浅谈我国空中交通监视技术

自从动力航空活动诞生至今已经100多年来了，航空活动的范围不断增大，与人们的生产生活关系越来越密切，与航空活动相伴而生的空中交通管制的历史已接近百年，它的发展也经历了几个代表性的阶段。

第一阶段人工监视阶段

最早的机载话音通信是使用短波无线电话通信设备，无线电导航设备与话音电台是最早的机载设备，驾驶员通过观察地形地物依靠话音通信来报告航空器位置相应的管制方式为程序管制，航空器到达指定报告点进行报告，程序管制员接受此报告后，计算出航空器的具体位置，并合理预测与其他航空器的相对位置，来保障航空器的安全。

第二阶段被动独立监视

随着民用航空科学技术的不断提高，民航领域不断有新的航空器被投入使用，空中交通流量不断加大，仅依靠驾驶员的位置报告和话音通信已经很难满足空管监视的需求。一次航管雷达的广发应用预示着空管监视系统进入第二阶段，同时空中交通管制开始进入基于雷达的程序管制阶段的特殊过渡阶段，并有计划的向全方位雷达管制方式过渡。与人工监视阶段相比，雷达监视获得的目标位置更加准确，更加客观，但一次雷达易受杂波的干扰，并且无法识别目标身份。

第三阶段被动协同监视

第二次世界大战中，航空制造业得到空前发展，战后出现了喷气式客机，使民用航空器飞行的速度不断提高，性能越来越广泛，能在1万米以上的平流层飞行。在1953年，二次空管雷达在开始应用于民航监视系统，使得管制员可以在掌握航空器的位置的同时，掌握航空器的高度速度和航空器标识的相关信息，空管运行方式也由此进入了较高级的雷达管制阶段，在二十世纪八十年代后期，机载防撞系统大量装备航空器，为驾驶员提供交通信息及告警。SSR和WAS等新型监视技术构成的第三代空管监视技术的核心，二次雷达的不足是由于其仍然依靠无线电测距技术，其精度無法保证在高密度交通量的情况下系统高效的运行。

第四阶段主动协同监视

国际民航组织上世纪80年代正式提出了一种更加高效的监视方式利用卫星进行导航并把所得信息通过空地数据链路传输给管制部门的自动相关监视技术，包括合同式自动相关监视和广播式自动相关监视，基于自动化全球导航卫星系统的空管监视系统的航空器得出的数据，在数据准确性和刷新率上要比基于雷达的系统高很多，基于空地协同的空管监视技术实现了对空中交通态势的实时、准确监视，已成为当前和今后一段时间，管制监视技术发展的核心。

二十世纪世纪六七十年代初期，我国空中监视技术才刚刚起步，那时我国空中交通管制使用的是程序管制，直到二十世纪七十年代中期，从法国引进了我国第一套一次航管监视雷达，并首先安装在北京到上海的双向航线上进行试验，试验结果十分满意，大大缩短了航路，到了八十年代初，国家在全国航线上正式大力推广雷达管制，八十年代中期航空公司有计划的开始培训雷达管制员，但当时其他设施的建设并有跟上雷达设施的脚步，雷达并没有发挥出雷达管制真正的优势，它所起到的作用仅仅是程序管制进行辅助，二十世纪九十年代，我国在北京进近管制区范围内首先推行了雷达管制，这在我国空管监视技术发展史有着极其重要的意义，到了二十世纪末，我国民用机场开始大量引进国外先进的自动化监视设备，安装在我国飞行流量大的地区，但是，我国民用机场管制员却还是更习惯于程序管制方式，许多地区带头率先开展了雷达管制方式的试运行，因此，那个阶段被称为雷达管制下的程序管制阶段。截止到目前为止，我国雷达管制技术达到了国际先进水平，空管保障能力得到了很大提高。我国已在飞行任务繁重的地区、所有一二线城市、东西部大部分地区实现雷达信号全覆盖，实施雷达管制。

我国空中交通管制监视在未来将呈现以下特点：

1.各种监视技术整合使用：目前航空器一旦处于工作状态就会处于多方的监视下，从现在的形势看未来单一的监控手段应用领域会变得过于狭窄，有些情况无法适应，而各种监视技术相互交互使用效率更高，应用更广，符合我国的发展需求能长期发展。如，一次雷达可以继续用于检测航路上气象情况和机场场面监视;合同式自动相关监测将主要用于盆地、荒漠等边远地区交通监视;二次雷达可以辅助多基站测量定位系统以及自动相关监控系统，各种监视数据能够更加紧密的汇总和比较。又如利用s模式二次雷达为自动相关监控提供数据链;多基站测量和定位系统可以接受二次雷达响应信号，测量出的目标位置又可以验证自动相关监视系统的有效性，起到相互协同的作用，更加有利于我国民航的发展。

2.目标设计：随着需求的牵引，空中交通管制部门对监控系统的监控性能应进行有针对性的设计，即根据不同的情况，制定不同的监视策略，而不能以偏概全，监控系统将是新时期民航发展的另一个关键。空中交通管制对不同飞行阶段的监测准确率和数据的更新率提出不同的要求，各个地区不同的地理坏境特征和空域流量决定了该地区的监测的准确性和系统容量。因此，必须掌握针对目标设计的性能要求和地理特征。同时，在保证整个监视系统高效运作的前提下，把经济成本也作为重要因素考虑清楚。

3.提高预测精度和解决突发情况能力：现阶段，传统监控系统主要是获取当前目标的当前数据和规划数据进行外推分析。随着空间数据链路的开通与推广，以及机载航空应答设备的信息交互越来越紧密，地面监控系统可以准确掌握航空器当前的飞行参数，如航向，航行速度和航行线路等。将这些航空器实时下传的信息数据用于计算航空器飞行参数，可以有效提高监控系统精度。通过这一措施，可以显著提高系统的预测精度和冲突解决能力，使系统能够应对更大的空中交通流量。

参考文献：

[1]吕小平.空中交通管理文集[M].北京：航空工业出版社，2009.

[2]杜实.空中交通监视服务[M].北京：中国民航出版社，2012.

[3]张尉，张兴敢等.空管一次雷达[M]北京：国防工业出版社，2015.

[4]程擎，朱代武.新一代空中交通管理系统[M].四川：西南交通大学出版社，2013.

作者简介：王诗尧（1994.10-），籍贯：辽宁沈阳，工作省市：吉林省吉林市，邮编：132000，学历：大学本科，专业研究方向：航空管制。