略論空中交通管理中的監(jiān)視技術應用

摘要：近年來，我國經濟快速發(fā)展，逐漸步入航空大國的序列。社會生活和生產對于空中運輸的需求量不斷升高，空中流量也日漸繁忙。飛機在空域的飛行過程中，空中交通管理過程是保障空域內飛行安全的重要手段。監(jiān)視技術的應用在空中交通管理過程中也是極為關鍵的一個部分。本文主要探討了當前空中交通管理中常用的監(jiān)視技術及其應用情況。

關鍵詞：空中交通；監(jiān)視；應用；管制；

為了確?？沼騼蕊w行器飛行過程中的安全性，空中交通管理應運而生。空中交通管理比之陸地交通管理，存在較為明顯的特殊性。由于空域遠離人們生活區(qū)域，進行空中交通管理只能夠依賴于科技手段來彌補人力無法達到的工作能力。隨著我國航空事業(yè)的迅速發(fā)展，空域內的流量與日俱增，空中交通管理難度日益增大，監(jiān)視技術的重要作用也更加充分的得以體現。

1. 空中交通管理中的監(jiān)視系統(tǒng)分類

從監(jiān)視系統(tǒng)的角度來將，可以大致將空中交通管理中的監(jiān)視過程分為分為獨立監(jiān)視、協(xié)同監(jiān)視以及相關監(jiān)視。

1.1 獨立監(jiān)視

所謂獨立監(jiān)視，就是一種通過單一的監(jiān)控技術或者設備實現對飛機的監(jiān)視，不需要其他管控者或者監(jiān)視者的配合。獨立監(jiān)視系統(tǒng)中最為成熟的監(jiān)控技術包括有一次監(jiān)視雷達、多基地雷達技術。其中一次監(jiān)視雷達監(jiān)視技術的獨立定位效果主要來自于雷達天線的波束以及目標對監(jiān)視著發(fā)射的無線電信號的反射，其獨立性相對較強、應用方便快捷。多基地雷達監(jiān)視技術則是屬于立體監(jiān)視技術范疇，能夠實現對多個目標的監(jiān)視。

1.2 協(xié)同監(jiān)視

協(xié)同監(jiān)視通常指的是監(jiān)視者和被監(jiān)視者的協(xié)同合作下完成的對飛機的監(jiān)視定位。值得注意的是，協(xié)同監(jiān)視系統(tǒng)中的監(jiān)視者和被監(jiān)視者都無法通過設備完成監(jiān)視。協(xié)同監(jiān)視的技術代表為二次雷達監(jiān)視、多基站測量定位技術等。

1.3 相關監(jiān)視

相關監(jiān)視是在被監(jiān)視者確定獨立定位后的背景下，將信息匯報給監(jiān)視者的方法。相關監(jiān)視的核心依靠于人工之間的溝通監(jiān)視，依靠信息的傳遞完成監(jiān)視，而非自動的監(jiān)視技術。與此同時，相關監(jiān)視的信息來源于被監(jiān)視者的主觀判斷，，其信息的可靠性較低、誤差大、時效性也難以得到保證。在正常情況下，相關監(jiān)視通常不會被空中交通管理采用，但隨著數字技術的快速發(fā)展，實現了相關監(jiān)視的自動化，成為了當前有效提高空中交通管制效率的主流方式之一。

2. 空中交通管理中監(jiān)視技術應用特點分析

伴隨著科學技術的不斷變革，空中交通管理監(jiān)控技術也逐步得到了發(fā)展。從最初的利用在飛機上安裝機器，利用無線電臺、地面標志物來進行參照和比較、分析，實現對飛機的空中管理控制，現如今，空中交通管理中的監(jiān)視技術已經實現了更加多元化的發(fā)展。以下對比較主流的監(jiān)視技術的應用特點做出簡單分析：

2.1 一次雷達監(jiān)視技術

相對而言，獨立監(jiān)視技術是最早被應用于空中交通管理過程中的監(jiān)視技術，其應用特點在于對空中交通起到極好的引導和控制作用。經過漫長的科技沿革之后，一次雷達監(jiān)視技術成為了最為常見的獨立監(jiān)視技術，并一直沿用至今。

一般來說，一次雷達監(jiān)視中主要使用有航路監(jiān)視雷達、機場監(jiān)視雷達和機場地面探測設備三個種類，其中航路監(jiān)視雷達同城設置在控制中心或者航路店上，機場監(jiān)視雷達主要給塔臺管制員使用，而機場地面探測設備主要實現對機場地面運動的飛機、車輛的監(jiān)控，在能見度較低的時候提供位置信息，確保飛機的起落安全。一次雷達的監(jiān)視優(yōu)點體現在以下幾個方面：一是直接性，空中交通管理員能夠直接通過熒幕上，讀取探測目標飛行物的方位、距離、移動速度以及移動方向。二是相對獨立性，一次雷達的檢測精度較高，空中交通管理員一般情況下不需要與探測目標應答。

