新航行系统简介

1.1.4 新航行系统
概念的由来
1983年，ICAO提出FANS(Future 1983年，ICAO提出FANS(Future Air Navigation System)； System)； 1988年 1988年5月FANS第四次会议，建议采纳主要 FANS第四次会议，建议采纳主要 基于卫星技术的全球新CNS/ATM系统，即 基于卫星技术的全球新CNS/ATM系统，即 FANS系统； FANS系统； 1990年成立FANS-II委员会，负责制定FANS 1990年成立FANS-II委员会，负责制定FANS 系统的实施计划和过渡安排； 1991年FANS的概念和基本方案在ICAO第十 1991年FANS的概念和基本方案在ICAO第十 次航行会议上通过，并于1992年10月得到 次航行会议上通过，并于1992年10月得到 ICAO第29届大会批准； ICAO第29届大会批准； 1993年FANS/II委员会完成历史使命，转入 1993年FANS/II委员会完成历史使命，转入 实施阶段，同时改称为CNS/ATM系统，简称 实施阶段，同时改称为CNS/ATM系统，简称 新航行系统
3 、2006～2010年，现行系统向CNS/ATM过渡 2006～2010年，现行系统向CNS/ATM过渡
① 采用新航行系统的标准和规范，逐步更 采用新航行系统的标准和规范， 新通信、导航和监视设施。 新通信、导航和监视设施。 ② 建立区域导航和所需导航性能、所需通 建立区域导航和所需导航性能、 信性能环境， 应用星基设施和技术， 信性能环境 ， 应用星基设施和技术 ， 逐 步采用新航行系统航路和空域运作。 步采用新航行系统航路和空域运作。 ③ 完善和健全新航行系统各子系统的建设 和集成。 和集成。 ④ 逐步走上规划、建设、服务和用户相 互协调和共同发展的良性循环轨道。
十、我国CNS/ATM系统的发展 十、我国CNS/ATM系统的发展
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思考题：
1、当前航行系统有哪些缺点？ 2、新航行系统是什么？ 3、新航行系统的实施方案怎样？ 4、ATM包括哪些内容？ ATM包括哪些内容？
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现行航行系统
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四、新航行系统的特点
(一)系统特点
1、新航行系统是一个完整的系统 2、新航行系统是一个全球一体化的系统 3、新航行系统是一个以滚动方式发展的系 统
设备的使用、选择转变到制定所需性能标 准（RNP、RCP、RMP、RATMP） 准（RNP、RCP、RMP、RATMP）
(二)技术方面的特点
卫星技术 + 数据链 + 计算机网 络 + 自动化
三、新航行系统的实施方案
(一)通信系统
关键在于双向数据传输。 关键在于双向数据传输。
传输途径：
VHF数据链(话音) VHF数据链(话音) 航空移动卫星数据链 二次监视雷达S 二次监视雷达S模式数据链 HF数据链(话音) HF数据链(话音)
连接：航空电信网(ATN) 航空电信网(ATN)
(二)导航系统
2 、2001～2005年，改造空管系统阶段 2001～2005年，改造空管系统阶段
① 建立ADS/GNSS航路。 建立ADS/GNSS航路。 ② 采用RNP/RNAV概念进行空管系统的规划和建 采用RNP/RNAV概念进行空管系统的规划和建 设。 ③ 建立航空GES站和航空卫星移动通信系统。 建立航空GES站和航空卫星移动通信系统。 ④ 建立我国航空电信网（ATN）。 建立我国航空电信网（ATN） ⑤ 制定我国新航行系统建设和运行的认证许可和 审定制度。 审定制度。 ⑥ 建立空域结构优化管理和计算机设计系统。 建立空域结构优化管理和计算机设计系统。 ⑦ 建立全国流量管理及运行系统。
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一九八三年
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ATM
