第六章 空中交通管理及应用 PPT
第六章空中交通管理及应用
. 6.1飞行计划数据处理
. 6.1.1飞行计划来源
. 6.1.2飞行计划的基本内容
. 6.1.3飞行计划的实施过程
. 6.2雷达数据处理
. 6.3空中交通管理的综合信息处理
. 6.3.1空中交通管理的综合信息
. 6.3.2综合信息处理的各主要子系统
6.1飞行计划数据处理
. 飞行计划是由航空器使用者（航空公司或驾驶员）在飞行前提交给空中交通服务提供者的关于本次飞行的详细说明。飞行计划数据处理的目的是保证空中交通服务单位能够根据批准的计划对航空器提供管制、情报等服务，从而避免操作的盲目性，确保飞机安全飞行。飞行计划数据处理包括：飞行计划的自动接收、存储、识别、分析，指出错误并确定航路，估计飞机经过每一个检查点和到达终点机场的时间等等。
6.1飞行计划数据处理
. 飞行计划的特点是：信息源渠道多，信息量大，易受影响（包括飞机本身的状况、气象条件、起降机场及航线的环境等），改动频繁。随着航空运输业的不断发展，飞行计划处理的工作量越来越大，用计算机自动处理代替人工处理已成为必然。
6.1.1飞行计划来源
.飞行计划主要来源于以下三个方面：
.（1）AFTN接收的飞行计划电报（ FPL）；
. （2）管制席或飞行数据编辑席上输入的飞行计划信息；
. （3）航空公司定期以电报形式或其他形式发来的固定航班飞行计划。该计划经脱机处理，以文件形式存储于计算机中，称为重复性飞行计划（ RPL）。
6.1.1飞行计划来源
. 计算机对以上三种方式接收到的飞行计划进行必要的检查，变换成计算机使用的“机器飞行计划 ”，存储在数据库中。无论是 RPL，FPL还是人工输入的飞行计划都可从计算机中调出并加以修改，然后重新存储。
. 飞行计划的接收存储过程如图 6.1－1所示：
6.1.1飞行计划来源
由AFTN网来的 由AFTN网或其它FPL方式来的 RPL
脱机处理，变成飞行计划文件
飞行计划数据处理计算机
飞行计划数据库
6.1.2飞行计划的基本内容
. 飞行计划的内容分为一般信息、使用特性信息、飞行航路信息、事件和区段信息、与雷达航迹相关信息、使用更改信息和索引信息等部分。
. 一般信息包括飞行计划的类型（重要、一般）、编号、日期、航班号、二次代码、飞机号、机长姓名、气象条件、起飞机场、备降机场、降落机场、飞机本身的重要参数（巡航高度、巡航速度、载油量、载客人数等）。
6.1.2飞行计划的基本内容
. 使用特性信息就是指目前飞行计划的状态，包括有效状态（预实施状态、实施状态），存在状态（计划已收到，存在计算机内，但还没有被预实施），和取消状态（飞行计划已被使用过，与本次飞行计划有关的事件已结束或计划被取消）。
. 飞行航路信息包括：航路号，飞行航线上各报告点的地名代码，飞行经过各报告点的时间及高度，进入本管制区前的第一个报告点地名代码、时间、高度，离开本管制区后的第一个报告点的地名代码、时间及高度，进入管制区边界的时间，离开管制区边界的时间。
6.1.2飞行计划的基本内容
. 事件和区段信息包括：已输出的飞行进程单类型（预实施进程单或实施进程单）和时间，目前飞机正由哪个区段管制，上区段移交下一区段的时间，飞机实际离开本管制区的时间、高度、速度等信息。
. 与雷达航迹相关信息是指请求 /未请求与雷达航迹相关的标志、代码 /呼号相关或不相关标志以及相关后的航迹号等。
. 使用更改信息指明管制员（管制席号）在什么时间对计划的哪一个项目进行过修改，以及修改前和修改后的信息。
6.1.2飞行计划的基本内容
