1、一、引 言隨著我國經濟的發展，帶動了民用航空事業的高速發展，根據預測，到2010年世界空中旅客運輸的年均增長率為6%，我國的民航業將以平均每年9%的高速度增長。可見現行的以地面設施為基礎的陸基的航空通信、導航和監視管理系統，將不能適應日益增長的空中交通流量和新型飛機航速、航程擴展的需要；同時也給航空管制設備提出了更高要求。新空域的開發，邊遠地區和越洋飛行密度的增加給飛行管制增加了難度，同時大量的空地、空空信息的互換使舊的語音通信設備難以勝任，所有的一切都說明，衛星通信導航設備在航空管制中的地位和作用越來越明顯。隨著衛星通信導航技術的應用在民航應用也越來越普遍，這給我們建立自己的衛星通信導航系統

2、提供了技術支持。那么衛星通信導航設備存在什么樣的問題？我們怎樣去解決呢？本文將試圖進行初步探討，以期待引起航空管制界，特別是軍航界對這一問題的重視。二、衛星通信導航的發展概況（一） 衛星通信導航概述衛星通信導航的設想產生于70年代初期，最初稱為未來航行系統。國際民航組織為盡快使各國認識到新航行系統低投入，高效益的特點，盡快在21世紀初期，在全球普及該系統，后來改名為新航行系統。即衛星導航、衛星通信和數據通信的新的空中交通管理系統，也就是人們常說的新的CNS/ATM系統。空中交通管理系統的技術基礎主要是三大硬件，即通信、導航與監視。而衛星通信導航系統主要新在“空基”上，也就是說系統是以空中衛星為

3、基本特征的系統。導航是該系統的核心，通信是系統的必要條件，監視可以說是系統安全保障的手段，缺一不可。下面對其三個組成部分做一下簡介。通信：航空通信包括空地通信和平面通信。新航行系統的通信是實現CNS/ATM的一個極其重要的條件，現已發展并被廣泛應用的衛星通信、數據通信以及航空電信網等，使系統的地面與空地通信有機的融為一體。此外，航空電信網使AOS、GNSS與各種通信系統有機結合起來，實現了各空中交通管理計算機系統之間，以及各類航空用戶間的數據交換。導航：CNS/ATM導航采取國際民航組織提出的全球導航衛星系統（GNSS）方案。GNSS是一種發展概念，主要靠GPS和GLONASS，而INMARS

4、AT-III的作用主要是改變其實時定位精度，增強民航導航的可靠性。使用GNSS，飛機就可直線飛行，既縮短了飛機間隔，又能省時省油，并提高了安全性、準點率與空間利用率，并且還能以此為基礎作自動相關監視。監視：CNS/ATM的監視系統是在現行的系統基礎上增加自動相關監視（ADS）和S模式二次雷達所形成的。它不僅可用于無雷達監視區，而且也用于交通高密集區，作二次雷達的備用與擴充。保證飛機在整個飛行過程中，無論是在海洋、沙漠等任何地方上空，都處于準確實時的監視中。SSR特別是S模式，用于空中高密度區，監視空中飛機，在新系統中同ADS集成使用。同時，用ADS技術和VHF數據通信，在十分繁忙的機場上，進行

5、場面監視，防止車輛非法進入跑道等，增加場面活動安全。（二） 衛星通信導航技術的發展現狀我國自從1990年加入國際民航組織以來，一直十分關注衛星通信導航技術在FANS的應用情況，并參與及跟蹤研究此項工作。先后組織人員完成系統建設的可行性論證，起草制訂了我國發展新航行系統總則規劃及相關許多文件。并于1998年開始在軍、民航結合各自實際情況實施。經過“九五”及“十五”初的建設，目前我國己完成了一部分有關空間和機載設備的跟蹤了解和引進驗證工作；作為新航行系統的重要組成部分的空中交通管制保障系統的研究和建設正在抓緊進行。其中北京、上海、廣州三大航路管制中心，甚高頻地空的數據通信網、自動雷達終端監視系統及

