通信導(dǎo)航監(jiān)視系統(tǒng)-緒論

1、 緒論飛機(jī)如何實(shí)現(xiàn)飛行？ 機(jī)組人員的操縱 地面的維護(hù)、監(jiān)控、指揮完成飛行使用的設(shè)施？ 通信設(shè)施(Communication) 導(dǎo)航設(shè)施(Navigation) 監(jiān)視設(shè)施(Surveillance)1.1 空中交通服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及服務(wù)區(qū)域 1.1.1 空中交通服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 空中交通管理系統(tǒng) 通信系統(tǒng) 導(dǎo)航系統(tǒng) 監(jiān)視系統(tǒng) 氣象系統(tǒng) 航行情報(bào)系統(tǒng)1.1.2 空中交通服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域民航空管系統(tǒng)分為 總局空管局 地區(qū)空管局 航站空管部門飛行情報(bào)區(qū)高空管制區(qū)中低空管制區(qū)終端區(qū)機(jī)場塔臺管制區(qū) 1.1.3 現(xiàn)行航行系統(tǒng)的狀況及存在的弊端 一、現(xiàn)行航行系統(tǒng)情況(一)通信系統(tǒng)(地空通信系統(tǒng))VHF(甚高頻)

2、話音通信HF(高頻)話音通信低速數(shù)據(jù)通信(二)導(dǎo)航系統(tǒng)航路導(dǎo)航系統(tǒng) NDB(無方向信標(biāo)系統(tǒng)) VOR/DME(全向信標(biāo)系統(tǒng)/測距儀系統(tǒng)) INS/IRS(慣性導(dǎo)航系統(tǒng)/慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)) GPS(全球定位系統(tǒng))終端導(dǎo)航系統(tǒng) NDB、VOR/DME、ILS、MLS、GPS微波著陸系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)(三)監(jiān)視系統(tǒng) 人工相關(guān)監(jiān)視(話音報(bào)告位置) 雷達(dá)監(jiān)視(雷達(dá)顯示器監(jiān)測飛機(jī)位置)當(dāng)前航行系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)1、精度低，可靠性差；2、全球難以以統(tǒng)一方式運(yùn)作；3、通信采用話音而缺少空地?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換系統(tǒng)： (1)傳輸速度慢 (2)多信宿的限制 (3)易出錯(cuò) (4)業(yè)務(wù)種類的限制4、現(xiàn)行的CNS難以適應(yīng)飛機(jī)架次及流量的

3、增加 1.1.4 新航行系統(tǒng)概念的由來 1983年，ICAO提出FANS(Future Air Navigation System)； 1988年5月FANS第四次會議，建議采納主要基于衛(wèi)星技術(shù)的全球新CNS/ATM系統(tǒng)，即FANS系統(tǒng)； 1990年成立FANS-II委員會，負(fù)責(zé)制定FANS系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃和過渡安排； 1991年FANS的概念和基本方案在ICAO第十次航行會議上通過，并于1992年10月得到ICAO第29屆大會批準(zhǔn)； 1993年FANS/II委員會完成歷史使命，轉(zhuǎn)入實(shí)施階段，同時(shí)改稱為CNS/ATM系統(tǒng)，簡稱新航行系統(tǒng) 新航行系統(tǒng)： 是一個(gè)以星基為主的全球通信、導(dǎo)航、監(jiān)視加上自

4、動化的空中交通管理的系統(tǒng)。 從新技術(shù)上利用上說，主要是衛(wèi)星技術(shù)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。 全球CNS系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是衛(wèi)星應(yīng)用問題，ATM系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是數(shù)據(jù)化、計(jì)算機(jī)處理及聯(lián)網(wǎng)問題。新航行系統(tǒng)的組成：通信(C)導(dǎo)航(N)監(jiān)視(S)空中交通管理(ATM) 其中CNS是硬件，ATM是軟件新航行系統(tǒng)的目的安全、容量、效率、效益利用新技術(shù)適應(yīng)未來航行的需要，提高系統(tǒng)容量；覆蓋海洋、邊遠(yuǎn)地區(qū)和高高度，實(shí)現(xiàn)全球無縫隙的覆蓋；采用數(shù)字式數(shù)據(jù)交換，改善質(zhì)量，提高空管自動化水平，促進(jìn)航空安全；提高空管的靈活性，從程序管制過渡到雷達(dá)和ADS監(jiān)視下管制，使空域的利用動態(tài)化；擴(kuò)展監(jiān)視的作用，在保證安全的前提下縮