. 索引信息是为了存取飞行计划文件而生成的索引文件，例如呼号 /预激活时间对照表、地名代码 /地标数据对照表、呼号 /飞行计划磁盘地址对照表等。
6.1.3飞行计划的实施过程
.（1）预实施过程
. 飞行计划中规定的飞机进入本管制区边界的时间为 ETE，飞行计划中规定的由管制区起飞飞机的起飞时间为 ETD，则在 ETE－X、ETD－X时间到达时，飞行计划进入预实施阶段，其中 X为系统设置参数，一般在 10～30分钟之间。
. 在计算机内，飞行计划处理程序每分钟被运行一次，每次取机器里的时间，生成日期、时刻，然后到飞行计划呼号 /预实施日期、时间对照表中查询是否有飞行计划要被预实施。若有，则取出相应飞行计划，置 “预实施 ”标志，并以表格形式在表格显示设备上显示及打印出有关内容。
6.1.3飞行计划的实施过程
. 当飞机延误起飞的电报在预实施该份飞行计划前接收到，则在飞行数据席上修改这份飞行计划；若该飞行计划已被实施，则在管制席上更改这份飞行计划。
.（2）实施过程
. 当管制中心的第一区段收到塔台管制席发来的飞机起飞电报（ DEP）或收到移交飞行的临近管制中心发来的到达本管制区边界的估计时间电报（ EST）时，管制员将这个时间输入计算机，人工修改或计算机自动修改相应的计划。然后由系统做以下几件事情：
6.1.3飞行计划的实施过程
.①在第一区段的各管制席上打印实施进程单；
. ②各个区段的指挥根据已修改的飞行计划进行，且本管制中心后面的各个区段上，飞行进程单的打印是自动的，飞行进程单的形式如图
6.1－2所示。
. ③在飞机装有应答机时，且飞行计划中未分配二次代码，则给本飞机分配一个二次代码；
. ④计算机自动启动雷达航迹与飞行计划相关处理程序，使本飞行计划与雷达航迹相关；
6.1.3飞行计划的实施过程
. ⑤将飞行计划的有关信息以表格形式显示在管制席的表格显示器上，称之为电子进程单；
. ⑥若一份存在二次代码的飞行计划已被实施，但还没有与雷达航迹相关，或已经与雷达航迹相关但不久雷达航迹丢失，则将飞行计划中的呼号、二次代码以微表格形式显示在平面显示器的飞行计划悬挂表区，从而提醒管制员这份飞行计划的使用情况；
6.1.3飞行计划的实施过程
. ⑦计算机自动检查飞行计划是否失效。设飞行计划中规定的飞机飞出本管制区时间为 t，则飞行计划失效时间为 T=t+ D，其中 D为系统参数，一般取 10—30分钟。失效时间到达时，该份飞行计划被置成 “无效 ”，则该计划不再被实施。
6.1.3飞行计划的实施过程
.飞行计划的实施全过程如图 6.1－3所示：
. N252MNBE901R4212LAFLAF V251 CMLP150050
. 123458910111261314157161718
. 1：飞机的识别号 2：进程单编号 3：飞机的型号
. 4：计算机识别号 5：应答机编号 6：建议离场时间
. 7：申请高度 8：飞离的机场 9：飞机航路及目的机场
. 10～18：飞行中的各项实际数据
.图6.1－2飞行进程单
6.2雷达数据处理
. 雷达数据处理（ RDP）的功能是接收多部雷达信号，综合处理后形成统一的系统目标航迹，并对目标进行冲突探测、最低安全高度监视、偏航告警、侵入告警、管制移交、特殊代码告警、上升下降计算、超载处理、消失处理、二次代码重复告警等一系列处理，并将其结果送至各管制席位进行显示。
6.2雷达数据处理
. 根据系统需求，雷达数据处理主要包括：单雷达信息预处理及云图处理、单雷达跟踪、多雷达数据跟踪、雷达航迹与飞行计划相关处理、正北定时整理、单雷达信息定时整理、多雷达信息定时整理、实时冲突探测及告警、最低安全高度监视及告警、限制区告警（侵入告警）、管制移交、飞行一致性告警、雷达脱机参数处理、雷达修改飞行计划报告时间、偏离飞行计划航路及高度告警、航迹和原始数据显示、告警屏蔽命令以及飞行计划列表窗口显示。
