国内外通航监视手段分析

国内外通航监视手段分析

宋荞曦

交通运输部北海第一救助飞行队辽宁大连116033

摘要

随着我国民航事业的飞速发展，通用航空的需求迅速增加，低空空域的开放已迫在眉睫。然而目前我国低空监视、管制等安全保障还相当薄弱，因此实现对低空空域的有效监视和管制是低空开放的先决条件，也是大力发展通航的必备条件。

关键词：通用航空；低空；雷达监视；ADS-B；空中交通管制

引言

没有低空空域开放，就没有通用航空产业的大发展；没有通用航空，中国就不可能成为航空大国，更不可能成为航空强国。而现在，低空开放的信号已经放出，等待中国的是通用航空的蓬勃发展。因此带来的问题便显现出来，数量会大量增加的通用航空器会使目前并没有如此大服务能力的空管部门手忙脚乱，因此，为通航配套的服务设施和制度一定要跟上。其中监视手段和管制手段也是重点需要关注并解决的问题,无法解决这一问题，就无法保证航空器的安全，可能会造成无法弥补的损失。

一国内监视体系

我国的通航发展由于军方对空域的严格控制，受到了很大的制约，几乎处于停滞不前的状态。我国通用航空器的数量还相当少，没有能够提供监视服务的对象，自然就无法促进监视体系的发展，因此我国通航目前的监视体系与公共运输航空的监视体系相差无几，主要还是依靠雷达来提供监视服务，不同的只是要依靠低空监视雷达，只有少部分地区开始使用ADS-B技术来提供更好的监视服务。这不免显得我国为通航领域提供的服务有些落后，但是鉴于我国通航飞行器数量较之美国等国家有着巨大的差别的主要原因是低空尚未完全开放，而低空开放的信号已经发出，在不远的将来，国内通航的监视体系也势必和国际接轨，因此，在通航迅速发展之前，了解并学习通航已经先走一步的国外的监视手段，可以让国内的通航监视体系的发展事半功倍。

二国外监视体系

国际上，许多国家依然在使用军方主导的低空监视雷达。像美国、澳大利亚这些通用航空比较发达的国家，几乎已经实现完全使用ADS-B技术来为自己的通用航空器提供监视服务，不仅仅是因为这些国家的通用航空发展远强于我国，更是因为这是一种必然趋势。美国是通航最发达的国家，数量众多的航空器单靠目视避让的原则已经满足不了要求，为了解决空-空协同避撞问题，它成为了ADS-B技术的最先发起者,FAA已经计划将ADS-B确定为下一代的空中交通运输系统（NGATS）的基石。根据FAA的计划，ADS-B在美国于2010年实现可用性，2013年实现全美完全覆盖。美国联邦航空局的飞行标准司（AFS）正在针对新的机载设备和运行操作制定使用文件，而空中交通组织部门（ATO）则为空域运用ADS-B开发新的管制程序[2]。澳大利亚是ADS-B技术应用发展的“粉丝”，它是将ADS-B运用于民航管制最为成功的国家之一，目前澳大利亚已完成28个地面台的建设，覆盖10000英尺以上的空域，并计划强制实施ADS-B监视，航路完全取代二次雷达，实现程序管制下的10分钟（约80海里）间隔缩小到5海里。

三我国低空监视手段建议

我国目前的监视手段还是采用低空雷达监视，但是低空开放后的通航交通情况会有显著的不同，低空交通流量会比现在大得多，光使用传统低空雷达监视已经满足不了安全需求，加上通航飞机有时会进行超低空飞行，低于雷达能覆盖的高度，导致无法监视目标，也不利于空域的利用。

红外监视技术有着很快的定位能力，这对实时掌握飞机的位置很有用，而且红外监视的依赖性小，监视范围广，但是其体系现在发展并不完善，没有相应的配套设施以及人才，无法大范围应用。MLAT虽然可以兼容ADS-B数据链，更新率非常高，精度高，成本相对较低，但是它有一个比较致命的缺点——要想覆盖的高度越低，花费的成本就会大量增加。所以要使用MLAT技术还需要综合衡量。空地协同监视技术照目前看来是必然的趋势，但是它还有未突破的关键性技术问题，暂时无法全面应用，更多是作为过渡手段直至全面使用ADS-B。

