盖范围广、精度高等优点，但同时也存在一些局限性，如受天气和 地形影响较大。
通信技术
通信技术是空管监视系统中实 现信息传递的关键技术之一。
通过通信技术，空管中心可以 与飞行器进行实时数据交换， 包括飞行计划、航行指令、气 象信息等。
通信技术要求高可靠性、实时 性和保密性，以确保飞行安全 和防止信息泄露。
数据压缩技术
采用高效的数据压缩算法 ，减少数据传输量和存储 需求，提高数据处理速度 。
数据安全保障
加强数据加密和安全传输 措施，确保监视数据的安 全性和保密性。
AI在空管监视系统中的应用
自动目标识别
利用AI算法自动识别和跟踪航空 器，减轻管制员的工作负担，提
高监视效率。
智能告警系统
基于AI算法实现实时告警和预警功 能，及时发现潜在的安全隐患。
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定
民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT民航空管系统通信导航监视设备使用管理规定第一章总则第一条为加强民航空管系统通信导航监视设备（以下简称“设备”）的管理，延长设备的使用年限，特制订本规定。
第二条设备使用年限指设备投入使用到退役所经历的时间。
第三条本规定适用于民航空管系统各级空管单位通信导航监视设备的运行、管理、维护、维修及保养工作。
第二章设备使用年限及更新计划第四条设备运行维护和管理单位必须按照《中国民用航空通信导航监视系统运行、维护规程》（以下简称《规程》）、《通信导航监视设备值班管理规定（试行）》等要求，做好设备的运行、维护和管理等有关工作，使设备达到规定的使用年限。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统、仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标、雷达（包括SSR、PSR、SMR）、自动化系统、程控交换机和记录仪使用年限不少于15年。
（二）数据通信网的硬件设备使用年限不少于10年，卫星网的基带硬件设备使用年限不少于15年，室外单元设备使用年限不少于12年。
（三）自动转报系统设备的使用年限不少于10年。
第五条在设备达到使用年限之前应提前启动设备更新改造项目，以保证设备能够提供连续可靠的服务。
（一）甚高频通信设备、高频通信设备、语音通信交换系统等单点通信设备，仪表着陆系统、全向信标、测距设备、无方向性信标等导航设备，雷达、自动化系统、程控交换机和记录仪应在投入使用第13年启动更新改造项目。
（二）数据通信网的硬件设备应在投入使用第7年启动更新改造项目；自动转报系统应在投入使用第8年启动更新改造项目；卫星网的基带硬件设备应在投入使用第12年启动更新改造项目，室外单元设备应在投入使用第9年启动更新改造项目。
第六条涉及计算机系统和软件系统的设备（如自动化系统、自动转报系统、语音通信交换系统、数据通信网和卫星网网控系统等），在设备达到使用年限之前，应根据业务和功能需要及时进行软件升级。
基于ADS-B空管监视系统的设计与实现
作者签名：
导师签名： 日期： 年 月 日
摘要
摘要
近年来，我国国民经济水平高速发展，民航定期航班周转量已居世界前茅。 在国际民航组织中，我国已成为航空运输大国。空中交通流量的持续增长，对空 中交通管理系统不断提出更高要求。我国的空管系统大多基于传统的空管雷达技 术，尽管空管雷达在性能、功能和可靠性方面已发展得相当成熟，但亦存在缺点， 其费用开销高昂、部署维护困难、对运行环境的要求高，诸多的局限，使得空管 雷达已越来越难以满足空管现代化发展的需要。从技术上，ADS-B（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast，即广播式自动相关监视）较空管雷达更具优势， 监视范围更广、性能更高、部署更方便、造价更低廉、特别是为不宜建设空管雷 达的区域提供了空管监视解决方案。从发展趋势看，国际民航组织已将 ADS-B 确 定为未来空管监视技术发展的主要方向，并在积极促进该技术的推广应用。从国 际现实看，欧美各国争先发展 ADS-B 空管技术的应用，已取得显著的成效，而 ADS-B 在我国的发展起步虽早，但发展缓慢，依然处于概念和试验阶段。基于以 上原因，对 ADS-B 技术在空管监视系统中的应用探索和实践具有十分重要的研究 价值和现实意义，随着我国低空空域的加快开放，该课题的意义将更加明显。
II
目录
目录
第一章 绪论 .................................................................................................................... 1 1.1 课题的研究背景和研究意义 ................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状分析 ............................................................................................... 