6.2雷达数据处理
. 下面介绍主要功能。
. （1）单雷达信息预处理及云图处理
. 系统首先对雷达数据处理所用参数及系统航迹表进行初始化，并当通信控制模块接收到雷达信息时激活本功能模块。该模块的主要功能是将雷达站报来的航迹进行预处理，供单雷达跟踪处理使用。它还对雷达报来的正北信号、状态信息等进行处理，并在异常情况下激活监控任务。此外，还接收雷达气象通道送来的气象云图信息并进行处理，形成显示云图信息，送雷达管制席。
6.2雷达数据处理
. 模块对收到的雷达信息，根据信息类别分别进行处理，将各路雷达信息内容输入到对应缓冲区或变量，分别激活相应处理模块。
.对于不同类型的信息内容，分别处理如下：
.①航迹处理
. 当收到 001类（航迹信息）数据时，将航迹信息格式转换成内部格式，然后激活单雷达跟踪模块。
.②状态信息
6.2雷达数据处理
. 当收到 002类（雷达站的设备配置及工作状态）数据时，进行状态处理。当雷达头报送二次雷达故障、二次录取故障、一次录取故障时，向监控模块报告这几种错误。
.③正北信息
. 当收到 002类（正北标记报文）数据时，进行正北处理。根据雷达信息报来的正北信号、延迟时间以及线路传输时间计算雷达天线最新跨越正北时间，并将它填入地理参数表中对应雷达的变量中。
6.2雷达数据处理
.④云图处理
. 当收到 008类、 009类（单雷达气象信息）数据时，将气象信息格式转换成内部格式，对多路气象通道报来的信息进入气象云图综合，送至屏幕显示出云图轮廓。云图轮廓用区域填充的方法显示，天气强度用不同的颜色表示，不同云图的叠加部分以最强的为基准，云高、云厚数据标识在云图轮廓旁。
. 2）单雷达跟踪
. 该模块对单雷达预处理功能送来的单雷达航迹信息做如下处理：雷达扇区跟踪、单雷达信息处理和实时质量控制（ RTQC）。
6.2雷达数据处理
. RTQC根据扇区连续情况、正北丢失情况以及接口模块送来的 CRC错误情况，监视单部雷达的实时质量，质量结果被用于多雷达数据融合。
.（3）多雷达航迹数据跟踪
.多雷达航迹数据跟踪主要完成以下的功能：
.①相关
. 同一部雷达航迹不进行相关去假目标处理，只对不同雷达之间的航迹进行相关去假目标处理。
6.2雷达数据处理
. 一次航迹只能进行位置相关和速度相关的处理。二次航迹、一二次航迹主要进行代码相关处理。在代码相关的前提下，再进行位置相关、高度相关、速度相关处理。当空中一目标被多部雷达发现掌握时，通过多雷达信息的融合处理，将它形成一条系统航迹。
.②多雷达数据融合
. 采用卡尔曼滤波方法，根据每部雷达的不同质量，求解系统协方差矩阵，得到每部雷达的质量权系数，据此对多部雷达进行加权平均，形成统一的系统航迹。
6.2雷达数据处理
.③超载处理
. 系统航迹的最大处理指标为 N批，为确保系统的稳定可靠性，当系统航迹数达到一定程度时，系统要采取一定的超载容错措施。当系统航迹已达系统航迹最大指标 80%时，对管制区外新来的一次航迹不处理；当系统航迹已达系统航迹最大指标 90%时，对管制区外的新目标不处理；当系统航迹已达系统航迹最大指标 95%时，除管制区外新来目标不处理外，对管制区内新来的一次航迹也不进行处理；
6.
2雷达数据处理
当已达 100%时，对所有新报来的目标均不处理；当系统航迹已达 80%、90%、 95%、100%时分别向监控发告警信息，以便采取相应的措施。
6.
