航空监视技术发展与管制应用

         航空监视一直以来作为管制的重要手段,每一次的技术革新对管制都是极大的提升,现阶段我们主要依靠的监视手段有:一次监视雷达、二次监视雷达(A/C模式、S模式)、场面监视雷达、地基ADS-B OUT以及ADS-C。截至2018年底,我国共有ADS-B系统121套、ADS-C系统4套、场面监视雷达32套、多点定位系统41套、二次雷达115套、一次雷达5套、一二次合装雷达33套、移动二次雷达8套、空管自动化系统120套。未来主要的发展方向主要集中在几个方面:自动相关监视(ADS-B)、雷达、多点定位结合,基于多元监视信息融合的态势感知系统。

         ADS-B作为未来监视技术主要推广手段,到目前为止,完成308个ADS-B地面站、主备一级数据中心、8个地区二级数据中心和36个数据站的建设,实现全国主要航路航线和运输机场监视覆盖。未来随着ADS-B IN的引入,在空管系统内会有五种新运行模式投入使用:基于ADS-B IN的可连续下降进场、航空器尾随飞行、汇聚排序、基于航径的运行(TBO)以及基于ADS-B IN的目视间隔进近。

         基于ADS-B IN的可连续下降进场。现在昆明长水机场已经在实施CCO/CDO运行模式,只不过只适用于夜间01:30-07:30航班流量较少时段。未来机载设备配备ADS-B IN后,航空器可以自主掌握与前机的水平间隔,管制员只需要制定落地顺序。与传统阶梯下降进场相比,连续下降进场时间可预测,可以做到更好的流程管理,节约管理费与燃油成本,乘客乘坐舒适感也进一步提升。

        航空器尾随飞行。由于ADS-B IN的引入,航空器可以从TCAS上直观的看到周边航空器的相关动态,因此在巡航阶段,可以由飞行员自主掌握与前机的间隔,甚至穿越其他航空器高度。

        汇聚排序。装备ADS-B IN机载设备后,基于对周边航空器的动态感知,可以得到明确的过台(点)时间,因此管制员只需要通报飞行员到点时间,即可完成对航空器的排序。以昆明进近XSJ台为例,进近管制员只需要在初次联系后,通知机组过台时间即可,中间过程完全由飞行员掌握。进一步延伸,可以做到航空器进入云南空域后,根据空中交通流量,就已经明确航空器到各个导航台(点)的时间。此项技术极大地减小了管制员工作负荷。

        基于航径的运行(TBO)。基于航径的运行其实也就是我们所说的四维航迹。比如说:RNP就指的是二维航迹,只给定了宽度,高度是管制员指定的。那么三维航迹就是在此基础上给予了一定的高度空间,仿佛一个管道一样,航空器在管道内自主飞行。那么四维航迹就是在此基础上,对飞行航迹上的各个节点加以时间限制。这就需要航空器极强的保持能力,同时也需要地空之间的通信能力,保障信息的实时传输和同步。最后还需要空管系统具有对总体飞行态势的监视能力、冲突预测与解决的能力。

        基于ADS-B IN的目视间隔进近。当前的目视进近主要受到两方面的限制,第一需要满足一定的气象条件,需要航空器持续目视前机或者机场。第二航空器与前机的目视间隔由飞行员目视观察掌握,普遍偏大。而基于ADS-B IN的目视间隔,飞行员可以准确的掌握周围航空器位置和方向,增强机组的位置感知。在气象条件下降甚至丢失目视参考时,依然可以利用ADS-B进行目视进近。另外飞行员也可以获取周围航空器的速度,可以对前方航空器突然减速提前做出行动,协助机组保持与前方航空器的目视间隔。其实早在2017年4月,华东空管局就针对ADS-B IN的目视间隔进近在虹桥机场做了一次验证。在满足气象条件下,使用三架具备ATSAW-VSA能力的A321飞机进行目视进近评估。最终基于实际的雷达监视数据,,三架航空器在五边进近过程的间隔为4.8KM、5.1KM。

         ADS-B在实际运行过程中,发现存在的主要问题有四类:一是重复的24地址码情况;在全国范围内已经明确的有4架航空器存在地址码重复现象,昆明地区暂时没有反馈存在此问题。二是领航计划报填写不规范问题;昆明进近管制室在实际运行中经常发现雷达出现DF告警,究其原因主要是因为领航计划报填写地址码有误。三是个别机组座舱操作不规范问题;实际运行中偶有发现航空器没有ADS-B信号,经与机组证实后,或者切换应答机后,ADS-B信号恢复。四是机载设备缺陷或受干扰造成的ADS-B位置信息不可用问题,在实际运行中会发现存在ADS-B信号分裂、位置跳变、Z字抖动等现象,需要管制员加以注意。

         ADS-B作为一项未来主要发展的监视手段,我们在看到ADS-B给管制技术带来革新发展的同时,也要看到它背后存在的风险。同时ADS-B需要庞大网络、卫星数据以及机载设备的支持,在任何一个环节出现问题都可能导致实际运作的不可靠。因此在发展ADS-B的同时传统的可靠手段也不可或缺,目前昆明进近就采用雷达信号与ADS-B信号融合的方法实施管制指挥,在保证信号质量的前提下,也能享受到ADS-B带来的便利了,所以相互融合使用是保障航空安全、提高效率的重要手段。

来源:云南空管分局(职云龙)

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