2 1.3 研究目标和主要研究内容 ....................................................................................... 4 1.4 论文的章节安排 ....................................................................................................... 6 第二章 空管监视系统相关的理论和技术 .................................................................... 7 2.1 自动相关监视技术在空管监视系统中的应用综述 ............................................... 7 2.2 地理信息系统技术在地图显示和管理中的应用综述 ........................................... 8 2.3 简单网络管理协议在系统监控中的应用综述 ....................................................... 9 2.4 Qt 开发框架综述 ....................................................................................................... 9 2.5 数据库在系统开发中的应用综述 ......................................................................... 10 2.6 本章小结 ................................................................................................................. 10 第三章 空管监视系统的需求分析 ...............................................................................11 3.1 系统概述 ..................................................................................................................11 3.2 系统功能需求分析 ..................................................................................................11 3.3 系统性能需求分析 ................................................................................................. 14 3.4 系统运行环境需求分析 ......................................................................................... 15 3.5 本章小结 ................................................................................................................. 16 第四章 空管监视系统的设计 ...................................................................................... 17 4.1 系统总体设计 ......................................................................................................... 17 4.2 ADS-B 信号接收和处理模块设计 ......................................................................... 17
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现代空中交通管理
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5.4.1 中国民航的ADS系统
新航行系统在海洋飞行区域、内陆飞行区域都定义 了一系列的管制服务程序，如侧向超越、分段爬升、 航路汇聚点导航等。这些管制服务程序的实现是基 于高性能的飞行监视能力和飞行导航能力。在海洋、 内陆荒漠等雷达未覆盖区域，ADS是唯一的监视手 段；在终端区和机场，ADS是SSR有效的补充监视 手段
现代空中交通管理
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5.4.2 军机自动相关监视系统