2雷达数据处理
. ④飞机上升下降计算
. 实时跟踪飞机高度，计算高度值的变化，根据高度变化情况判定飞机的上升、下降率，设置航迹的上升、下降或平飞标志。
. ⑤二次代码重复告警
. 当管制区内两个以上的系统航迹具有相同的离散SSR时，对这两批目标产生告警。
. ⑥航迹更新
. 航迹更新主要采用卡尔曼滤波方法，在对系统航迹表的数据进行滤波后，对所有航迹进行一次更新，更新周期为 5秒。
6.2雷达数据处理
.⑦特殊二次代码告警信息
. 对于二次代码为特殊二次代码（ 7500、7600、 7700）、定制的用户适应性代码的航迹进行告警处理。
（4）雷达航迹与飞行计划的相关处理
. 本模块主要完成雷达航迹信息与飞行计划信息的关联。当报来一批新航迹时，查找本系统中所有已提交的飞行计划，确认唯一一份计划与其相关，建立系统航迹表与飞行计划表的对应关系。
6.2雷达数据处理
.（5）正北定时整理
. 该模块根据雷达信息中送来的正北信息、延迟时间和该线路的输出时间来计算雷达天线最新跨越正北时间。其中分为两种情况：在正常情况下，正北过程由预处理模块激活，计算最新跨越正北时间；在异常情况下，如正北丢失或正北滞后 1/5雷达周期时，本过程自动激活，计算最新跨越正北时间。
6.2雷达数据处理
.（6）单雷达信息定时整理
. 该模块主要是对单雷达系统航迹表逐条进行处理。首先检查该单雷达航迹是否存在。若存在，则检查其在一分钟之间是否报来航迹。若没有报来航迹，则删除该雷达航迹，并取消单雷达航迹表；若报来航迹，则根据其丢失情况判断其航迹质量，并给其标上质量系数。
6.2雷达数据处理
.（7）多雷达信息定时整理
. 该模块主要对系统航迹进行定时整理以及在系统航迹之间做去重复处理。
. 当该系统航迹已超过一个雷达周期均无一部雷达报来坐标报时，并且判别飞机没有降落，则进行外推。若已连续外推六点还没有一个站报来坐标报，则认为该报消失，按消失报处理，清除该批系统航迹表。如果该批已与飞行计划相关，还需向代码 /呼号相关模块发送相关信息
6.2雷达数据处理
.（8）实时飞行冲突探测及告警
. 冲突告警主要是根据系统航迹中给出的航迹高度、位置、速度、航向等信息判别它们是否在未来一定时间内，在位置高度等指标已超出航行部门规定的安全范围。如果超标，则认为两架飞机可能发生潜在冲突，向雷达管制员报警。冲突告警的告警标准参数可联机动态修改，见表 6.2－1，修改后将立即影响系统计算。
6.
2雷达数据处理
6.
2雷达数据处理
. 冲突探测分为冲突预警和冲突告警两种情况，并且具有两种不同的告警表示方式。当冲突告警存在时一直向系统报告冲突，直至冲突解除。当该对航迹第一次发生冲突时，报冲突统计模块，具体格式为：告警类型、告警发生时间、飞机标识对、二次代码对、系统航迹号对、位置对、高度对、飞行方向交角。根据需要，管制员可以在雷达管制席上屏蔽冲突告警显示。
6.2雷达数据处理
. （9）最低安全高度监视及告警
. 最低安全高度告警是指系统对具有有效高度的航迹进行最低安全高度的监视，若航迹的有效高度低于系统规定的安全高度，则进行告警处理。
. 它的功能是根据系统的综合航迹信息以及用户给出的管制区域地标参数实时自动计算本批航迹在未来的一定时间 .T内，是否与某个地面障碍物在高度上有危险接近（即高度差小于一个给定的 .H）的可能。如果有可能接近，在相应的系统航迹中置成特殊标志，在雷达管制席上进行告警显示。
6.2雷达数据处理
.（10）限制区告警（侵入告警）
. 侵入告警是指某批航迹在未来一段时间内，即将进入某个禁区、限制区或危险区时，系统能提前告警。
. 当航空器与禁区、限制区、危险区之间的间隔标准（见表 6.2－2）将被违背时，系统产生一个侵入预警。当航空器与禁区、限制区、危险区之间的间隔标准已经被违背时，系统产生一个侵入告警。侵入预警和侵入告警有不同的表示方式。
6.
2雷达数据处理
6.
