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【摘要】近年來，浙江省通用航空發(fā)展迅速，但低空通信監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)程較為滯后。本文結(jié)合浙江省低空空域通信監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀，研究現(xiàn)有低空通信監(jiān)視技術(shù)，提出當(dāng)前適用于浙江省低空通信監(jiān)視方案及未來發(fā)展方向的建議。

關(guān)鍵詞：通用航空；低空空域；通信監(jiān)視

一、浙江省低空通信監(jiān)視現(xiàn)狀

浙江是國家通用航空綜合試點(diǎn)省。目前，全省投用通用機(jī)場11個，通航運(yùn)營企業(yè)達(dá)到13家，通航飛機(jī)65架，并在建德、新昌等重點(diǎn)建設(shè)了多個航空特色小鎮(zhèn)。舟山、溫州海上救助飛行基地相繼建成，浙江省航空應(yīng)急救援中心加快建設(shè)。寧波、紹興列入通用航空產(chǎn)業(yè)綜合示范區(qū)試點(diǎn)。短途運(yùn)輸航線不斷拓展，杭州千島湖、新昌天姥山列入國家低空旅游示范工程，航空服務(wù)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)新格局。目前浙江省低空通信監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)程較慢，圍繞舟山-建德地空目視飛行航線和建德-黃山地空目視飛行航線部署4套ADS-B地面站設(shè)備和VHF電臺，實(shí)現(xiàn)舟山朱家尖機(jī)場—西店鎮(zhèn)段600米以上通信監(jiān)視覆蓋；西店鎮(zhèn)—建德千島湖通用機(jī)場段900米以上通信監(jiān)視覆蓋；建德千島湖通用機(jī)場-黃山機(jī)場段1500米以上通信監(jiān)視覆蓋。總體而言，浙江低空通信監(jiān)視基礎(chǔ)設(shè)施較為缺失，無法為全省范圍內(nèi)通用航空飛行活動提供有效的管控和服務(wù)，通航飛行存在安全隱患，通用航空發(fā)展的潛在需求并未得到有效釋放。

二、低空通信技術(shù)

適合低空通信的主要手段包括航空甚高頻通信、地面移動通信、衛(wèi)星通信、機(jī)場場面無線通信等技術(shù)[1]。甚高頻地面電臺和機(jī)載電臺是目前空管保障的標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備，技術(shù)成熟，信號較清晰，受外界干擾小，但現(xiàn)有軍民航甚高頻電臺只覆蓋航路航線和中高空空域，需新建覆蓋低空空域的地面甚高頻對空臺網(wǎng)。現(xiàn)有地面移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍廣，已成為成熟、穩(wěn)定、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，能基本覆蓋400m以下空域，適用于速度不高(150km/h以下）的航空器。衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、不受地理?xiàng)l件限制、使用靈活、信道穩(wěn)定、通信質(zhì)量好等特點(diǎn)，地面只需少量配套建設(shè)，但設(shè)備和使用成本高，目前比較適合高端航空器使用。除專門的通信衛(wèi)星外，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的短報文功能也可作為一種星基通信手段，優(yōu)點(diǎn)是自主可控、兼容導(dǎo)航功能、使用成本較低，缺點(diǎn)是通信能力較弱，民用級僅能單次傳送40－60個漢字的短消息，服務(wù)頻度默認(rèn)60s。機(jī)場場面無線通信系統(tǒng)[2]（Aeronautical Mobile Airport Communications System，Aero MACS）是一種基于IEEE802.16協(xié)議的安全無線寬帶通信系統(tǒng)，不僅能夠用于飛機(jī)對地接入和機(jī)場各種管理系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)新一代空中交通管理對機(jī)場移動寬帶數(shù)據(jù)通信的需求[3]。

三、低空監(jiān)視技術(shù)

按照位置信息獲取方式及其核心設(shè)備類型，監(jiān)視技術(shù)主要分為自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)、雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)、多點(diǎn)定位技術(shù)等[4]。自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)是指監(jiān)視目標(biāo)依靠全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNS S）獲取自身位置信息，并通過數(shù)據(jù)鏈向地面設(shè)備主動發(fā)送定位信息的監(jiān)視技術(shù)，主要包括契約式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-C）、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）。雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)包括一次監(jiān)視雷達(dá)、場面監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷，其中一次雷達(dá)、場面監(jiān)視雷達(dá)屬于獨(dú)立非協(xié)同式監(jiān)視，無需監(jiān)視目標(biāo)協(xié)作直接通過地面設(shè)備獨(dú)立輻射電磁波測量，獲取監(jiān)視目標(biāo)定位信息；二次監(jiān)視雷達(dá)是獨(dú)立協(xié)同式監(jiān)視，由地面設(shè)備向監(jiān)視目標(biāo)發(fā)出詢問，并接收監(jiān)視目標(biāo)的應(yīng)答信息，按詢問模式分為A/C模式二次雷達(dá)監(jiān)視和S模式二次監(jiān)視雷達(dá)監(jiān)視。多點(diǎn)定位技術(shù)，屬于獨(dú)立協(xié)同式監(jiān)視，利用多個地面站接收監(jiān)視目標(biāo)發(fā)射的同一應(yīng)答信號，通過計(jì)算各地面站接收的時間差實(shí)現(xiàn)監(jiān)視目標(biāo)定位的系統(tǒng)，按應(yīng)用范圍分為場面多點(diǎn)定位系統(tǒng)（ASM）和廣域多點(diǎn)定位系統(tǒng)(WAM)。

