低空空域监管中雷达、通信、导航技术的有效运用

王金全，孙天宇

（空军工程大学信息与导航学院 陕西 西安 710000）

1 雷达监控

利用雷达来进行探测的手段就是雷达监控。雷达监控对于低空空域监管效果显著，具有很广阔的发展前景。雷达监控主要分为一次雷达监控和二次雷达监控。

1.1 一次雷达监控

一次雷达监控是通过降低天线波瓣和副瓣，控制地面的杂质波和提高低速目标检波等方法，加强雷达对空中低空空域飞行器的探测和监控能力。该系统具有架设方便且工作性能较强的优势，但是一次雷达监控信号的接受和显示主要靠无线电脉冲来实现，在监控显示器上接收的信号只显示一个亮点，没有其他数据。与二次雷达监控相比，一次雷达监控存在被监控的飞行器在显示器上没有相应的识别码和信息数据等缺点，并且对于天气因素和外界杂波的抗干扰能力较差，稳定性低。

1.2 二次雷达监控

二次雷达监控是通过地面雷达和飞行器上机载雷达的相互配合，更有利于对低空空域飞行器的监控。二次雷达监控会周期性的向空中飞行器的机载雷达发射询问信号，当空中飞行器机载雷达收到信号后会自行针对收到的信号进行回复并发出应答信号。应答信号包括该飞行器的识别码、高度信息以及一些特殊的代码信息。杂波和天气因素对二次雷达监控的影响较小，因此能够远距离精准的对飞行器进行监控，保证飞行器的飞行安全，缩小飞行的间隔，释放低空空域的有效空间。但是二次雷达监控检测在目标过多时，容易出现目标重叠现象，影响更新的速度。二次雷达的所需要的工作时间长，成本很高。

2 自动相关监控

2.1 GNSS导航系统

GNSS系统与传统的导航系统相比较，具有高度精准的导航引导，为飞行器提供更加完善的服务。第一代GNSS系统是在GPS和GLONASS导航卫星星座的基础上建立的，第一代GNSS系统在导航的精确度和信息的准确性上稍有不足，技术人员经过对星基增强系统和地基增强系统的性能进行改进，对第一代GNSS系统的性能进行了加强。

2.2 ADS-B数据链

ADS-B属于自动监控系统的一种，指的是广播信息工作的系统。它包含了自动相关监控、机载防撞系统和现场监视系统的优势，是航空领域监视技术发展的未来。ADS-B技术主要通过地空之间数据的传输和接收，其模式数据主要有三种：（1）UAT模式。UAT模式是美国研制的可以用于多种用途的地空数据通信系统，同时具备支持ADS-B自动监控系统和ATN功能。系统所需求的设备要求比较简单，成本要求低，功能能够满足大部分机场的应用。（2）1090ES模式。1090ES模式的信息传输手段为PPM信息编码，对应飞行器的应答编码为1090MHz，能够提供大约1Mbps数据传输。对于一些大型的商业航班只需要对飞行器原有的S模式升级为1090ES模式，这种模式系统在大型客机和商业航班中应用广泛。（3）VDL-4模式。VDL-4模式的设计主要针对ADS-B系统开发利用，监控手段利用自组织式分复用多路方式，其性能和实用性在于将两种系统TIS-B和FIS-B系统考虑在内的通讯模式，VDL-4模式分为地面部分和机载部分。以上三种模式中，UAT模式主要为ADS-B系统服务，地面和机载系统都是应用978MHz进行数据双向传输；1090ES模式是应用于全球通用的ADS-B系统；VDL-4系统目前在我国应用很少，主要在欧洲地区进行使用，没有全球普及。

3 我国低空空域管理状况

我国目前低空空域管理主要分为管制空域、监视空域和报告空域三种管理。管制空域需要飞行人员提前向管制部门进行申请，飞行受航管部分指挥；监视空域只需要飞行人员进行报备，要求能够在雷达上清楚显示并随时和监管部门沟通；报告空域一般为自由飞行区域。

4 低空空域管理的对策和建议

4.1 合理划分空域

经过近些年对发达国家的学习，从合理、充分、有效的方面考虑充分利用低空空域。但考虑到我国飞行安全、飞行管制的能力以及相应通讯、导航、雷达建设和周围环境的保护，应该合理规划机场分布，根据国家安全的需要对低空空域采取不同的管理方式。

4.2 完善低空空域管理办法

建立合理的低空空域法律法规，是对低空空域管理的有效方法。要以保证我国低空空域安全和低空空域利用率为前提，严格遵守《中华人民共和国飞行基本规则》和《通用航空飞行管制条例》，但是这两部法规都缺少对低空空域和低空飞行的细节规范，因此我国需要建立一套完整的低空空域管理标准，用于我国低空空域航空管理。制定的管理标准要适应我国的国情，通过借鉴国外发达国家低空空域的管理办法，并结合我国的低空空域用户的实际情况和现有的民航法律法规。同时还应加强对低空空域专业人员的培训，完善低空空域的申请和报备方案，制定违反低空空域管理处罚的制度等几个方面逐步建立低空空域管理体系。

4.3 提高空管和低空飞行配套

我国低空空域管理人员要时刻监视低空空域的飞行动态，对我国低空空域领空的安全进行保障。通过现代化新型技术实现我国低空空域系统的优化和升级，同时整合现有的资源进行资源共享，提高低空空域系统信息水平，为我国建立合理的低空空域管理系统。低空空域管理人员要利用卫星等通信手段时刻监控航空机载GPS传回的相关数据，通过数据参数建立低空空域网络监管模型。还要加强对机载设备和地面保障配套设备的建设。最后建立低空空域飞行服务站，将低空空域管制人员机构、低空服务管制人员机构、飞行相关人员管制机构进行计算机资料联网，实现信息的共享。

4.4 明确管理职责，简化审批程序

由于不同时期对低空空域管理职责的划分不同，低空空域的基本管理一般由中国民用航空局负责，但是一旦有特殊情况发生，中国人民解放军有权对低空空域进行军事管理。根据发生的具体情况，时刻明确相关单位部门对低空空域的管理和对空域的使用流程，及时对航空信息和低空空域的使用情况进行公告发布。利用目前的先进手段，应该简化申报手续，缩短申报时间，进一步提高低空空域管理方式和服务效率。

5 结语

本文主要介绍了低空空域监控系统的两种常用方式和三种主要技术的应用。其中雷达监控技术主要应用于雷达监视方法中，自动相关监视系统在民航和通信手段上应用的比较广泛，三种主要技术之间相互补充，能够保证良好的监控效果，才能在低空空域监管中发挥这重要作用。