2雷达数据处理
(11)管制移交处理
. 对雷达信息与飞行计划相关的航迹，实时监视该目标是否飞向下一个管制区，一旦发现飞机即将飞离本管制区时，则立即在管制员席上出现黄色闪烁并有音响和字符提示，若管制员同意移交，则按移交键自动生成一份管制移交报，自动移交开始。或目标飞过移交线后，系统自动提示管制员人工确认管制移交。一旦人工/自动移交完成，该目标的标牌就变成简标牌，相应的飞行计划也过渡到终止状态。
6.2雷达数据处理
.（12）飞行一致性告警
. 飞行一致性告警是指雷达航迹偏离飞行计划航线告警和飞行计划航路高度监视告警两种功能的总称。
. 雷达航迹偏离飞行计划航线告警简称偏航告警，它指通过对雷达航迹与飞行计划相关的航迹进行处理，当发现全标牌航迹飞离飞行计划航线时，向管制人员提供偏航告警提示。
6.2雷达数据处理
. 偏航告警的具体描述是：在系统航迹中，对相关上的全标牌航迹求出当前位置点在飞行计划表中航路的哪一个段，并求出这个航段与正北夹角 .，再与本航迹的航向 K做比较。（ i）当 .与K的绝对之差大于系统规定值 ..；（ ii）当前位置点到航段距离 d也大于系统规定规定的值 .S,若连续两次上述（ i）、（ ii）情况都成立，且两次偏离的方向又一致，判断认为飞机偏离了航线，并向管制员发出偏航告警提示。
6.2雷达数据处理
.（13）雷达数据脱机参数管理
. 雷达数据处理脱机参数功能，在雷达数据处理功能启动时能读入系统的适应性雷达参数。此功能模块可读入如下参数：雷达阵地位置参数、航线图参数、障碍物参数、预警时间、预警距离、管制中心边界参数、偏航参数。
6.2雷达数据处理
.（14）雷达航迹修改飞行计划报告时间
. 从雷达航迹表中找到与飞行计划相关的航迹，根据航迹位置确定该目标飞越各位置点的时间与系统根据飞行计划计算的飞越各位置点的时间是否相符，若两者的时差大于系统规定的时间.T，则将对飞行计划中此位置点时间以及以后各位置点的时间作相应修改。修改完成后，将修改后的飞行计划信息送给飞行计划处理功能，完成飞行计划的后续处理与显示。系统规定的时间 .T可联机动态修改。
6.2雷达数据处理
.（15）航迹和原始数据显示
. 显示内容包括空情显示、速度矢量显示、数据块、数据块引线、气象云图显示、背景图显示等。
.①空情显示
. 空情显示是系统最基本也是最重要的功能，它能显示经过处理的多雷达综合航迹或单雷达航迹，也可显示未经过 RDP、而是通过使用独立的前端处理器和服务局域网（ LAN）提供的旁路单部雷达航迹。
6.2雷达数据处理
. 系统所显示的航迹种类和它们的当前点的标志如下：
. 一次航迹二次航迹一二次联合航迹
.与飞行计划相关后的配对航迹
. 一次航迹通常都挂标牌，但如果一次航迹的标牌无内容时，一次航迹就不带标牌。不同的颜色代表不同雷达送来的航迹，具体哪部雷达用何种颜色表示，用户可通过人－机对话命令自由选择。
6.2雷达数据处理
.②速度矢量显示
. 系统允许指定某批航迹或全部航迹的速度矢量线的长度，选择范围为 0至10分钟。当选择速度矢量线的长度为 “0”时，即屏蔽速度矢量线的显示。速度矢量线的长度通过人－机界面来选择，默认时为 “0”。速度矢量线的长度选择可作为屏幕配置项保存（注：对某一批航迹指定的矢量线长度不能保存）。
6.2雷达数据处理
.③数据块
. 数据块分为全数据块和有限数据块，全数据块（全标牌（ FDB））包括告警字段、飞机标识（ 7B）、飞机类型（ 3B）、指定高度（ 4B）、垂直活动标识（1B）、有效高度（ 4B）、地面速度（ 3B）、起飞 /降落机场（ 5B）、尾流种类（ 1B）和自由文本（20B），其中 “B”表示字节。有限数据块（简标牌（LDB））包括告警字段、二次代码（ 5B）、有效高度（ 3B）、垂直活动标识（ 1B）、地面速度（ 3B）和自动文本（ 20B）。以上标牌内容的具体显示内容可跟据用户的特殊要求进行调整。
6.2雷达数据处理
.④数据块引线
. 航迹当前点位置到数据块（标牌）之间的引线的长度、方向都是可变的。引线方向可在 0°～ 360°范围内连续（或步进）变化。引线的长度变化从 0到屏幕的边缘，因此该长度与航迹当前的位置和引线方向均有关。数据块位于引线末端，当引线位置变化时，数据块的位置也随之变化。
6.2雷达数据处理
.⑤气象云图显示