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区域导航(RNAV)： 区域导航(RNAV)：
区域导航是一种导航方法，允许 飞机在台基导航设备的基准台覆盖 飞机在台基导航设备的基准台覆盖 范围内或在自主导航设备能力限度 范围内或在自主导航设备能力限度 内或者两者配合下按如何希望的飞 内或者两者配合下按如何希望的飞 行路径运行。 VOR/DME、 VOR/DME、GPS INS/IRS
仪表着陆系统 微波着陆系统
(三)监视系统
人工相关监视(话音报告位置) 人工相关监视(话音报告位置) 雷达监视(雷达显示器监测飞机位置) 雷达监视(雷达显示器监测飞机位置)
•当前航行系统存在的缺点
1、精度低，可靠性差； 2、全球难以以统一方式运作； 3、通信采用话音而缺少空地数字数据交换 系统： (1)传输速度慢 (1)传输速度慢 (2)多信宿的限制 (2)多信宿的限制 (3)易出错 (3)易出错 (4)业务种类的限制 (4)业务种类的限制 4、现行的CNS难以适应飞机架次及流量的 、现行的CNS难以适应飞机架次及流量的 增加
1.1 空中交通服务系统 的结构及服务区域
1.1.1 空中交通服务系统的结构
空中交通管理系统 通信系统 导航系统 监视系统 气象系统 航行情报系统
1.1.2 空中交通服务系统 的服务区域
民航空管系统分为 总局空管局 地区空管局 航站空管部门 飞行情报区 高空管制区 中低空管制区 终端区 机场塔台管制区
(三)监视系统
A/C模式或S模式的二次雷达(SSR)用作终 A/C模式或S模式的二次雷达(SSR)用作终 端区和高交通密度陆地空域的监视； 自动相关监视(ADS)用在其他空域，最终 自动相关监视(ADS)用在其他空域，最终 将普遍使用自动相关监视，并且可以和 二次雷达重叠使用。
(四)空中交通管理(ATM) 空中交通管理(ATM)
实施政策: 实施政策:
采用全球一体化的空地和地地网络通信系统， 提供基本低速数据到高速数据以及话音的多功 能能力； 采用全球导航卫星系统 GNSS，逐步要求飞机 GNSS，逐步要求飞机 在一定空域内具备 RNP 能力； 采用自动相关监视技术，利用空地数据和仿真 雷达技术或作为备份； 灵活有效地利用空域，增强飞行安全和预测性， 增大空中交通流量，减少航班延误。
1.1.3 现行航行系统的状 况及存在的弊端
一、现行航行系统情况 一、现行航行系统情况
(一)通信系统(地空通信系统) 通信系统(地空通信系统) VHF(甚高频) VHF(甚高频)话音通信 HF(高频) HF(高频)话音通信
低速数据通信
(二)导航系统
航路导航系统 NDB(无方向信标系统) NDB(无方向信标系统) VOR/DME(全向信标系统/测距仪系统) VOR/DME(全向信标系统/测距仪系统) INS/IRS(惯性导航系统/惯性基准系统) INS/IRS(惯性导航系统/惯性基准系统) GPS(全球定位系统) GPS(全球定位系统) 终端导航系统 NDB、VOR/DME、ILS、MLS、 NDB、VOR/DME、ILS、MLS、GPS
1、空中交通流量管理(ATFM) 、空中交通流量管理(ATFM) 2、空域管理(ASM) 、空域管理(ASM) 3、空中交通服务(ATS) 、空中交通服务(ATS)
(1)空中交通管制ATC (1)空中交通管制ATC (2)航行情报服务FIS (2)航行情报服务FIS (3)告警服务AL (3)告警服务AL
2、先易后难
新系统先在对陆基设备影响小的地方或环 境实现应用，那些对陆基系统产生较大影响的 场合迟后慎重解决
五、新航行系统的实施措施
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六、新航行系统的优点
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七、新航行系统对空管体系的变革 1、陆基航行系统向星基航行系统转变
通信：AMSS；导航：GNSS 通信：AMSS；导航：GNSS
技术政策: 技术政策:
确立了以卫星为基础的通信系统和确定 了VHF数据链通信网络的技术政策； VHF数据链通信网络的技术政策； 确立了采用和发展 GNSS 的技术政策， 包括逐步发展 WAAS 广域增强系统和引 入RNP概念； RNP概念； 确立了境内航路和越洋航路上ADS工程 确立了境内航路和越洋航路上ADS工程 实施的技术政策； 确立了自动化和系统集成研究方向，并 制定了新的ATS程序。 制定了新的ATS程序。