2.2 二次雷達監(jiān)視技術

二次雷達監(jiān)視技術是對一次雷達監(jiān)視技術的拓展，它的主要特點在于其監(jiān)視活動的完成需要得到被監(jiān)視者的應答。二次雷達主要包括詢問雷達和應答雷達組成。通常詢問雷達固定在地面，應答雷達安裝在被監(jiān)視飛行目標上。

在空中交通管理過程中，管理員發(fā)射電磁波，目標雷達接受到詢問電磁波后被處罰，發(fā)射應答電磁波，詢問雷達自動工作，實現側圍和辨識。通過詢問和應答的過程，管理員能夠從二次雷達上了解到飛行目標的方向、編號、高度等參數。管理員能夠根據航路的安排、空中流量以及天氣變化來及時的做出相關的指引和命令措施，確?？罩薪煌ǖ牧鲿澈桶踩?。

相較于一次雷達而言，二次雷達監(jiān)測的精準度更高，但其應用范圍也存在一定的局限性。二次雷達監(jiān)視的距離有限，一旦脫離了目標高度，就很難形成詢問和應答的完整，導致監(jiān)視的不完整。

2.3 衛(wèi)星監(jiān)視技術

在我國宇宙航空事業(yè)不斷發(fā)展的背景之下，目前全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)也被廣泛應用于空中交通管理監(jiān)視工作之中。衛(wèi)星監(jiān)視技術以其高度自動化、全天候的工作狀態(tài)和工作方式，成為了當前被應用最多的監(jiān)視技術之一。

這種技術在空中管制中的應用主要是通過如下步驟進行的：首先是利用太空中不斷運行的監(jiān)視衛(wèi)星對飛行的線路與飛行的高度、速度等進行監(jiān)控，尤其是在同一片空中飛行的飛機進行不間斷地檢測；然后將搜集到的信息反饋給地面的相關單位，通過一定的機器設備對信息進行接收，相關的部門根據飛行的不同狀況進行數據的分析，得出應對的措施與方法；最后是飛機中的接收機對地面管制部門傳送的指令進行接收，根據指令進行飛行活動，最終完成一次完整的空中交通管制。

2.4 飛機位置實時可信監(jiān)視技術

飛機位置實時可信監(jiān)視技術主要是將相關監(jiān)視手段和雷達監(jiān)視技術相結合而得到的新型監(jiān)視技術。隨著相關監(jiān)視技術的數字自動化程度越來越高，ADS-C以及ADS-B技術的興起，將雷達技術和相關監(jiān)視手段聯合起來形成了一種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，實用性較強的主要是ADS-B技術和雷達監(jiān)視技術的結合形式。二者相互聯合之下，廣泛解決了包括結合結構統(tǒng)一、偏差消除、時間同步等在內的多個問題，全方位提高了結合效率，增強了監(jiān)視效果。

2.5 航跡性能保持監(jiān)視技術

我國航空流量和密度的進一步增加，空中交通管理對于飛機本身的航跡保持性能提出了更高的要求，因此，航跡性能保持監(jiān)視技術現階段已經成為空關鍵是的重要發(fā)展領域。對于飛機的航跡監(jiān)視最為困難的當屬垂直方向的性能監(jiān)視，目前民航空中交通管理主要采用的監(jiān)視手段包括有地基系統(tǒng)監(jiān)視和機載系統(tǒng)監(jiān)視。相比較而言，地基系統(tǒng)監(jiān)視是利用基站的硬件優(yōu)勢，在進行綜合定位的同時確定飛行垂直高度，完成部分航跡性能監(jiān)視工作，其定位更加精確、監(jiān)視范圍更廣。機載系統(tǒng)通常只能夠進行一部分的監(jiān)視修正工作。但事實上，飛機航跡有6個自由度，在縱向、側向的航跡性能保持監(jiān)控方面，相關監(jiān)視技術還有很大的發(fā)展空間。

隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展，促使著空管監(jiān)視技術也必須不斷發(fā)展、升級，才能快速適應愈加復雜的空域環(huán)境。

參考文獻

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作者簡介：劉星，1986.10.4，女，漢，四川成都，大學本科，西南空管局，助理工程師，運管中心。

（作者單位：西南空管局）