欧洲及北约意识到美军机已经装备了8.33-KHz 甚高频数据链和Mode S监视系统，军方各个部门也开始急于升级自己的战斗机 欧洲军事专家指出，欧洲航管部门希望到2009年在FL285上使用 CPDLC数据链系统，到2014年之前在各种民航客机上使用这种数据链 系统，出于安全和操作方便等方面的考虑，也将会在一些军事飞机上 装备CPDLC数据链系统 欧洲已在FL245-FL195战斗机上装备了8.33KHz甚高频数据链。2007年 开始在FL195以上的飞机上安装。目前，他们正在审议一项议案，该 议案希望在2009年3月之前完成FL195及以上系列的飞机的改装 总的说来，世界各国在对军机的升级上面广泛使用了民航系统正在使 用的导航、通信和监视手段，发展全球范围内的ATC网络解决通信问 题，并用ADS对军机进行监视
X . 25
X . 25
NIR
数据链网关 －航空公 现代空中交通管理 司 －AT C
E thernet T C P / IP NMDP S
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5.4.1 中国民航的ADS系统
ADS在L888航线上的应用
中国民航总局空中交通管 理局在1998年启动了西部 CNS/ATM航路工程建设 项目
采用了新的导航、监视和 通信的手段：卫星导航和 惯性导航相结合的自主导 航系统，以地空数据链通 信为基础的ADS和 CPDLC技术
在海洋和其他不能建立地面站的区域，ADS系统采 用延时较大的卫星数据链；在其他区域，甚高频数 据链延时较小，更适用于ATM系统。中国具有广阔 的内陆空域，基于甚高频数据链的ADS系统是中国 民航首选的ADS系统。中国民航的甚高频地空数据 网已经正式开通运行，实现了主要航路的7000米覆 盖
现代空中交通管理
现代空中交通管理
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5.4 监视技术空管应用
5.4.1 中国民航的ADS系统 5.4.2 军机自动相关监视系统 5.4.3 国外应用ADS-B情况 5.4.4 我国应用ADS-B情况
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5.4 监视技术空管应用
5.4.1 中国民航的ADS系统 5.4.2 军机自动相关监视系统 5.4.3 国外应用ADS-B情况 5.4.4 我国应用ADS-B情况
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第五章 空管监视系统
5.1 空管监视技术概述 5.2 雷达监视系统 5.3 广播式自动相关监视（ADS-B）系统 5.4 多点定位监视（MLAT）系统 5.5 监视技术空管应用 5.6 总结与展望
现代空中交通管理
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第五章 空管监视系统
5.1 空管监视技术概述 5.2 雷达监视系统 5.3 广播式自动相关监视（ADS-B）系统 5.4 多点定位监视（MLAT）系统 5.5 监视技术空管应用 5.6 总结与展望
现代空中交通管理
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5.4.1 中国民航的ADS系统
组成部分说明
用户子系统主要分为AOC和ATC。通过用户子系统的终端，地面 管制员、签派员可以直接看到与之相关的飞机数据。用户子系统 通过数据链网关提供的信息服务，实现下行链路数据的分发与处 理，并可由地面向飞行机组发送修改的飞行计划、各类应急指令 以及飞行气象报等信息，实现用户与飞行机组的上行链路数据通 信
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5.4.2 军机自动相关监视系统
美国正在积极在NAS、ATLANTIC、EUROPE和PACFIC等地区应用 CNS/ATM系统，以适应其全球化作战。具体实施情况如图所示：
现代空中交通管理
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5.4.2 军机自动相关监视系统
美国军方在军机上加装Mode S监视系统的计划将面向大多数12570磅 或者更重的现代固定翼飞机，它们拥有数字驾驶舱并且有多于19个坐 席的机舱。但是尚未将Mode S加装于战斗机上。为安全起见，除了很 少在欧洲领空飞行的飞机都将装备Mode S数据链系统，借此来达到军 机之间的通信，地面站导航和场面监视（CNS / ATM）的要求。
2002年6月——2006年6月 2002年9月——2006年6月 2003年1月——2006年6月 2006年6月——2006年12月 制定ADS-B地-空应用的间隔标准 为ADS-B制定商业案例 制定并验证ADS-B地-空应用的需求 安装并认证具有ADS-B功能和服务的设备， 并培训设备管理人员
远端地面站（RGS）是甚高频数据链系统的地面节点，用于飞机 与地面数据通信网的连接，并可实现地面数据通信网节点间数据 通信。远端地面站主要包括：VHF收发电台、单板计算机、对空 数据调制解调器、集成控制单元、与地面网相连的路由器、与地 面网相连的调制解调器、GPS授时单元以及天线、UPS电源单元和 相应的系统软件。RGS站通过VHF接收机接收来自飞机的数据， RGS工作在半双工方式，使用2400bps的数据传输速率，MSK调制 方式发射或接收数据，采用CSMA协议