九、我国对CNS/ATM的实施简介 九、我国对CNS/ATM的实施简介
1 、 1996～2000年，规划及初始试验阶段 1996～2000年，规划及初始试验阶段
① 分阶段建立和逐步完善全国数据通信网络。 分阶段建立和逐步完善全国数据通信网络。 ② 利用现有卫星导航系统，在我国东北和西北航路进行 利用现有卫星导航系统， ADS/GNSS试验工程。 ADS/GNSS试验工程。 ③ 制定相关新航行系统的技术规范、标准、程序，加强 制定相关新航行系统的技术规范、标准、程序， 人员培训， 人员培训 ， 使系统软件逐步达到新航行系统初始运行 的条件。 的条件。 ④ 研究和论证在我国建立航空卫星移动系统的可行性和 前期工程。 前期工程。 ⑤ 开发和建立我国航路卫星导航初始监视监测系统。 开发和建立我国航路卫星导航初始监视监测系统。 ⑥ 在中、小型机场进行DGNSS非精密进近和着陆的试验 在中、小型机场进行DGNSS非精密进近和着陆的试验 工程。
逐步引入区域导航(RNAV)能力，并使其 逐步引入区域导航(RNAV)能力，并使其 符合所需导航性能(RNP)； 符合所需导航性能(RNP)； 全球卫星导航系统(GNSS)将提供全球覆 全球卫星导航系统(GNSS)将提供全球覆 盖，作飞机航路导航和非精密进近； NDB、VOR和DME逐渐退出； NDB、VOR和DME逐渐退出； 惯性导航保留并发展，发展组合导航； 采用差分技术实现精密进近。 采用差分技术实现精密进近。
卫星技术和数据处理技术从根本上克 服了陆基航行系统固有的而又无法解决 的一些缺陷，如覆盖能力有限，信号质 量差等。计算机应用和自动化技术是实 现信息处理快捷、精确，减轻人员工作 负荷的重要手段。
(三)实施方面的特点
1、先辅后主
初期，新系统在运行中起辅助作用，即在 功能上发挥补充能力作用。后期，除少部分优 秀的现行系统作新系统的备份外，新系统成为 空中交通管理的主角
新航行系统：
是一个以星基为主的全球通信、导航、 监视加上自动化的空中交通管理的系统。 从新技术上利用上说，主要是卫星 技术＋数据链技术＋计算机网络技术的 应用。 全球CNS系统的关键问题是 全球CNS系统的关键问题是卫星应 用问题，ATM系统的关键问题是数据化、 问题，ATM系统的关键问题是数据化、 计算机处理及联网问题。
2、国家空管系统向全球一体化空管体 系转变 3、空中交通管制向自动化方式转变
八、新航行系统的发展
1983年 ICAO提出FANS的概念； 1983年，ICAO提出FANS的概念； 1993～2000年 1993～2000年，新旧系统并存； 2000 ～2005年，新航行系统广泛使 2005年 用； 2005 ～2010年，旧系统退出使用； 2010年 2010年后，新航行系统成为唯一的 2010年后，新航行系统成为唯一的 系统。
绪论
飞机如何实现飞行？ 飞机如何实现飞行？
机组人员的操纵 机组人员的操纵 地面的维护、监控、指挥 地面的维护、监控、指挥
完成飞行使用的设施？ 完成飞行使用的设施？
通信设施(Communication) 通信设施(Communication) 导航设施(Navigation) 导航设施(Navigation) 监视设施(Surveillance) 监视设施(Surveillance)
新航行系统的组成： 新航行系统的组成：
通信(C) 通信(C) 导航(N) 导航(N) 监视(S) 监视(S) 空中交通管理(ATM) 空中交通管理(ATM) 其中CNS是硬件，ATM是软件 其中CNS是硬件，ATM是软件
ຫໍສະໝຸດ Baidu
新航行系统的目的
－－安全、容量、效率、效益
利用新技术适应未来航行的需要，提高系统容量； 覆盖海洋、边远地区和高高度，实现全球无缝隙的覆 盖； 采用数字式数据交换，改善质量，提高空管自动化水 平，促进航空安全； 提高空管的灵活性，从程序管制过渡到雷达和ADS监 提高空管的灵活性，从程序管制过渡到雷达和ADS监 视下管制，使空域的利用动态化； 扩展监视的作用，在保证安全的前提下缩小飞行间隔， 提高空域的利用率； 提高精密定位能力，增大飞行的自由度，逐步实现自 由飞行； 适应全球航行的需要。