空中交通管制设施

空中交通管制设施2010年9月空管概论2•空中交通管制设施包括：地空通信设施、航空固定通信设施、导航设施、监视设施、机场设施。•提供管制服务所使用的设施、设备应当按规定经民航局批准。2010年9月空管概论3地空通信设施•空中交通管制使用的地空通信设施，应当是独立的无线电台并配备自动记录设施。•管制单位使用的地空通信设施，应当能与在该管制区内飞行的航空器进行直接、迅速、不间断和清晰的双向通信。•空中交通管制地空通信记录应当至少保存30天。如该记录与飞行事故或者飞行事故征候有关，应当按照要求长期保存，直至不再需要为止。2010年9月空管概论4•高频地空台（HFair-groundcommunicationstation）•又称短波（单边带）通信系统。工作于高频频段，用于实现地空之间信息交流的无线电通信系统。可以传输话音和数据。这里所指的高频通信系统系指高频地空话音通信系统。•高频（HF）通信系统工作于2.8～22MHz频段，频道间隔1kHz，一般的HF通信系统具有200个航空信道和195个海用信道。空间信号采用天波传播，服务范围为100～2000海里。HF通信系统由HF地面台和机载电台组成，它们的主要组成部分为HF收发信机，发射单边带调幅波。2010年9月空管概论5•在军事航空中，机载短波电台主要安装在轰炸机、侦察机、运输机及其他大型飞机上，供远距离通信联络使用。强击机安装功率较小的短波电台，以便在低空、超低空飞行时进行通信。对于民用航空，在上世纪90年代之前，超视距航空通信的唯一手段是HF通信。在越洋航线和边远地区上空长距离航线飞行的飞机，使用HF电台与地面进行单边带通话、发莫尔斯电报或者移频电报。随着卫星通信技术在民航的应用，HF话音通信在民航占有的分量已越来越轻。2010年9月空管概论6•由于电离层的变化难以准确预测，高频通信的质量并不很高，曾被国际民航组织列为需用卫星通信替代的系统。目前空管较少使用该类系统，用户多为航空公司，主要用于航务通信业务。但在地球两极地区的航路管制，短波通信仍是卫星通信的必要补充。随着HF数据通信技术的突破性进展，国际民航组织于1999年11月将HF数据链的“标准与建议措施”载入国际民航公约附件10，使其成为新航行系统空地通信系统中的一名正式成员。HF数据链包括数据通信和话音通信，但话音已是数字话音。2010年9月空管概论72010年9月空管概论82010年9月空管概论92010年9月空管概论102010年9月空管概论11•甚高频地空台（VHFair-groundcommunicationstation）•又称超短波通信系统。工作于甚高频频段，主要用于管制区内管制员与飞行员之间信息交流的无线电通信系统。可以传输话音和数据。这里所指的甚高频通信系统系指甚高频地空话音通信系统。•甚高频（VHF）通信系统工作于118～136.975MHz频段，目前主用工作频率间隔为25kHz，共有760个频道，其中121.50MHz为遇险频率。空间信号采用视距传播。对于高度36000ft的飞机，昀大通信距离约200海里。2010年9月空管概论12•VHF通信系统包括VHF地面台和机载电台两部分，地面与机载台的主要组成部分为VHF收发信机，发射的信号为双边带调幅波。大型机场的VHF地面台通常采用共用天线系统。系统工作方式是单信道半双工，即对于某一地面台，飞行员和管制员交替使用同一通信频率进行发话和收话。机载电台和地面台均有“按下发话（PPT）”开关，按下时处于发射状态，松开则处于接收状态。2010年9月空管概论13•VHF通信是现行空中交通管理中应用昀广泛的地空通信方式，能提供稳定可靠的地空视线范围内的通信，技术也相当成熟。甚高频通信系统既用于作战飞行和管制指挥的地空协同通信，也用于提供塔台、进近和航站自动情报服务、航务管理等通信服务。我国东部地区3300米以上和西部地区6600米以上航路（线）实现了VHF通信覆盖，部分繁忙航路（线）实现了3000米以上通信覆盖。