6、雷達信息聯網是具有代表性的項目，對中國未來空管系統的發展具有決定性的作用。此外，中國民航在西部建設了部分新航行系統地面設施，為裝備FANS系統設備的飛機開辟了昆明、成都、蘭州、烏魯木齊的L888航路，它的建成是我國向新航行系統過渡具有重要意義的實踐；并借此經驗在2002年3月把CNS/ATM航路向前推進，開辟了聯結中美極地的CNS/ATM航路中國段航路；在成都至拉薩航路實現并成功采用了自動相關監視技術。這些都為新航行系統平穩、順利過渡打下了堅實的基礎。（三） 衛星通信導航技術在航空管制中的發展前景 1、衛星通信導航技術應用的必要性衛星通信導航技術使用的目的是要在全球實現無間隙的空中交通管制，以

7、最大限度的利用空中資源，滿足不斷增長的航空運輸的需要。目前我國航管水平遠遠落后于發達國家，不再適應和滿足我國日益增長的空中運輸量。而衛星通信導航系統由于其大量的優點，在我國推廣使用后，有利于我國航管水平的迅速發展提高。首先，衛星通信導航以衛星技術為基礎，較現在的陸基航行系統覆蓋面廣，且新航行系統先進的技術支持的CNS對機場、跑道和其它著陸區域提供導航和進近服務，系統的自動化程度高，能為飛機提供良好的服務，增強飛行安全，減少延誤，提高空域、機場和跑道利用率。其次，先進的ATM系統為航空器提供了精確的三維和四維航跡，優化了飛行剖面，使更多的飛機可以沿著或靠近最佳航路與有利高度飛行；節省了時間，節約

8、了燃油；擴充了飛行容量，從而提高了經濟和社會效益。還有，現在的空地信息互換設備發展不協調，加之航路設計與航路結構靈活性遠遠滿足不了用戶的需求，限制了飛機流量增加。再則，目前CNS/ATM系統對世界各國來說，基本上處在同一水平的開發實施階段，它的完成運用需要一個較長的過渡時期。這對于我國縮小與發達國家的航管水平差距，提供了充足的空間和時間。以迅速適應我國迅速發展航空運輸業并盡快與國際接軌。綜上所述，可見我國發展衛星通信導航技術在航空管制中的應用十分必要。 2、衛星通信導航系統建設的目標 逐步采用成熟的現代衛星通信導航技術，在今后10年多的時間里建成具有數據鏈通信、衛星導航、空中交通管制和服務自動

9、化處理等特點的，與國際接軌又相對獨立，滿足我國軍民航需要的新的交通管理系統。將該系統在安全性、規范性、有效性、空域共享和人文因素等方面做出規定。我國新的交通管理系統達將與各國、各地區協調一致的運行，使空中交通管制和空域利用達到最佳水平；從而決定衛星通信導航技術在新系統中能否實現全球一體化目標。因此，以衛星通信導航技術為依托新航行系統的最終發展趨勢是建立一個全球一體化的系統。三、現代衛星通信導航技術在航空管制中的地位和作用（一）現代衛星通信導航技術在航空管制中的地位 1、基礎地位現代衛星通信導航系統有三個要素：第一是數據鏈通信，保障飛機和管制中心的信息互換傳輸；第二是衛星導航，隨時測定與掌握飛機

10、在空中的位置；第三是空中交通管制與信息自動化處理。系統中所有的結構、設施都是圍繞這三個要素發揮各自的功能的。現代航空管制系統就是指以衛星通信導航技術了解空中飛機動態, 以管制中心信息處理為核心，以語音和數據鏈通信為網絡，空中交通管制和服務自動化處理系統。未來航空管制的工作是建立在衛星通信導航技術基礎上的。 2、主體地位我國近年來民用航空運輸飛速發展，飛機起降架次逐年增長，部分地區出現了短時間的流量阻塞，在此情況之下，衛星通信導航技術在航空管制中的應用就顯得尤為重要了。我軍空中交通管制普遍采用程序管制或者是雷達監視下的程序管制。設備簡陋，不能很好的解決空中流量和控制問題，只能夠通過電話來協調各個

