现代空中交通管理(全套PPT课件)

现代空中交通管理第一章概论随着商业飞行的开始，航空运输涉及的范围越来越多为了安全和效率起见，要求飞行活动能按照一定的规则来组织进行，这就是空中交通管理。1.1空中交通管理的发展第一阶段是在20世纪30年代以前第二阶段是在1934－1945年期间第三阶段出现在1945年至20世纪80年代第四阶段从20世纪80年代后期开始1.1空中交通管理的发展一、第一阶段是在20世纪30年代以前小飞机目视飞行红旗和绿旗信号灯1.1空中交通管理的发展6DC－321座波音24710座无线电通信和导航仪表飞行规则程序管制航路网和管制中心1.1空中交通管理的发展二、第二阶段是在1934－1945年期间B-52波音367-80，波音707的原型雷达管制1.1空中交通管理的发展三、第三阶段在1945年至20世纪80年代先进航电系统卫星导航应用空地协同空管系统1.1空中交通管理的发展四、第四阶段从20世纪80年代后期开始1.2空中交通管制系统的分类按照管制范围的不同区域管制进近管制机场管制飞行在航路上的航空器由区域管制中心负责提供空中交通管制服务。主要是飞行高度6000米以上的在大范围内运行的航空器。任务是根据飞行计划，批准飞机在其管制区内的飞行，保证飞行的间隔，然后把飞机移交到相邻空域，或把到达目的地的飞机移交给进近管制。依靠空地通信、地面通信和远程雷达设备来确定飞机的位置，按照规定的程序调度飞机，保持飞行的间隔和顺序。1.2空中交通管制系统的分类按照管制范围的不同区域管制进近管制机场管制主要负责飞机的离场进入航线和进近着陆。进近管制是塔台管制和航路管制的中间环节。进近管制要向航空器提供进近管制服务、飞行情报服务和防撞告警。依靠无线电通信和雷达设备来监控飞机的。下接机场管制区，上接航路管制区。部分重叠的，一般范围大约在机场90公里半径之内，高度5000米以下。1.2空中交通管制系统的分类按照管制范围的不同区域管制进近管制机场管制由机场管制塔台提供。主要靠目视来管理飞机在机场上空和地面的运动。机场地面监视雷达。范围：航空器在机场管制区的空中飞行；航空器的起飞和降落；航空器在机坪上的运动；防止飞机在运动中与地面车辆和地面障碍物的碰撞。较大的机场塔台把任务分为两部分，分别由机场地面交通管制员和空中交通管制员负责。按照管制手段的不同程序管制雷达管制1.2空中交通管制系统的分类主要的设备环境是地空通话设备。管制员在工作时，通过飞行员的位置报告分析、了解飞机间的位置关系，推断空中交通状况及变化趋势，同时向飞机发布放行许可，指挥飞机飞行。飞行计划内容包括飞行航路（航线）、使用的导航台、预计飞越各点的时间、携带油量和备降机场等。按照管制手段的不同程序管制雷达管制1.2空中交通管制系统的分类雷达管制员根据雷达显示，可以了解本管制空域雷达波覆盖范围内所有航空器的精确位置，因此能够大大减小航空器之间的间隔，使管制工作变得主动，管制人员由被动指挥转变为主动指挥，提高了空中交通管制的安全性、有序性、高效性。目前在民航管制中使用的雷达种类为一次监视雷达和二次监视雷达。1.3新航行系统概述导航（N）通信（C）监视（S）空中交通管理（ATM）新航行系统，由通信（C）、导航（N）、监视（S）和空中交通管理（ATM）四部分组成，其中通信、导航和监视系统是基础设施，空中交通管理是管理体制、配套设施及其引用软件的组合。新航行系统主要新在“星基”上，即系统是以空中卫星为基本特征的。导航是系统的核心，通信是系统的必要条件，监视可以说是系统安全保障的手段，三者缺一不可。1.3新航行系统概述导航（N）通信（C）监视（S）空中交通管理（ATM）新航行系统主要是“卫星技术＋数据链技术＋计算机网络技术”的应用。系统在采用新技术方面有如下特点：一是利用卫星技术，从陆基通信、导航、监视系统逐步向星基通信、导航、监视系统过渡，逐步以星基系统为主；二是数据链技术的开发利用，实现空－地、地－地可靠的数据交换、并进一步实现空－空数据交换；三是系统的数字化、计算机处理及联网。