. 气象云图可以显示，也可以被屏蔽。云图的形状为多边形轮廓内填充颜色，用不同的颜色区分云层浓度，云高和云厚数据显示在云图边上，云图显示不具有快看功能。气象云图的显示或屏蔽可以作为屏幕配置项保存。
6.2雷达数据处理
.⑥屏蔽显示
. 由于系统中在屏幕上显示的信息很多，为了方便管制员指挥，系统允许屏蔽某些信息的显示。可供选择的屏蔽项有：一次航迹、二次航迹（包括一二次联合航迹）、全标牌航迹、单雷达航迹、气象云图、高度过滤、 SSR代码过滤、通过系统适应性数据库中的 SSR代码集内、 SSR代码集外的显示过滤。以上所有屏蔽都可以针对单批航迹，也可以针对全部航迹，所有被屏蔽的显示均可被恢复。所有屏蔽项均可作为屏幕配置项保存。
6.2雷达数据处理
.⑦背景图显示
. 背景图由走廊、航路、航线、机场标志、导航台标志、空域、禁区、区界线、国境线、海岸线、岛屿、地标等组成，与背景图有关的所有地理参数由系统中的数据库集中管理。用户可以编辑若干 “专用的 ”（只影响本席位的） “菜单 ”文件，席位启动后自动根据 “菜单 ”文件描述的项从数据库中读取地图数据生成一幅背景图。数据库中的参数被修改后，服务器应给各席位发出修改信息，各席位下次启动时，重新从数据库中提取参数，以生成新的地图数据。
6.2雷达数据处理
.⑧距离环显示
. 距离环的间距分五档，即 10公里、 20公里、 50公里、 100公里四个选项及无距离环（缺省项），距离环的中心可指定在屏幕上任一点，默认时位于屏幕中心。距离环的间距和中心位置可作为屏幕配置项保存。
6.2雷达数据处理
.⑨方位距离显示
. 方位距离矢量线由从一起点开始到光标当前位置的连线和一组显示在光标外侧的距离、方位数据组成，距离指从起始点到光标当前位置的直线距离，方位则是从起始点到正北方位距离线之间顺时针旋转的夹角。当光标移动时，它旁边的方位、距离数字也随之变化。方位距离矢量也可以选择显示或屏蔽显示。
6.2雷达数据处理
. 利用方位距离矢量线，用户可以测量两个固定点之间的相对距离和方位，一个固定点与一批航迹之间的相对距离和方位。通过航迹跟踪功能还可动态测量两批航迹之间的相对距离和方位，动态跟踪的航迹数可不受限制。
.⑩经纬度显示
. 系统可连续显示任意指定点的经纬度，显示数据精确到秒。为确保系统中航迹显示不受干扰，经纬度连续显示的采样频率为 300ms.
6.2雷达数据处理
. 11航迹特征显示
. 对与飞行计划相关的配对航迹可以显示从当前航迹点开始按飞行计划推算的计划航迹和到达各报告点的预测时间，以及显示完全按飞行计划推算的计划航迹和到达到各报告点的预测时间。
. 当航迹侵入禁区，限制区，危险区时在航迹标牌的告警字段显示空域预警（ PAS）或空域告警（ AS），同时航迹标牌应闪烁。
6.2雷达数据处理
. 12告警屏蔽命令
. 在系统的人－机界面有一组命令分别用于屏蔽以下告警功能：侵入告警、冲突告警、最低安全高度告警、飞行一致性告警、二次代码重复告警。以上几类屏蔽可以针对单批航迹，也可针对多部航迹。
. 12飞行计划列表窗口显示
. 系统能显示一独立的飞行计划列表窗口，该飞行计划列表窗口能放大、缩小、关闭，其中显示的飞行计划包含以下内容：行号、计划状态、二次代码、呼号（或飞机标识）、飞机类型、起飞机场、起飞时间、降落机场、飞行高度。
6.3空中交通管理的综合信息
处理
. 区域管制中心综合信息处理的数据类型分为实时的动态数据（航行通告）和较少变化的静态数据（航行情报信息、管制规章及静态资料）两大部分。信息来源由三部分组成：航行情报信息、动态的气象情报信息、现有的管制规章及静态资料。其中航行情报信息又包括静态的航行情报数据资料，每月更新一次；动态的航行通告数据资料（包括 NOTAM和 SNOWTAM），
6.3空中交通管理的综合信息
处理
由航行情报中心以网络联网的方式实时提供。动态的气象情报信息由本地气象中心提供，通过与本地气象中心的气象系统联网，实时获取航空气象数据。
. 空中交通管理的综合信息处理的目的是提供由航行情报中心发布的航行情报信息和气象中心发布的气象情报信息；及时准确地对出现的特殊航行情报和气象情报信息给出警告信息，提醒值班管制人员注意；采用成熟的技术，基于现有航行情报系统和气象信息系统，将航行情报信息和气象情报信息有机地综合在一起。
6.3.1空中交通管理的综合信息