11、飛行之間發生的沖突。我國民航基本上形成了比較完善的衛星通信、導航、情報、氣象保障系統。衛星通信保障方面，在絕大多數民用機場配置了衛星語音地面站和衛星數據地面站，每個管制單位裝備了兩套以上的甚高頻對空通信電臺，部分對空中通信薄弱的地區配備了甚高頻的轉播臺，在我國東部地區實現了7000米以上甚高頻對空通信覆蓋。導航保障方面，絕大多數民航機場配備了儀表著陸系統，全向信標臺和測距儀，大部分高空，中低空管制區配備了二次或一、二次雷達，在我國東部地區基本達到了7000米以上雷達覆蓋。航行情報保障方面，建設了航行情報自動化系統，航行通報及航行資料制作技術有了明顯改進。氣象保障方面，各機場配備了氣象觀測、預報

12、設備，部分機場配備了氣象雷達、自動觀測系統、氣象衛星云圖接收設備，為航班飛行及時提供了所需要的航行資料。我國民航能較好地保障了全國民航運輸的正常運行。但是，與世界先進國家相比，民航管制系統在管理上，技術上還存在不少問題。美國是當今世界的民用航空大國，為了保證其空中交通順暢有序的運行，在聯邦航空局內建設了一套較為先進有效的空中交通管理系統。該系統以位于華盛頓的聯邦航空局流量控制中心為主，統一管理全國的飛行流量，由各航路管制中心，樞紐終端雷達管制區和受流量影響較大的機場組成。流量控制中心對全國各大機場的飛行流量實施監控，一旦某一機場的飛行流量控制超過或即將超過該機場實際接受能力，則由該區域范圍內的

13、航路控制中心與流量控制中心協調，對進出該機場實施控制，每一架起降的飛機都必須經過批準后方可起飛或降落。美國的航路管制設備在世界范圍內都是比較先進的，這都需要相關的通信導航設備和衛星技術的支持來完成，美國的衛星通信導航技術是世界上最先進的，這是美國解決空域擁擠問題的先決條件。學習美國流量的管理方法，提高自己航空管制設備的技術水平，對于改善我國的空中交通管理，逐步改善自己空中交通流量問題是十分有利的。從軍航、民航以及美國航空管制的現狀橫向比較來看，不難看出，衛星通信導航設備的發展制約著航空管制的發展。衛星通信導航技術的發展，能夠很好的解決空中交通擁擠的問題。所以說現代衛星通信導航技術在航空管制中占

14、據著十分重要的地位。 3、主導地位隨著航空事業的飛速發展，空中交通的流量必然也隨之增加。與流量增長相適應，在不提高設備技術水平的前提下，現行航管操作費用也在上升。沒有先進的衛星通信導航設備容量的增長只能通過減小現行的管制區的大小的限制了航空事業的發展。從民航以及外國航空管制技術發展來看先進的航管設備的使用能有效的減少高峰期的延誤和等待，減少了管制員和機組人員的工作量、增加了空域的容量和減少飛行事故的發生、減少管制員的數量等等。衛星通信導航技術的發展決定了航空管制事業的發展。衛星通信導航裝備現代化程度也決定著航空管制現代化程度，主導著其未來的發展方向和現代的水平。（二）現代衛星通信導航技術在航空

15、管制中的作用現代衛星通信導航技術在航空管制中占據著十分重要的地位，同時也在航空管制中發揮著十分重要的作用。新的、先進的衛星通信導航技術有利于保障飛行安全、提高對飛行的時間和空間利用率。航空管制的根本目的就是為了保障飛行安全，安全是第一位的。保障飛行安全的同時提高對時間空間的利用率，可以提高經濟效益，提高對空域資源的利用率。1、保證了飛行安全現在，我們航空管制所要解決的安全問題主要是防相撞問題。防相撞也就是說航空器之間要有規定的飛行間隔，飛機間隔是為了防止飛行沖突，保證飛行安全，提高飛行時間空間利用率，防止航空器與航空器，航空器與地面物相撞。防相撞工作是飛行管制上午中心工作，也是一項嚴肅的政治任