1.3新航行系统概述同现行系统相比，主要具有以下三个特点：（1）具有充分的覆盖性，不受山区、沙漠和海洋的限制，能随时准确掌握空情，从而大大提高飞行安全和空域利用率，飞机可以灵活选择最佳的航线飞行，节约飞行时间和油料消耗。（2）能够充分利用信息资源，实现一定程度上的集中管理，发挥流量管理中心和管制中心计算机的自动数据处理能力，也有利于航行系统实现全球统一协调运行，提高飞机的自治飞行能力。（3）大大减少地面空管设施的数量，大幅度降低建设和维护费用。通信系统数据链通信（DataLink）航空移动卫星业务（AMSS）航空电信网（ATN）高频数据链通信（HF）甚高频数据链通信（VHF）二次监视雷达（SSR）的S模式自动相关监视（ADS）飞机状态监控情报服务等数据链通信（DataLink）航空移动卫星业务（AMSS）航空电信网（ATN）包括话音／数据通信两种方式，它使空中飞机在任何地方都能与地面进行实时有效的通信，且在空管中心的实时监视之中。与机载卫星导航接收机相结合，可提供对飞机的自动相关监视。通信系统数据链通信（DataLink）航空移动卫星业务（AMSS）航空电信网（ATN）新航行系统中通信系统的主体，融地面与空地数据通信为一体。多子网、多优先级、区分安全通信和非安全通信。航空运输各个单位的互联，计算机系统中进行端到端的连接和高速数据交换。管制员飞行员数据链通信（CPDLC），利用数据通信代替话音通信的ATC通信方式。通信系统全球导航卫星系统（GNSS）所需导航性能（RNP）广域增强系统（WAAS）本地增强系统（LAAS）导航系统星基空中交通管理系统的核心美国的全球定位系统（GPS）俄罗斯的GLONASS欧洲的伽利略中国的二代系统使用GNSS，飞机就可直线飞行，既缩短了飞机间隔，又省时省油，并提高了安全性、准点率与空间利用率，而且还能以此为基础作自动相关监视。全球导航卫星系统（GNSS）所需导航性能（RNP）广域增强系统（WAAS）本地增强系统（LAAS）导航系统RNP是指在指定空域和航路内，装备各种导航系统（或设备）的飞机在规定概率上能够保持在指定轨迹的允许偏差以内的能力。全球导航卫星系统（GNSS）所需导航性能（RNP）广域增强系统（WAAS）本地增强系统（LAAS）导航系统精度尚未达到II／III类精密进近着陆的要求。在GPS的监测和增强方面广泛采用差分技术来提高精度，使系统成为“增强系统”。当前航空界正在部署LAAS和WAAS。LAAS主要用在机场周围。WAAS它可以解决海洋及边远荒漠地区的导航性能。A／C模式二次监视雷达S模式二次监视雷达自动相关监视（ADS－A/C）广播式自动相关监视（ADS－B）监视系统在民航中逐步淘汰，主要用于防空主用系统，带有数据链功能，视距监视未来的主用系统依靠卫星导航和数据通信空中交通管理系统空域管理（ASM）空中交通服务（ATS）流量管理（ATFM）飞行情报服务（FIS）空中交通管制（ATC）航空气象服务（AWS）告警服务（AL）空中交通管理系统空域管理（ASM）在既定的空域条件下，实现对空域资源的充分利用。它以时分共享空域的方式，按短期需求划分空域以便满足不同类型用户的需要。空中交通管理系统空中交通服务（ATS）主要目的是防止航空器之间、航空器与障碍物之间发生碰撞，加速和维持有秩序的空中交通活动。空中交通管理系统流量管理（ATFM）当某区域空中交通流量超出或即将超出该区域空中交通管制系统的可用能力时，预先采取适当措施，保证空中交通流量最佳地流入或通过相应的区域。空中交通流量管理有助于实现空中交通管制的目的，能够达到对机场和空域容量的最大利用效率。空中交通管理系统空中交通管理系统空中交通管理的目的是考虑空中及地面系统的运行能力以及经济上的需要，为用户提供空域利用上的最大效能；考虑飞机装备的等级和运行目的的不同，灵活地组织不同用户之间分享空域；保证空中交通管理系统的总效率；空中交通管制向用户提供从起飞到着陆的连续协调、有效服务和管制，确保安全；保持国际上的协调一致，保证飞越国境时能顺利运行。