现代空中交通Leabharlann 理2008年1月——现今5.4 监视技术空管应用
5.4.1 中国民航的ADS系统 5.4.2 军机自动相关监视系统 5.4.3 国外应用ADS-B情况 5.4.4 我国应用ADS-B情况
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5.4.4 我国应用ADS-B情况
ADS-B国内实验情况 中国民航飞行学院分别于2005年7月11日至14日和11 月2日，在四川广汉完成两架西门诺尔飞机加装ADS-B机 载设备和地面基站的两次验证与试飞。试验采用美国 ADS-B科技公司研制的基于UAT的ADS-B航空管制系统， 美国Garmin公司的GDL-90作为机载收发机，以及 Sensis公司的地面站设备 2006年5月至2007年1月，学院实施ADS-B建设阶段， 已完成六种机型共108架飞机的机载设备加装、5个地面 基站的建设以及基站间的网络连接工作
网络管理与数据处理系统（NMDPS）是甚高频地空数据网的中心 处理系统，它由高性能的服务器和一定数量的计算机组成，采用 以太局域网结构和工业标准的TCP/IP网络协议。该子网与外部网 络的通信采用X.25通信协议，并与全国范围的RGS站LAN构成一 个计算机广域网（WAN）。NMDPS的主要功能包括：RGS站的 控制和监测、信息的处理、信息的寻址及路由选择、RF信道的分 配、系统的管理、定期报告和警告、日志和记帐、系统定时、系 统配置参数的设定、输入输出通信、通信管理
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5.4 监视技术空管应用
5.4.1 中国民航的ADS系统 5.4.2 军机自动相关监视系统 5.4.3 国外应用ADS-B情况 5.4.4 我国应用ADS-B情况
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5.4.3 国外应用ADS-B情况
美国 —从1992 年就开始在芝加哥的 O’Hare 机场开展ADS-B 技术的早期应用 研究。
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5.4.1 中国民航的ADS系统
组成部分说明
地面数据通信网作为甚高频地空数据通信系统的地面数据传输网 络，为其提供地面通信线路，可准确、快速地实现网络上任意两 点之间报文数据的传输与交换。它应满足一定的网络协议和接口 标准，以求达到开放系统互联的要求。目前，中国民航的基于甚 高频地空数据链的地面数据传输网络采用民航的X.25分组交换网
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5.4.3 国外应用ADS-B情况
美国执行ADS-B与NextGen（下一代空中交通运输系统） 结合的发展策略，更好的为民航监视系统服务
美国 未来 发展 ADSB计划
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5.4.3 国外应用ADS-B情况
欧洲全境有较好的雷达覆盖，因此目前欧洲主要考虑在机 场场面监视中应用ADS-B系统
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5.4 监视技术空管应用
5.4.1 中国民航的ADS系统 5.4.2 军机自动相关监视系统 5.4.3 国外应用ADS-B情况 5.4.4 我国应用ADS-B情况
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5.4.2 军机自动相关监视系统
美国军方认为：现在的空域结构和全球空中交通管理体制正在发生着 巨大的变化，表现之一是全球范围内空域的密度正在加大，不断增加 的旅客和航班数量将会迫使美空军先前制定的空中交通管理系统不再 能够有足够的工作能力处理不断增大的交通流量 空中交通日益繁忙，安全因素是一个必须考虑的问题，不断增加的流 量将会使每年发生事故的概率不断增加。比如在克罗地亚发生过美军 军机和民航客机相撞的事故；在亚利桑那发生过C-10运输机坠毁的事 故，在过去的五年内，美国境内发生的军机和民航空难已经夺去了将 近2000人的生命 到2008年初为止，美国在军机和民航客机升级数据链系统方面已经作 出了巨大的努力，并且取得了卓越的成效。美国罗克韦尔柯林斯公司 已升级配置了51架飞机的导航和监视系统，根据合同将再配置多于89 架的飞机，估计该公司多达411架飞机最终也将得到升级
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5.4.4 我国应用ADS-B情况
欧洲 — ADS-B技术的发源地
美国联邦航空局（FAA） — “NextGen”
澳大利亚 — “高空空域计划（UAP）” 欧盟 — “伽利略”计划 欧洲空中导航安全组织 —“SESAR”
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5.4.3 国外应用ADS-B情况
美国执行ADS-B与NextGen（下一代空中交通运输系统） 结合的发展策略，更好的为民航监视系统服务