16、務。因此，一旦空中飛機相撞，將會極大的損害國家、軍隊的形象和聲譽，給國家和人民的生命財產和安全造成了不可估量的損失。當前，我國航路（航線）縱橫交錯，使部隊飛行空域呈現條塊分割狀況，本來部隊日常訓練飛行穿越航路（航線）的就多，而且以后的訓練更加貼近實戰，飛行機動動作大、留空時間長、航線轉彎點多，每次出動飛機數量多，所以今后軍航的飛機穿越航路（航線）的次數就會更加頻繁尤其是航路（航線）集中的飛行密度大地區，飛行機動性大，占據空間范圍大、協調復雜。這樣就使航空管制界的難度增大了，也就容易發生航空器相撞，出現危險接近。目前我軍飛行管制部門對飛行動態的監控主要是依靠的一、二次雷達信號和無線電守聽。一般情

17、況下，多數的飛行動態可以清晰的在顯示器顯示出來的，管制員可以清晰的了解飛機的位置和高度，有利于識別飛行沖突，及時進行調配。現代化通信導航設備的應用，有利于幫助管制員監控飛機，掌握飛行動態，有效的防止航空器發生危險。所以說，現代衛星通信導航設備的使用對保障飛行安全起到了重要的作用。2、提高了時間和空間利用率在保障飛行安全的同時，提高時間和空間的利用率，也是很必要的。航空器的間隔包括水平間隔和垂直間隔，水平間隔又包括橫向間隔和縱向間隔。可以通過采用先進的通信導航設備來縮短航空器之間的間隔。現有航空器之間的前后安全間隔是10分鐘，如果按照每小時900公里/小時考慮的話，那航空器縱向間隔就是150公里

18、。航空器的橫向間隔是10公里，航空和空域之間的間隔是20公里。航空器的垂直間隔是7600米以下300米，7600以上600米。而雷達管制的安全間隔為一般情況下不小于5海里（9.25公里），特定情況下為3海里（5.55公里）如果按照程序管制下1架次時速900公里的飛機的縱向安全間隔距離，可以容下雷達管制條件下同速度飛機16個架次。程序管制下航路和空域的安全距離，可以容下兩條航線。在相同的空域、航線數和飛行架次越多，空域利用率就越高。這樣的話管制人員，按照程序管制的安全間隔協調的話，就會浪費大量的空間資源。比如說8架飛機同時到場的時候，要保持程序管制的安全間隔，飛機相互避讓，需要80到90 分鐘的

19、安全間隔，而雷達管制只需要5分鐘的安全間隔。所以說利用先進的通信導航技術來監控飛機，就可以縮短飛機的安全間隔，從而可以提高時間和空間利用率。3、提高了管制員的工作效率程序管制條件下的飛行管制員是根據飛行計劃和飛行報告的航線監控飛行中的航空器之間的安全間隔。就我所在實習機場來說，每個值班的管制員六點前就起床處理其他場站發來的報文，對路過本場空域的報文還得做轉場卡片的填寫，并且要用電話通知相關的單位。本場飛行的時候，不但要向相關單位通報飛行情況，并且要通告起飛的時候。所有這一切都是通過電話來完成的，最多一天能接一千多個電話，工作量很大但是工作效益不高，一旦出現什么情況處置的不好，將嚴重的影響一天的

20、工作。通過情報編輯系統發送報文并得知其他機場的飛行動態，對本場空域和相關機場空域使用情況一目了然。飛機之間可以通過機載防相撞系統警告飛機的機組人員可能發生的沖突，為空中交通服務提供備份，該系統完全屬于機載設備而不依靠任何地面系統設施。防相撞設備詢問鄰近飛機的二次雷達應答機并接收他們的回答，通過計算機分析這些回答，確定哪一架飛機可能和自己有潛在的飛行沖突，給機組人員提供適應的信息以確定飛機間隔。這樣的話飛機在指定的航線、航路中飛行，飛行管制員不用過多的去管理，大大的減少了管制員的工作量，提高了工作效益。縱上所述，現代衛星通信導航技術在航空管制中占據著十分重要的地位，發揮著十分重要的作用。加速衛星