思考题①简述空中交通管制的概念。②简述空中交通管制的分类，并列举各分类的主要功能。③新航行系统中（CNS/ATM）中，C代表什么意思，与传统系统相比，它有那些特点？④新航行系统中，导航系统主要涉及哪几个方面，每个方面都有哪些突出特点？⑤与现行的空管系统相比，新航行系统在技术、安全和经济方面有哪些特点？⑥通过对第一章的学习，谈谈你对空中交通管理的认识。第二章国外空管发展现状2.1典型国家的空管体制国际民用航空组织（简称ICAO）是根据1944年《国际民用航空公约》（简称《芝加哥公约》）建立的国际组织，是联合国系统中负责处理国际民航事务的专门机构，是世界民用航空界唯一的官方权威机构。总部设在加拿大蒙特利尔，现有186个缔约国。中国是国际民航组织创始国之一。国际民航组织的最高权力机构为大会，每三年召开一次，所有缔约国均可派代表参加，每国拥有一票表决权。大会由理事会负责召集。国际民用航空组织的宗旨和目的在于发展国际航行的原则和技术，并促进国际航空运输的规划和发展。美国空管体制改革大体分为两个阶段：1、1958年以前，全国分为民航和军航两个系统，分别管制，并设立了空协调委员会，负责协调军民航空中交通管制方面的关系。2、1958年以后，设立了联邦航空局（FAA），国会指令该局经营和维持空中交通管理系统，制定各种规章制度和法律，并管理国家空域。美国FAA空管的具体形式：FAA设有空管系统指挥中心1个，航路管制中心21个，终端进近管制中心242个，塔台管制中心463个，飞行服务站175个。FAA空管的具体形式：FAA负责管理国家空域，但无所有权，作为国家空域资源管理者，必须与国防部（DOD）密切联系与合作，时刻保持良好的协调关系。FAA要保持适当的应变能力，在战时由国防部接管，成为国防部的一个职能部门，利用现有的空管手段，全力支持国防部和指定的军事部门。FAA空管的具体形式：美国空管系统和防空系统的关系：两个独立的系统，但关系密切。联邦航空局航管中心必须按规定的程序将所有国际飞行计划，传送给北美防空司令部。防空部门设有防空识别区，对没有飞行计划且无法识别的飞机，立即派飞机拦截查明情况。另外，美国总统规定，FAA要保持适当的应变能力，在战时由国防部接管，成为国防部的一个职能部门，利用现有的空管手段，全力支持国防部和指定的军事部门。美国：空域等级的划分澳大利亚1995年，设立了由国家运输与通信部长直接负责四个实体，即“澳大利亚航空服务”、民航安全局（CASA）、交通与地区服务部和航空安全调查局（ATSB）。他们主要的职责是：“澳大利亚航空服务”：负责空域管理、航空情报、通信、无线电导航服务、机场救援和消防服务；CASA：负责航空安全标准制定、飞行员和航空工程师的执照颁发以及飞机与运营者的认证；交通与地区服务部：负责为政府在航空政策，调整国家航路及航空安全方面提供建议；航空安全调查局：负责独立调查飞机事故和严重的空难事件。澳大利亚空域管理“澳大利亚航空服务”负责为大约56，000，000平方公里即地球表面11％的空域提供管制服务。澳大利亚飞行情报区分为北部和南部两个区，分别受布里斯班和墨尔本两个航路管制中心管辖。在整个澳大利亚，“澳大利亚航空服务”有23个塔台和16个航空救援与消防单位。目前全国共设2(6)个飞行情报区、2(5)个航路中心、4(3)个终端管制中心和29(31)个塔台。澳大利亚空域等级划分与国际民航组织的相关标准一致，澳大利亚的空域也分为管制空域和非管制空域两大类。对管制空域等级的划分，参照ICAO的“空域等级”划分标准，分为A、C、D、E、G五级，澳大利亚欧洲中小国家林立，飞机半个小时内就可飞越几个国家。如果各国的空管法规千差万别，通信、导航、监视及空中交通管理设施设备五花八门且互不相容，国际航空就不可能得到安全、快速的发展。因此欧洲民航会议（ECAC）着意在欧洲建立“欧洲单一填空”，即以空中交通管理为目的的空