5、小飛行間隔，提高空域的利用率；提高精密定位能力，增大飛行的自由度，逐步實(shí)現(xiàn)自由飛行；適應(yīng)全球航行的需要。三、新航行系統(tǒng)的實(shí)施方案(一)通信系統(tǒng) 關(guān)鍵在于雙向數(shù)據(jù)傳輸。 傳輸途徑： VHF數(shù)據(jù)鏈(話音) 航空移動衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈 二次監(jiān)視雷達(dá)S模式數(shù)據(jù)鏈 HF數(shù)據(jù)鏈(話音) 連接：航空電信網(wǎng)(ATN)(二)導(dǎo)航系統(tǒng)逐步引入?yún)^(qū)域?qū)Ш?RNAV)能力，并使其符合所需導(dǎo)航性能(RNP)；全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)將提供全球覆蓋，作飛機(jī)航路導(dǎo)航和非精密進(jìn)近；NDB、VOR和DME逐漸退出；慣性導(dǎo)航保留并發(fā)展，發(fā)展組合導(dǎo)航；采用差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)精密進(jìn)近。(三)監(jiān)視系統(tǒng)A/C模式或S模式的二次雷達(dá)(SSR)用作終端

6、區(qū)和高交通密度陸地空域的監(jiān)視；自動相關(guān)監(jiān)視(ADS)用在其他空域，最終將普遍使用自動相關(guān)監(jiān)視，并且可以和二次雷達(dá)重疊使用。(四)空中交通管理(ATM) 1、空中交通流量管理(ATFM) 2、空域管理(ASM) 3、空中交通服務(wù)(ATS) (1)空中交通管制ATC (2)航行情報(bào)服務(wù)FIS (3)告警服務(wù)AL四、新航行系統(tǒng)的特點(diǎn)(一)系統(tǒng)特點(diǎn)1、新航行系統(tǒng)是一個(gè)完整的系統(tǒng)2、新航行系統(tǒng)是一個(gè)全球一體化的系統(tǒng)3、新航行系統(tǒng)是一個(gè)以滾動方式發(fā)展的系統(tǒng) 設(shè)備的使用、選擇轉(zhuǎn)變到制定所需性能標(biāo)準(zhǔn)（RNP、RCP、RMP、RATMP）(二)技術(shù)方面的特點(diǎn) 衛(wèi)星技術(shù) + 數(shù)據(jù)鏈 + 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) + 自動化 衛(wèi)

7、星技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)從根本上克服了陸基航行系統(tǒng)固有的而又無法解決的一些缺陷，如覆蓋能力有限，信號質(zhì)量差等。計(jì)算機(jī)應(yīng)用和自動化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息處理快捷、精確，減輕人員工作負(fù)荷的重要手段。(三)實(shí)施方面的特點(diǎn)1、先輔后主 初期，新系統(tǒng)在運(yùn)行中起輔助作用，即在功能上發(fā)揮補(bǔ)充能力作用。后期，除少部分優(yōu)秀的現(xiàn)行系統(tǒng)作新系統(tǒng)的備份外，新系統(tǒng)成為空中交通管理的主角 2、先易后難 新系統(tǒng)先在對陸基設(shè)備影響小的地方或環(huán)境實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，那些對陸基系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響的場合遲后慎重解決 五、新航行系統(tǒng)的實(shí)施措施123123六、新航行系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1234七、新航行系統(tǒng)對空管體系的變革 1、陸基航行系統(tǒng)向星基航行系統(tǒng)轉(zhuǎn)變 通信：A