21、通信導航設備的建設對保證飛行安全，提高時間和空間利用率，提高管制員工作效益有著決定性的意義，只有這樣才能促進航管事業的建設，推動航空事業的發展。四、目前衛星通信導航設備應用中存在的問題（一）設備抗干擾能力差隨著航空管制條件的逐步改善，各機場到軍區空軍除了有兩條以上軍用線路外，還租用了郵電中繼電路和一部郵電全國直撥電話。應該說，有線電話手段和電路數量較兩年前有了改善，防相撞能力有了很大的提高。但是從航空管制信息傳遞角度考慮，影響防相撞的問題仍然存在：一是“結合部”之間有線通信保障能力仍然比較低。沒有隸屬關系的管制區與所屬飛行管制室之間；飛行管制室和友鄰機場飛行管制室之間，航空通信直達線路少，穩定

22、性不高。二是管制分區與所屬機場管制室之間的有線電話依然陳舊，受天氣和人為因素的影響，也會發生中斷現象，一旦中斷，恢復需要時間長，影響管制信息及時傳遞。三是有線通信易受干擾、保密性不強。佛山場站管制室的有線電話平時使用中聲音小、噪音大，在傳達重要問題時往往要反復核對；在同領導通話過程中，經常讓領導重復重要內容，使管制工作很被動；特別是在有飛行活動的時候，本來噪音就比較大，再加上管制室附近的五號雷達工作時，電話中的噪音很大，嚴重的影響到正常通話。（二）設備現狀與發展需求的差距大近年來為了保障管制通信導航，衛星通信導航設備的應用，如應急單邊帶話網和衛星話（數）網的使用，對確保航空管制信息迅速，可靠的

23、傳遞起了很大的作用。但從使用情況看，仍有許多問題需要解決，一是操作不便利造成管制人員不愿意使用這些設備，使這些通信導航設備作用發揮不出來。二是這些設備在實際運用過程中發現，由于設備不配套，設備間的兼容性差。這些不同類型的系統之間飛行情報不能很好的互聯互通，導致某些機場管制中心有設備卻用不上。如漢口機場，雖然其在前些年就已經聯網，但到目前為止很多工作還是只能采取手工執行。其主要原因有：報文格式未進行改造，各地采用的報文格式標準不同，往往是因為各地區情況不同，使用報文格式也就不同，飛管系的教材雖然對電報格式進行了嚴格的要求，但在實習中發現，各地區會因地區習慣采用適合本地區的簡便方法。如佛山機場，對

24、航行電報的處理是編主備計劃兩批，主備航線只在后面進行注明，這樣就無法在現有設備中區分出來，往往被認為是錯誤的，只能通過電話或電報上報。經過幾次航管設備的集中建設，管制設備有所改進，但“八五”“九五”中新建的系統不能很好的兼容，空二所和南京28所在理解、執行飛行情報規范和飛行情報操作規范上也存在一定的差異。“八五”期間空軍新建的管制中心是15個，“九五”空軍新建的管制中心有57個，而其他機場管制室未配備飛行情報終端，如昆明機場，該機場是一個軍民兩用的機場，平時飛行量大，雖然最近幾年配備了新的設備，能夠從屏幕上監控飛機的位置，飛機的指揮都是交給了民航，但在執行一些特殊的任務時就比較被動。如米-8飛

25、機在執行護林任務的保障中，由于飛機高度低，地形復雜，單單就一部122電臺進行指揮，而122電臺作用距離有限，對飛機根本就聯系不上，有時聯系上了通話質量都很差，最后只有通過站調進行指揮，給機場管制工作帶來了很大的被動。衛星話數網擔負傳遞航行電報的任務后，對航行電報及時準確的傳遞起了很大的作用，但其效益遠遠沒有得到發揮。首先，機場管制室大多數沒有裝備衛星終端，航行電報仍然是通過機要加密，經過衛星數據網或是電報傳遞，環節眾多，需時長，沒有發揮出設備簡單、迅速傳遞的優勢。（三） 老舊設備維修難度大經過“八五”“九五”期間的航管設備的集中建設，我國的航管設備建設取得了一定的進步，但一些地區、不同部門間的