四、技術(shù)總結(jié)及對策建議

（一）低空通信對策建議VHF語音通信技術(shù)成熟，目前已廣泛應(yīng)用于民航地空通信，設(shè)備覆蓋范圍較廣，設(shè)備成熟且價格合理，比較適合用于低空通信；移動通信技術(shù)更新?lián)Q代快，4G受地形限制較大，易受山區(qū)高樓等地形影響通信質(zhì)量，5G基站布設(shè)難度大，成本高，布設(shè)完成后耗能高，目前不能適用于野外大規(guī)模布設(shè)基站，且移動通信覆蓋高度為400m以下，存在400-900m的空域通信盲區(qū)；北斗短報文技術(shù)有著不受地形限制，隨時進(jìn)行溝通的優(yōu)點(diǎn)，但北斗短報文通信只能進(jìn)行文字信息輸送，且有著字?jǐn)?shù)限制，無法進(jìn)行地空語音通話，需要配合其他設(shè)備進(jìn)行組合通信才能達(dá)到方便管理的目的，因此不推薦應(yīng)用于浙江省低空語音通信；衛(wèi)星通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)明顯，但目前民用軍用較多，C波段和Ku波段業(yè)務(wù)繁忙，無法大規(guī)模應(yīng)用于低空語音通信；Aero MACS技術(shù)先進(jìn)，信息傳遞效率高，但技術(shù)仍然處于驗(yàn)證開發(fā)階段，有待進(jìn)一步驗(yàn)證開發(fā)，才能應(yīng)用于低空語音通信，短期內(nèi)無法應(yīng)用于低空語音通信。綜合分析各類低空通信技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，提出如下建議：近期建議繼續(xù)布局建設(shè)若干V H F系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全省900米低空通信的有效覆蓋，為通用航空安全便捷飛行數(shù)據(jù)通信保障服務(wù)；中長期建議積極開展基于“北斗+Aero MACS”低空通用航空器通信覆蓋驗(yàn)證，為通用航空自主飛行提供無盲區(qū)通信的保障手段，確保通用航空“叫得到”。

（二）低空監(jiān)視對策建議

在真高1000米以下的低空空域，采用雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)具有較大局限性，雷達(dá)系統(tǒng)自身原因或特殊障礙物導(dǎo)致回波干擾，易受低空地形和建筑物影響造成監(jiān)視盲區(qū)，且雷達(dá)購買和運(yùn)營成本較高，因此推廣使用雷達(dá)監(jiān)視不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)。多點(diǎn)定位技術(shù)地面設(shè)備成本較低，但需要配套機(jī)載應(yīng)答機(jī)，適用于本身已加裝應(yīng)答機(jī)的運(yùn)輸航空飛機(jī)，難以在通用航空飛機(jī)推廣。以廣播式自動相關(guān)監(jiān)視為代表的新監(jiān)視技術(shù)，因其定位精度高、更新率快、系統(tǒng)構(gòu)成簡單、部署和維護(hù)成本低而受到了各個國家和地區(qū)的重視和支持，在各個國家和地區(qū)近期和中遠(yuǎn)期監(jiān)視設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中占據(jù)著重要地位。隨著衛(wèi)星和移動通信技術(shù)的發(fā)展，星基ADS-B、衛(wèi)星定位+北斗短報文、衛(wèi)星定位+移動通信網(wǎng)絡(luò)、遙控?zé)o人駕駛航空器通信鏈路位置信息自動廣播監(jiān)視等一批新監(jiān)視技術(shù)，正陸續(xù)通過研發(fā)與試驗(yàn)驗(yàn)證[5]。綜合分析各類低空監(jiān)視技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，提出如下建議：

1.近期建議繼續(xù)布局建設(shè)

若干ADS-B地面監(jiān)視設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全省900米低空空域監(jiān)視的有效覆蓋，為通用航空安全便捷飛行提供高效服務(wù)。

2 .中期建議積極開展

基于“北斗+G P S”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的ADS-B IN技術(shù)，以及衛(wèi)星定位+北斗短報文（GNSS+RDSS）、衛(wèi)星定位+移動通信網(wǎng)絡(luò)（GNSS+4G/5G）和遙控?zé)o人駕駛航空器通信鏈路等新監(jiān)視技術(shù)研究應(yīng)用，為通用航空自主飛行提供安全與技術(shù)保障手段，確保通用航空“看得見、叫得到、管得住”。

3.遠(yuǎn)期建議

全面建成天空地協(xié)同運(yùn)行的監(jiān)視體系，實(shí)現(xiàn)全空域的監(jiān)視服務(wù)。

五、結(jié)語

浙江省通用航空發(fā)展迅速，現(xiàn)有的通信導(dǎo)航監(jiān)視體系無法為全省通航提供無盲區(qū)全覆蓋的通信監(jiān)視保障服務(wù)，隨著Aero MACS技術(shù)、北斗、GNSS等多種技術(shù)的快速發(fā)展，研究適用于浙江省低空組合通信導(dǎo)航技術(shù)，對浙江省通用航空發(fā)展有著重要意義。

作者：劉剛 疏利生 李翱 童楚 單位：浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院