论文部分内容阅读
摘要：近年来，我国经济快速发展，逐渐步入航空大国的序列。社会生活和生产对于空中运输的需求量不断升高，空中流量也日渐繁忙。飞机在空域的飞行过程中，空中交通管理过程是保障空域内飞行安全的重要手段。监视技术的应用在空中交通管理过程中也是极为关键的一个部分。本文主要探讨了当前空中交通管理中常用的监视技术及其应用情况。
关键词：空中交通；监视；应用；管制；
为了确保空域内飞行器飞行过程中的安全性，空中交通管理应运而生。空中交通管理比之陆地交通管理，存在较为明显的特殊性。由于空域远离人们生活区域，进行空中交通管理只能够依赖于科技手段来弥补人力无法达到的工作能力。随着我国航空事业的迅速发展，空域内的流量与日俱增，空中交通管理难度日益增大，监视技术的重要作用也更加充分的得以体现。
1. 空中交通管理中的监视系统分类
从监视系统的角度来将，可以大致将空中交通管理中的监视过程分为分为独立监视、协同监视以及相关监视。
1.1 独立监视
所谓独立监视，就是一种通过单一的监控技术或者设备实现对飞机的监视，不需要其他管控者或者监视者的配合。独立监视系统中最为成熟的监控技术包括有一次监视雷达、多基地雷达技术。其中一次监视雷达监视技术的独立定位效果主要来自于雷达天线的波束以及目标对监视着发射的无线电信号的反射，其独立性相对较强、应用方便快捷。多基地雷达监视技术则是属于立体监视技术范畴，能够实现对多个目标的监视。
1.2 协同监视
协同监视通常指的是监视者和被监视者的协同合作下完成的对飞机的监视定位。值得注意的是，协同监视系统中的监视者和被监视者都无法通过设备完成监视。协同监视的技术代表为二次雷达监视、多基站测量定位技术等。
1.3 相关监视
相关监视是在被监视者确定独立定位后的背景下，将信息汇报给监视者的方法。相关监视的核心依靠于人工之间的沟通监视，依靠信息的传递完成监视，而非自动的监视技术。与此同时，相关监视的信息来源于被监視者的主观判断，，其信息的可靠性较低、误差大、时效性也难以得到保证。在正常情况下，相关监视通常不会被空中交通管理采用，但随着数字技术的快速发展，实现了相关监视的自动化，成为了当前有效提高空中交通管制效率的主流方式之一。
2. 空中交通管理中监视技术应用特点分析
伴随着科学技术的不断变革，空中交通管理监控技术也逐步得到了发展。从最初的利用在飞机上安装机器，利用无线电台、地面标志物来进行参照和比较、分析，实现对飞机的空中管理控制，现如今，空中交通管理中的监视技术已经实现了更加多元化的发展。以下对比较主流的监视技术的应用特点做出简单分析：
2.1 一次雷达监视技术
相对而言，独立监视技术是最早被应用于空中交通管理过程中的监视技术，其应用特点在于对空中交通起到极好的引导和控制作用。经过漫长的科技沿革之后，一次雷达监视技术成为了最为常见的独立监视技术，并一直沿用至今。
一般来说，一次雷达监视中主要使用有航路监视雷达、机场监视雷达和机场地面探测设备三个种类，其中航路监视雷达同城设置在控制中心或者航路店上，机场监视雷达主要给塔台管制员使用，而机场地面探测设备主要实现对机场地面运动的飞机、车辆的监控，在能见度较低的时候提供位置信息，确保飞机的起落安全。一次雷达的监视优点体现在以下几个方面：一是直接性，空中交通管理员能够直接通过荧幕上，读取探测目标飞行物的方位、距离、移动速度以及移动方向。二是相对独立性，一次雷达的检测精度较高，空中交通管理员一般情况下不需要与探测目标应答。
2.2 二次雷达监视技术
二次雷达监视技术是对一次雷达监视技术的拓展，它的主要特点在于其监视活动的完成需要得到被监视者的应答。二次雷达主要包括询问雷达和应答雷达组成。通常询问雷达固定在地面，应答雷达安装在被监视飞行目标上。
在空中交通管理过程中，管理员发射电磁波，目标雷达接受到询问电磁波后被处罚，发射应答电磁波，询问雷达自动工作，实现侧围和辨识。通过询问和应答的过程，管理员能够从二次雷达上了解到飞行目标的方向、编号、高度等参数。管理员能够根据航路的安排、空中流量以及天气变化来及时的做出相关的指引和命令措施，确保空中交通的流畅和安全。
相较于一次雷达而言，二次雷达监测的精准度更高，但其应用范围也存在一定的局限性。二次雷达监视的距离有限，一旦脱离了目标高度，就很难形成询问和应答的完整，导致监视的不完整。
2.3 卫星监视技术
在我国宇宙航空事业不断发展的背景之下，目前全球导航卫星系统也被广泛应用于空中交通管理监视工作之中。卫星监视技术以其高度自动化、全天候的工作状态和工作方式，成为了当前被应用最多的监视技术之一。