2010年9月空管概论14•VHF地空话音通信有其固有缺陷，如速度慢，易出错，业务种类受限。克服这些缺点的方法就是采用VHF数据通信（即VHF数据链）。VHF数据通信已成为VHF地空通信的发展方向，是新航行系统中非常重要的地空通信方式。2010年9月空管概论152010年9月空管概论16•地空数据链（air-grounddatalink）•基于地空通信协议和网络通信协议，实现飞机与地面系统之间的数字信息交换系统的通称。是国际民航组织新航行系统的重要组成部分。•地空数据链通常由机载单元、远端地面站或者通信卫星、地面通信网络、网控中心和各用户子系统构成等组成，主要用于实现地面空中交通管理和航空公司的相关系统与飞机之间的双向数据通信。在地空数据链中，机载通信系统就是一个与地面数据通信网相连的移动数据终端。地空数据链采用面向比特的ISO协议，符合航空电信网（ATN）的要求，是ATN的子网。2010年9月空管概论17•目前国际民航组织在新航行系统中定义的数据链主要有高频数据链、甚高频数据链、航空移动卫星业务数据链和S模式数据链。2010年9月空管概论18•管制员/飞行员数据链通信（controller/Pilotdatalinkcommunication，CPDLC）•利用甚高频频段或者卫星频段完成管制员与飞行员之间信息交换、实现模块化空中交通管制的双向数据通信系统。2010年9月空管概论19•CPDLC是利用数据替代话音管制的通信手段，通信服务包括一般信息交换，放行许可的发布、申请和复诵，对飞行器的监视和身份识别，位置报告点的监控等。管制员可以直接向飞行员发送管制指令，飞行员也可以直接向管制员发送飞行请求，指令和请求均以数据报文的形式实现，可以弥补话音通信的信道拥挤、误解、听错、信号失真和破坏等缺陷。CPDLC连接的建立、移交和终止有一定程序。管制单位收到飞机有效地址后，发出连接申请，经双方确认后即实现连接。移交和终止均由管制单位发起。在我国，CPDLC已经在L888航路得到使用。2010年9月空管概论20•航空移动卫星业务（aeronauticalmobilesatelliteservice，AMSS）•通过卫星为飞机和地面用户提供分组方式数据、电路方式数据以及话音业务的通信系统。•航空移动卫星业务（AMSS）系统由通信卫星、飞机地球站（AES）、地面地球站（GES）和网络协调站（NCS）四部分组成。2010年9月空管概论21•目前，AMSS主要用于向机组人员、旅客提供卫星电话、传真，及向航空公司提供用于航空运营管理的数据通信服务；在空中交通管理方面，AMSS主要作为VHF通信的备用手段、边远地区和洋区飞行的通信及HF通信的补充。在CNS/ATM的新空地通信系统中，AMSS将主要用于向空中交通管理提供数据链通信服务。2010年9月空管概论22•国际民航组织于1987年11月成立航空移动卫星业务专家组，负责制定与AMSS空地数字数据和话音通信有关的标准、建议措施、规程以及指导材料，适当考虑自动相关监视的需要。1991年11月航空移动卫星业务专家组扩大了业务范围，改称为航空移动通信专家组。1995年AMSS的“标准与建议措施（SARPs）”写入国际民航公约附件10，该SARPs是针对利用同步卫星制定的，因此目前的AMSS通信还不能在高纬度（75度以上）地区进行。2010年9月空管概论23•飞机通信寻址与报告系统（aircraftcommunicationaddressingandreportingsystem，ACARS）•面向字符型的、通过远端地面站和地面网络实现地面与飞机间报文传输的地空数据通信系统。ACARS通过数据链实现地空之间的数据和信息的自动传输交换，使飞机作为移动终端与空中交通管理（ATM）和航空公司的相关系统相连接。2010年9月空管概论24•ACARS系统由三部分组成，即机载数据通信系统、地面通信网络与运行控制中心、地面数据处理与应用系统。