26、設備差距還很大。同一單位中多種設備并存，給設備的維護帶來了很大的難度。隨著航空技術的飛躍發展，衛星通信導航設備不斷更新換代，但是由于種種原因，我國的航管設備的發展很不均衡，原有的設備零部件短缺，往往是拆了東墻補西墻，嚴重的影響到了設備的正常工作。也給設備的維護帶來了很大的難度，對維護人員的要求也更高。航管設備的精度和可靠性要求提高，需要專業人員精心維護，但目前一般的管制室只有一個技師，甚至連技師也沒有，而讓一個戰士經過簡單的培訓來充當技師，這樣就不能保證航管設備維護的連續性，一旦出現問題，而技師又處理不了，將嚴重影響飛行任務的執行。所以管制室應當編配正規的專業技師，他們應該具備很強的專業知識，

27、不僅對航管設備在應用過程中的問題能夠熟練的解決，而且要在平時的維護過程中能及時的發現一些隱患把它消滅在萌芽之中，延長設備的使用壽命。（四）知識的更新滯后于設備的發展由于管制中心設備技術含量高，結構復雜，可靠性和穩定性要求高，國內又沒有現成的設備可利用。因此“八五計劃”管制中心到99年2月份才全部安裝到位，部分管制中心的飛行情報系統還沒有組織全國聯網，而且部分管制室出現了設備等人的現象。尤其是在設備的某些功能上，有的人根本沒有聽說過，這就等于新的設備只是一個擺設，而無實際用處。再就是在人才培養上，主要是飛管系，因為它是管制員的搖籃，而飛管系現在教學用的教材講義都是八十年代的產物，有的教材根本不注

28、重質量，錯別字多，一點都不規范。再加上學院的激勵制度不夠，對教員和學員都沒有起到應有的動力。只有從根本上改革現有的教學制度和部隊的編制體制。讓學員從心底喜歡學航管專業，讓學員認識到學航管專業前途光明。要不然很多人總想著學這個專業沒有前途，老想著改行，這樣本專業就對很多學員失去了吸引力。再一個就是要每年都要更新課本的質量和內容。新開設航管設備課程，介紹衛星通信導航設備和其他的設備使用情況和怎樣維護，讓學員在未實習前對現有的航管設備有個認識。我們的教學和開設的課程要盡量與民航的課程靠齊。五、解決問題的對策（一）走“立足國內”與“適當引進”相結合的道路我國的航管水平總體上遠遠落后于發達國家，這就要求

29、我們在建設、發展衛星通信導航系統過程中，始終強調“安全第一”的觀念，而并非一味求快、求領先，應耐心跟蹤有關國家和地區的建設、發展過渡情況，處理好國內研發與國外引進的關系，堅持走“立足國內、適當引進”的原則，在以國內為主的基礎上，適當引進一批國外的先進設備和技術，加快我國衛星通信導航系統的建設發展步伐，但不能依賴國外，尤其是軟件開發，從而從根本上擺脫受制于人的局面。（二）爭取國際合作，獲取新的技術鑒于目前各國、各地區航管水平的不平衡的限制，迅速建立一個統一系統，存在著諸多方面的問題，這對于想建立一個用于支持21世紀繁重的交通運輸的全球精確共同的衛星導航系統而言，開展廣泛的國際合作就顯的極為重要。尤其是在通信、導航、監視的星基部分不是單一國家經濟所能承擔的；即使能那也是覆蓋局部地區的區域性系統，并非全球系統。因此，對涉及衛星通信導航系統安全的關鍵問題上，任何國家都應在自主的基礎上，廣泛參與國際或地區性的聯合行動和合作項目。它對抗衡美國GPS和俄羅斯的GLONASS的獨霸和排它行為，從源頭上擺脫對軍用GPS或GLONASS