这种技术在空中管制中的应用主要是通过如下步骤进行的：首先是利用太空中不断运行的监视卫星对飞行的线路与飞行的高度、速度等进行监控，尤其是在同一片空中飞行的飞机进行不间断地检测；然后将搜集到的信息反馈给地面的相关单位，通过一定的机器设备对信息进行接收，相关的部门根据飞行的不同状况进行数据的分析，得出应对的措施与方法；最后是飞机中的接收机对地面管制部门传送的指令进行接收，根据指令进行飞行活动，最终完成一次完整的空中交通管制。
2.4 飞机位置实时可信监视技术
飞机位置实时可信监视技术主要是将相关监视手段和雷达监视技术相结合而得到的新型监视技术。随着相关监视技术的数字自动化程度越来越高，ADS-C以及ADS-B技术的兴起，将雷达技术和相关监视手段联合起来形成了一种新的提高空中管理效率的重要工作。
目前在民航空中交通管理工作中，实用性较强的主要是ADS-B技术和雷达监视技术的结合形式。二者相互联合之下，广泛解决了包括结合结构统一、偏差消除、时间同步等在内的多个问题，全方位提高了结合效率，增强了监视效果。
2.5 航迹性能保持监视技术
我国航空流量和密度的进一步增加，空中交通管理对于飞机本身的航迹保持性能提出了更高的要求，因此，航迹性能保持监视技术现阶段已经成为空关键是的重要发展领域。对于飞机的航迹监视最为困难的当属垂直方向的性能监视，目前民航空中交通管理主要采用的监视手段包括有地基系统监视和机载系统监视。相比较而言，地基系统监视是利用基站的硬件优势，在进行综合定位的同时确定飞行垂直高度，完成部分航迹性能监视工作，其定位更加精确、监视范围更广。机载系统通常只能够进行一部分的监视修正工作。但事实上，飞机航迹有6个自由度，在纵向、侧向的航迹性能保持监控方面，相关监视技术还有很大的发展空间。
随着航空事业的快速发展，促使着空管监视技术也必须不断发展、升级，才能快速适应愈加复杂的空域环境。
参考文献
[1]乔卫. ADS-B技术在空中交通管制中的发展与应用[J]. 中国新通信，2017，19（11）：52.
[2]王墨. 空中交通管制监视技术相关问题的研究[J]. 电脑迷，2017（09）：97+149.
[3]刘燕，莫海键，刘岩. 空管多源情报监视信息综述[J]. 信息化研究，2018，44（01）：8-12.
作者简介：刘星，1986.10.4，女，汉，四川成都，大学本科，西南空管局，助理工程师，运管中心。
（作者单位：西南空管局）
关键词：空中交通；监视；应用；管制；
为了确保空域内飞行器飞行过程中的安全性，空中交通管理应运而生。空中交通管理比之陆地交通管理，存在较为明显的特殊性。由于空域远离人们生活区域，进行空中交通管理只能够依赖于科技手段来弥补人力无法达到的工作能力。随着我国航空事业的迅速发展，空域内的流量与日俱增，空中交通管理难度日益增大，监视技术的重要作用也更加充分的得以体现。
1. 空中交通管理中的监视系统分类
从监视系统的角度来将，可以大致将空中交通管理中的监视过程分为分为独立监视、协同监视以及相关监视。
1.1 独立监视
所谓独立监视，就是一种通过单一的监控技术或者设备实现对飞机的监视，不需要其他管控者或者监视者的配合。独立监视系统中最为成熟的监控技术包括有一次监视雷达、多基地雷达技术。其中一次监视雷达监视技术的独立定位效果主要来自于雷达天线的波束以及目标对监视着发射的无线电信号的反射，其独立性相对较强、应用方便快捷。多基地雷达监视技术则是属于立体监视技术范畴，能够实现对多个目标的监视。
1.2 协同监视
协同监视通常指的是监视者和被监视者的协同合作下完成的对飞机的监视定位。值得注意的是，协同监视系统中的监视者和被监视者都无法通过设备完成监视。协同监视的技术代表为二次雷达监视、多基站测量定位技术等。
1.3 相关监视
相关监视是在被监视者确定独立定位后的背景下，将信息汇报给监视者的方法。相关监视的核心依靠于人工之间的沟通监视，依靠信息的传递完成监视，而非自动的监视技术。与此同时，相关监视的信息来源于被监視者的主观判断，，其信息的可靠性较低、误差大、时效性也难以得到保证。在正常情况下，相关监视通常不会被空中交通管理采用，但随着数字技术的快速发展，实现了相关监视的自动化，成为了当前有效提高空中交通管制效率的主流方式之一。
2. 空中交通管理中监视技术应用特点分析
伴随着科学技术的不断变革，空中交通管理监控技术也逐步得到了发展。从最初的利用在飞机上安装机器，利用无线电台、地面标志物来进行参照和比较、分析，实现对飞机的空中管理控制，现如今，空中交通管理中的监视技术已经实现了更加多元化的发展。以下对比较主流的监视技术的应用特点做出简单分析：