机载数据通信系统主要由通信管理组件、数据收发机、控制显示组件和打印机等组成，能够收、发各类数据，并通过控制显示组件显示阅读或者由打印机打印出来。地面通信网络与运行控制中心主要包括远端地面站（RGS）、网络运行控制中心以及相关的网络设施；其中网络运行控制中心是核心单元，负责飞机通信信息的判读、筛选、路由选择以及其他相关数据的维护和管理，同时负责RGS的维护与管理。地面数据处理与应用系统主要由ATM和航空公司的计算机网络组成，它通过地面通信网络与运行控制中心接收来自飞机的数据和信息，送到ATM或者航空公司的相应部门；同时，也收集各部门的信息传送到地面通信网络与运行控制中心，转达给相应飞机。2010年9月空管概论25•ACARS系统主要用于ATM和航空公司业务。ATM中的业务包括起飞前放行、数字式自动化终端区信息服务、管制员/飞行员数据链通信、自动相关监视服务及对空气象数据服务，可以有效减少ATM服务的话音需求，缓解甚高频频率资源的拥挤状况。航空公司中的业务包括飞行状态、发动机参数监控以及机场终端旅客服务、气象服务等。•ACARS的数据链可以是VHF数据链、HF数据链和卫星数据链。2010年9月空管概论26•ACARS系统昀早由美国ARINC公司在上世纪七十年代初开发，1978年投入使用。由于ACARS是面向字符的系统，相对于面向比特的通信技术，ACARS的效率不高，不灵活；且与面向比特技术的航空电信网（ATN）不兼容。ACARS将在ATN系统中升级，以适应新航行系统的体制。2010年9月空管概论27•选择呼叫系统（selectivecallingsystem，SELCAL）•管制员希望与指定飞机通信而向该飞机发送提示信息的航空移动通信系统。•选择呼叫系统是基于现有的高频（HF）或者甚高频（VHF）话音通信系统实现的。在进行选择呼叫通信时，正常的话音通信方式就被SELCAL方式所取代。加装了机载SELCAL系统的飞机，都指定了四个字母的SELCAL代码，这样地面的呼叫都能指向特定飞机。2010年9月空管概论28•选择呼叫系统由地面和机载通信系统组成。地面系统主要包括地面SELCAL单元（编码器），地空HF或者VHF发射机；机载系统主要包括HF或者VHF接收机，机载SELCAL单元（译码器）和SELCAL显示器。一旦管制员选择了SELCAL方式，地面通信系统便发出包含特定四个字母代码的呼叫脉冲（一个字母对应一个音频频率），飞机在指定频率上等待呼叫，以灯光和音响提示机组进行联络并显示呼叫方的频率。2010年9月空管概论29•在航空业发展早期，飞行员必须在指定频率上等待呼叫。由于在同一无线电频率中的话音通信剧增，系统操作复杂，影响了飞行安全。选择呼叫系统的发明，避免了飞行员长时间连续监听无线电通信或者由于疏漏而无法接通联系。选择呼叫系统于1957年由美国航空无线电公司（ARINC）引入民航，并代表国际民航组织颁发SELCAL代码。从2006年1月起，美国航空频谱资源公司（ASRI）接管ARINC公司有关选择呼叫系统的业务。2010年9月空管概论30航空固定通信设施•管制单位配备的航空固定通信设施包括报文通信和直通电话，用以交换和传递飞行计划和飞行动态，移交和协调空中交通管制。•管制单位之间的航空固定通信设施，应当具有下列功能：•（一）直通电话，用于雷达管制移交目的的，应当能够立即建立通信，用于其他通信的，应当在15秒之内建立；•（二）报文通信、报文传输时间不得超过５分钟。2010年9月空管概论31•管制单位使用的直通电话通信设施，应当有自动记录功能，自动记录应当至少保存30天。如果自动记录与飞行事故和飞行事故征候有关，应当按照要求长期保存，直至明确已不再需要保留时为止。•直通电话通信应当制定通信程序，并按照通信内容的轻重缓急程度建立通信秩序。必要时可以中断一些通话，以保证航空器遇到紧急情况时，管制单位能够立即与有关单位建立联系。2010年9月空管概论32•航空固定电信网（aeronauticalfixedtele