新航行系统简介

绪论飞机如何实现飞行？机组人员的操纵地面的维护、监控、指挥完成飞行使用的设施？通信设施(Communication)导航设施(Navigation)监视设施(Surveillance)1.1空中交通服务系统的结构及服务区域1.1.1空中交通服务系统的结构空中交通管理系统通信系统导航系统监视系统气象系统航行情报系统1.1.2空中交通服务系统的服务区域民航空管系统分为总局空管局地区空管局航站空管部门飞行情报区高空管制区中低空管制区终端区机场塔台管制区1.1.3现行航行系统的状况及存在的弊端一、现行航行系统情况(一)通信系统(地空通信系统)VHF(甚高频)话音通信HF(高频)话音通信低速数据通信(二)导航系统航路导航系统NDB(无方向信标系统)VOR/DME(全向信标系统/测距仪系统)INS/IRS(惯性导航系统/惯性基准系统)GPS(全球定位系统)终端导航系统NDB、VOR/DME、ILS、MLS、GPS微波着陆系统仪表着陆系统(三)监视系统人工相关监视(话音报告位置)雷达监视(雷达显示器监测飞机位置)•当前航行系统存在的缺点1、精度低，可靠性差；2、全球难以以统一方式运作；3、通信采用话音而缺少空地数字数据交换系统：(1)传输速度慢(2)多信宿的限制(3)易出错(4)业务种类的限制4、现行的CNS难以适应飞机架次及流量的增加1.1.4新航行系统概念的由来1983年，ICAO提出FANS(FutureAirNavigationSystem)；1988年5月FANS第四次会议，建议采纳主要基于卫星技术的全球新CNS/ATM系统，即FANS系统；1990年成立FANS-II委员会，负责制定FANS系统的实施计划和过渡安排；1991年FANS的概念和基本方案在ICAO第十次航行会议上通过，并于1992年10月得到ICAO第29届大会批准；1993年FANS/II委员会完成历史使命，转入实施阶段，同时改称为CNS/ATM系统，简称新航行系统新航行系统：是一个以星基为主的全球通信、导航、监视加上自动化的空中交通管理的系统。从新技术上利用上说，主要是卫星技术＋数据链技术＋计算机网络技术的应用。全球CNS系统的关键问题是卫星应用问题，ATM系统的关键问题是数据化、计算机处理及联网问题。新航行系统的组成：通信(C)导航(N)监视(S)空中交通管理(ATM)其中CNS是硬件，ATM是软件新航行系统的目的－－安全、容量、效率、效益利用新技术适应未来航行的需要，提高系统容量；覆盖海洋、边远地区和高高度，实现全球无缝隙的覆盖；采用数字式数据交换，改善质量，提高空管自动化水平，促进航空安全；提高空管的灵活性，从程序管制过渡到雷达和ADS监视下管制，使空域的利用动态化；扩展监视的作用，在保证安全的前提下缩小飞行间隔，提高空域的利用率；提高精密定位能力，增大飞行的自由度，逐步实现自由飞行；适应全球航行的需要。三、新航行系统的实施方案(一)通信系统关键在于双向数据传输。传输途径：VHF数据链(话音)航空移动卫星数据链二次监视雷达S模式数据链HF数据链(话音)连接：航空电信网(ATN)(二)导航系统逐步引入区域导航(RNAV)能力，并使其符合所需导航性能(RNP)；全球卫星导航系统(GNSS)将提供全球覆盖，作飞机航路导航和非精密进近；NDB、VOR和DME逐渐退出；惯性导航保留并发展，发展组合导航；采用差分技术实现精密进近。(三)监视系统A/C模式或S模式的二次雷达(SSR)用作终端区和高交通密度陆地空域的监视；自动相关监视(ADS)用在其他空域，最终将普遍使用自动相关监视，并且可以和二次雷达重叠使用。(四)空中交通管理(ATM)1、空中交通流量管理(ATFM)2、空域管理(ASM)3、空中交通服务(ATS)(1)空中交通管制ATC(2)航行情报服务FIS(3)告警服务AL四、新航行系统的特点(一)系统特点1、新航行系统是一个完整的系统2、新航行系统是一个全球一体化的系统3、新航行系统是一个以滚动方式发展的系统设备的使用、选择转变到制定所需性能标准（RNP、RCP、RMP、RATMP）(二)技术方面的特点卫星技术+数据链+计算机网络+自动化卫星技术和数据处理技术从根本上克服了陆基航行系统固有的而又无法解决的一些缺陷，如覆盖能力有限，信号质量差等。