2.1 一次雷达监视技术
相对而言，独立监视技术是最早被应用于空中交通管理过程中的监视技术，其应用特点在于对空中交通起到极好的引导和控制作用。经过漫长的科技沿革之后，一次雷达监视技术成为了最为常见的独立监视技术，并一直沿用至今。
一般来说，一次雷达监视中主要使用有航路监视雷达、机场监视雷达和机场地面探测设备三个种类，其中航路监视雷达同城设置在控制中心或者航路店上，机场监视雷达主要给塔台管制员使用，而机场地面探测设备主要实现对机场地面运动的飞机、车辆的监控，在能见度较低的时候提供位置信息，确保飞机的起落安全。一次雷达的监视优点体现在以下几个方面：一是直接性，空中交通管理员能够直接通过荧幕上，读取探测目标飞行物的方位、距离、移动速度以及移动方向。二是相对独立性，一次雷达的检测精度较高，空中交通管理员一般情况下不需要与探测目标应答。
2.2 二次雷达监视技术
二次雷达监视技术是对一次雷达监视技术的拓展，它的主要特点在于其监视活动的完成需要得到被监视者的应答。二次雷达主要包括询问雷达和应答雷达组成。通常询问雷达固定在地面，应答雷达安装在被监视飞行目标上。
在空中交通管理过程中，管理员发射电磁波，目标雷达接受到询问电磁波后被处罚，发射应答电磁波，询问雷达自动工作，实现侧围和辨识。通过询问和应答的过程，管理员能够从二次雷达上了解到飞行目标的方向、编号、高度等参数。管理员能够根据航路的安排、空中流量以及天气变化来及时的做出相关的指引和命令措施，确保空中交通的流畅和安全。
相较于一次雷达而言，二次雷达监测的精准度更高，但其应用范围也存在一定的局限性。二次雷达监视的距离有限，一旦脱离了目标高度，就很难形成询问和应答的完整，导致监视的不完整。
2.3 卫星监视技术
在我国宇宙航空事业不断发展的背景之下，目前全球导航卫星系统也被广泛应用于空中交通管理监视工作之中。卫星监视技术以其高度自动化、全天候的工作状态和工作方式，成为了当前被应用最多的监视技术之一。
这种技术在空中管制中的应用主要是通过如下步骤进行的：首先是利用太空中不断运行的监视卫星对飞行的线路与飞行的高度、速度等进行监控，尤其是在同一片空中飞行的飞机进行不间断地检测；然后将搜集到的信息反馈给地面的相关单位，通过一定的机器设备对信息进行接收，相关的部门根据飞行的不同状况进行数据的分析，得出应对的措施与方法；最后是飞机中的接收机对地面管制部门传送的指令进行接收，根据指令进行飞行活动，最终完成一次完整的空中交通管制。
2.4 飞机位置实时可信监视技术
飞机位置实时可信监视技术主要是将相关监视手段和雷达监视技术相结合而得到的新型监视技术。随着相关监视技术的数字自动化程度越来越高，ADS-C以及ADS-B技术的兴起，将雷达技术和相关监视手段联合起来形成了一种新的提高空中管理效率的重要工作。
目前在民航空中交通管理工作中，实用性较强的主要是ADS-B技术和雷达监视技术的结合形式。二者相互联合之下，广泛解决了包括结合结构统一、偏差消除、时间同步等在内的多个问题，全方位提高了结合效率，增强了监视效果。
2.5 航迹性能保持监视技术
我国航空流量和密度的进一步增加，空中交通管理对于飞机本身的航迹保持性能提出了更高的要求，因此，航迹性能保持监视技术现阶段已经成为空关键是的重要发展领域。对于飞机的航迹监视最为困难的当属垂直方向的性能监视，目前民航空中交通管理主要采用的监视手段包括有地基系统监视和机载系统监视。相比较而言，地基系统监视是利用基站的硬件优势，在进行综合定位的同时确定飞行垂直高度，完成部分航迹性能监视工作，其定位更加精确、监视范围更广。机载系统通常只能够进行一部分的监视修正工作。但事实上，飞机航迹有6个自由度，在纵向、侧向的航迹性能保持监控方面，相关监视技术还有很大的发展空间。
随着航空事业的快速发展，促使着空管监视技术也必须不断发展、升级，才能快速适应愈加复杂的空域环境。
参考文献
[1]乔卫. ADS-B技术在空中交通管制中的发展与应用[J]. 中国新通信，2017，19（11）：52.
[2]王墨. 空中交通管制监视技术相关问题的研究[J]. 电脑迷，2017（09）：97+149.
[3]刘燕，莫海键，刘岩. 空管多源情报监视信息综述[J]. 信息化研究，2018，44（01）：8-12.
作者简介：刘星，1986.10.4，女，汉，四川成都，大学本科，西南空管局，助理工程师，运管中心。
（作者单位：西南空管局）