8、MSS；導(dǎo)航：GNSS 2、國家空管系統(tǒng)向全球一體化空管體系轉(zhuǎn)變 3、空中交通管制向自動化方式轉(zhuǎn)變 八、新航行系統(tǒng)的發(fā)展1983年，ICAO提出FANS的概念；19932000年，新舊系統(tǒng)并存；2000 2005年，新航行系統(tǒng)廣泛使用；2005 2010年，舊系統(tǒng)退出使用；2010年后，新航行系統(tǒng)成為唯一的系統(tǒng)。九、我國對CNS/ATM的實(shí)施簡介1 、 19962000年，規(guī)劃及初始試驗(yàn)階段 分階段建立和逐步完善全國數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。 利用現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在我國東北和西北航路進(jìn)行ADS/GNSS試驗(yàn)工程。 制定相關(guān)新航行系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、程序，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，使系統(tǒng)軟件逐步達(dá)到新航行系統(tǒng)初始運(yùn)

9、行的條件。 研究和論證在我國建立航空衛(wèi)星移動系統(tǒng)的可行性和前期工程。 開發(fā)和建立我國航路衛(wèi)星導(dǎo)航初始監(jiān)視監(jiān)測系統(tǒng)。 在中、小型機(jī)場進(jìn)行DGNSS非精密進(jìn)近和著陸的試驗(yàn)工程。 2 、20012005年，改造空管系統(tǒng)階段 建立ADS/GNSS航路。 采用RNP/RNAV概念進(jìn)行空管系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)。 建立航空GES站和航空衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。 建立我國航空電信網(wǎng)（ATN）。 制定我國新航行系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的認(rèn)證許可和審定制度。 建立空域結(jié)構(gòu)優(yōu)化管理和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 建立全國流量管理及運(yùn)行系統(tǒng)。 3 、20062010年，現(xiàn)行系統(tǒng)向CNS/ATM過渡 采用新航行系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，逐步更新通信、導(dǎo)航和監(jiān)

10、視設(shè)施。 建立區(qū)域?qū)Ш胶退鑼?dǎo)航性能、所需通信性能環(huán)境，應(yīng)用星基設(shè)施和技術(shù)，逐步采用新航行系統(tǒng)航路和空域運(yùn)作。 完善和健全新航行系統(tǒng)各子系統(tǒng)的建設(shè)和集成。 逐步走上規(guī)劃、建設(shè)、服務(wù)和用戶相互協(xié)調(diào)和共同發(fā)展的良性循環(huán)軌道。 實(shí)施政策:采用全球一體化的空地和地地網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，提供基本低速數(shù)據(jù)到高速數(shù)據(jù)以及話音的多功能能力；采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS，逐步要求飛機(jī)在一定空域內(nèi)具備RNP能力；采用自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)，利用空地?cái)?shù)據(jù)和仿真雷達(dá)技術(shù)或作為備份；靈活有效地利用空域，增強(qiáng)飛行安全和預(yù)測性，增大空中交通流量，減少航班延誤。 技術(shù)政策:確立了以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)和確定了VHF數(shù)據(jù)鏈通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)政策；確立了采用和發(fā)展GNSS的技術(shù)政策，包括逐步發(fā)展WAAS廣域增強(qiáng)系統(tǒng)和引入RNP概念；確立了境內(nèi)航路和越洋航路上ADS工程實(shí)施的技術(shù)政策；確立了自動化和系統(tǒng)集成研究方向，并制定了新的ATS程序。 十、我國CNS/ATM系統(tǒng)的發(fā)展返回思考題： 1、當(dāng)前航行系統(tǒng)有哪些缺點(diǎn)？2、新航行系統(tǒng)是什么？3、新航行系統(tǒng)的實(shí)施方案怎樣？4、ATM包括哪些內(nèi)容？返回返回返回返回現(xiàn)行航行系統(tǒng)返回返回返回返回返回返回返回返回返回一九八三年返回返回ATM返回返回返回區(qū)域?qū)Ш?RNAV)： 區(qū)域?qū)Ш绞且环N導(dǎo)航方法，