计算机应用和自动化技术是实现信息处理快捷、精确，减轻人员工作负荷的重要手段。(三)实施方面的特点1、先辅后主初期，新系统在运行中起辅助作用，即在功能上发挥补充能力作用。后期，除少部分优秀的现行系统作新系统的备份外，新系统成为空中交通管理的主角2、先易后难新系统先在对陆基设备影响小的地方或环境实现应用，那些对陆基系统产生较大影响的场合迟后慎重解决五、新航行系统的实施措施123123六、新航行系统的优点1234七、新航行系统对空管体系的变革1、陆基航行系统向星基航行系统转变通信：AMSS；导航：GNSS2、国家空管系统向全球一体化空管体系转变3、空中交通管制向自动化方式转变八、新航行系统的发展1983年，ICAO提出FANS的概念；1993～2000年，新旧系统并存；2000～2005年，新航行系统广泛使用；2005～2010年，旧系统退出使用；2010年后，新航行系统成为唯一的系统。九、我国对CNS/ATM的实施简介1、1996～2000年，规划及初始试验阶段①分阶段建立和逐步完善全国数据通信网络。②利用现有卫星导航系统，在我国东北和西北航路进行ADS/GNSS试验工程。③制定相关新航行系统的技术规范、标准、程序，加强人员培训，使系统软件逐步达到新航行系统初始运行的条件。④研究和论证在我国建立航空卫星移动系统的可行性和前期工程。⑤开发和建立我国航路卫星导航初始监视监测系统。⑥在中、小型机场进行DGNSS非精密进近和着陆的试验工程。2、2001～2005年，改造空管系统阶段①建立ADS/GNSS航路。②采用RNP/RNAV概念进行空管系统的规划和建设。③建立航空GES站和航空卫星移动通信系统。④建立我国航空电信网（ATN）。⑤制定我国新航行系统建设和运行的认证许可和审定制度。⑥建立空域结构优化管理和计算机设计系统。⑦建立全国流量管理及运行系统。3、2006～2010年，现行系统向CNS/ATM过渡①采用新航行系统的标准和规范，逐步更新通信、导航和监视设施。②建立区域导航和所需导航性能、所需通信性能环境，应用星基设施和技术，逐步采用新航行系统航路和空域运作。③完善和健全新航行系统各子系统的建设和集成。④逐步走上规划、建设、服务和用户相互协调和共同发展的良性循环轨道。实施政策:采用全球一体化的空地和地地网络通信系统，提供基本低速数据到高速数据以及话音的多功能能力；采用全球导航卫星系统GNSS，逐步要求飞机在一定空域内具备RNP能力；采用自动相关监视技术，利用空地数据和仿真雷达技术或作为备份；灵活有效地利用空域，增强飞行安全和预测性，增大空中交通流量，减少航班延误。技术政策:确立了以卫星为基础的通信系统和确定了VHF数据链通信网络的技术政策；确立了采用和发展GNSS的技术政策，包括逐步发展WAAS广域增强系统和引入RNP概念；确立了境内航路和越洋航路上ADS工程实施的技术政策；确立了自动化和系统集成研究方向，并制定了新的ATS程序。十、我国CNS/ATM系统的发展返回思考题：1、当前航行系统有哪些缺点？2、新航行系统是什么？3、新航行系统的实施方案怎样？4、ATM包括哪些内容？返回返回返回返回现行航行系统返回返回返回返回返回返回返回返回返回一九八三年返回返回ATM返回返回返回区域导航(RNAV)：区域导航是一种导航方法，允许飞机在台基导航设备的基准台覆盖范围内或在自主导航设备能力限度内或者两者配合下按如何希望的飞行路径运行。VOR/DME、GPSINS/IRS返回所需导航性能(RNP)：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。返回返回返回返回返回返回返回一九八三年返回返回返回返回返回返回