而ADS-B则能够达到低空飞行的通航小飞机实现空空监视的目的，进而缩小相互间的安全间隔，提高空域利用率。使用ADS技术还可以显著的缩短航路距离，比如我国已经在L888航路试验了ADS-C，缩短了近700km的欧亚航路。ADS-B技术作为主推技术，不仅具有造价更低廉，精度更高，监视范围更广等优点，更有各技术政策的支持，为我国开放低空、发展通用航空事业，提供了坚实的基础。

随着中国民航与国际接轨的进度加快，我们可以预测，中国地域广阔，航空流量极大，将来为了适应通航业务的发展，开放低空领域使得装备ADS-B这种造价成本低廉，精准稳定的监视设备成为必然。

ADS-B不单单能够为空中的飞机提供空-空监视服务以达到防撞目的，它的系统中还可以加载地图，因此ADS-B还可以兼具导航功能，使用数字化的信息传递可以大幅减少机载系统的重量与体积，加上所需的设备较少，价格也相较于传统的导航监视设备便宜，因此可以全面的应用在小型飞机上。

小型飞机在装置ADS-B机载设备后，通过CDTI得到导航信息、地形警示信息、气象雷达信息、交通信息服务、邻近飞机广播信息，这些是目前小型飞机所无法得到的飞行信息，配合空管单位全面的监视导引，安全性将大大的提升。各优势都很明显的可以证明它是通用航空器在低空飞行时最适合的监视手段。但是要实现在所有飞机上加装ADS-B，仍然需要经过很长的时间。

因此，建议在已经有雷达覆盖的区域，可以继续使用雷达监视，而在雷达监视的“盲区”，我们就可以选择使用成本更低的MLAT、空地协同监视或者ADS-B来达到监视目的，除此之外，更可以将多种监视技术综合使用，取各自优点，互补各自的缺陷，建立一个真正适用于新航行系统的监视体系，保障通航飞机的安全。

四结论

通用航空是航空运输的基础，它能为我们维持航空运输业的总体平衡，也能带来巨大的经济收益。在拥有最多飞机的美国，通用航空器数量占据了航空器总数的95%以上。在我国通用航空器数量相对于美国的差距还相当大的当前情况下，我国通用航空器就有种类多、机载设备差异大等特点,加之通航飞行还具有飞行高度低、机体体积小、飞行速度慢、随意性强、作业具有突发性和临时性、性能差、地理及气象条件复杂等特点，目前我国还缺乏对通用航空飞行的可靠、实时、有效的监视手段和设备，无法实时准确掌握其飞行运行动态，无法保证通用航空器飞行的安全性和高效性。随着低空空域改革的不断深化，将带来通用航空需求的急剧增长，我国对于通用航空的监视手段处于一个奇缺的阶段，因此需要选出一个重点的监视手段，来为通用航空器提供安全保障服务。而在美国和加拿大等通用航空比较发达的国家，服务保障体系建设方面也卓有成效，特别是通航监视手段新系统的广泛使用，在通用航空服务保障体系中担负着重要的职能和作用。

空域监视技术的发展历程分为四个阶段：一、人工监视；二、被动、独立式监视；三、被动、协作式监视；四、主动、协同式监视。与此相适应，空域监视范围逐步扩大，相应的空管运行管制方式也在不断变化[1]。在第一阶段主要使用话音电台、无线电导航设备，依靠位置报告、话音通信的手段来实施程序管制。第二阶段依靠使用一次雷达的监视手段来实施基于雷达的程序管制。第三阶段依靠二次雷达的监视手段实施雷达管制。第四阶段则依靠合同式自动相关监视技术（ADS-C）以及广播式自动相关监视（ADS-B）来实施协同管制。

因为通航飞行是在低空空域，所以我们还必须找到适合低空飞行的监视手段，而ADS-B的特点以及红外和多点定位监视技术在近期的发展恰恰能为我们提供一个较大的发展空间。只有选定了真正适合的手段，才能为通航飞行器的安全和效率提供足够的保障，更能提高有限空域的利用率。