. 下面根据综合信息处理的信息来源分类，分别阐述航行情报信息、动态气象情报信息和现有的管制规章及静态资料三部分内容。
. 航行情报信息应包括航行情报机场信息、航行及区域图、国内和国际航行通告及相关的雪情通告、文字出版资料、航图资料、航线资料。其中航行情报机场信息又包括 110个民用机场和50个军民合用机场有关本地跑道信息、本地机场通信导航设备、地形特征和障碍物、本地气象特征和运行最低标准、
6.3.1空中交通管理的综合信息
. 空域限制、进离场和飞越规定、航行管制规定、塔台与进近管制、机场起落航线、过渡高度层和进近、等待程序，优先着陆程序的规定。其典型的部分内容如表 6.3－1至表 6.3－4所示。
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3.1空中交通管理的综合信息
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3.1空中交通管理的综合信息
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3.1空中交通管理的综合信息
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3.1空中交通管理的综合信息
. 气象情报信息包括五个部分：机场天气实况、跑道视程、机场天气预报、，重要天气情报警报和天气图象。
. 其它与管制相关的静态数据信息包括规章制度、飞机性能数据、代码数据信息和自由文本。规章制度由管制规定，协议和特殊部分三部分组成。管制规定包括管制 1号规定、空军 2号规定、空军 3号规定、扇区规定和有关航路移交规定（包括京沪航路、京广航路等）；协议包括与友邻单位的协议、与周边地区的协议、与空军的协议和扇区之间的协议；特殊部分包括特殊情况下的处理程序以及特殊情况处理的检查单。
6.3.2综合信息处理的各主要子
系统
. 对于空中交通管理的综合信息处理中的各部分信息都有一定的要求，例如，对于航行情报信息应该能够及时得到航行情报中心发布的航行情报信息，能方便快捷地查找到指定的各项航行情报信息资料并且查找到的资料是现行有效的。这些要求可以类推到气象情报信息以及静态资料。为了满足以上要求，区域管制中心综合信息处理和显示系统主要由以下应用子系统组成：
6.3.2综合信息处理的各主要子
系统
. （1）信息分发子系统（包括服务端和客户端）；
.（2）数据库管理子系统；
.（3）监控管理子系统；
. （4）通信网关子系统（包括气象、航行情报）；
. （5）基本数据处理子系统（包括气象、航行情报）；
.（6）用户管理子系统；
6.3.2综合信息处理的各主要子
系统
. （7）日志管理子系统；
. （8）系统数据备份子系统
. （9）GPS授时子系统（包括服务端和客户端）；
. （10）客户端信息访问子系统（包括气象、航行情报、用户静态数据）。
6.3.2.1信息分发子系统
. 通信分发服务承担整个系统的各个子系统之间的实时通信，完成数据路由与分发。任何其它模块之间的报文及数据通信都需要通过通信分发服务，因此，通信分发服务是整个系统的核心。具体功能需求如下：接受客户端的连接请求，通过身份验证后，建立与客户之间的通信链路与连接；实时接收客户端发送的数据，按照地址选择路由，实时将数据分发到目的端；接受客户端的断链请求，注销活动用户信息，
6.3.2.1信息分发子系统
. 回收连接资源；对通信链路进行监测，记录客户连接状态和异常情况；提供自动恢复功能，客户连接异常断开后，能够自动进行重连，直到成功或用户干涉为止。这些功能对用户是透明的，可支持TCP/IP网络协议。
6.3.2.1信息分发子系统
.按照可见性，实现的消息可分为两个部分：
. （1）系统内部消息：用于链路建立、撤消请求、链路诊断和检测等；
. （2）系统外部消息：所有应用程序之间的数据消息传送。
.按照内容，可分为两个部分：
. （1）命令消息：通知其它应用程序产生一个或某些动作、操作；
. （2）数据消息：传送的消息包含报文等数据内容。
6.3.2.1信息分发子系统
. 通信分发服务的主要功能是在网络系统中与各客户端建立连接，向它们转发地空数据链的下行报文，并收集它们的上行报文，将这些报文进一步发送给前端处理机，整个报文转发机制采用客户机 /服务器模式，如图 6.3－1所示。
6.
3.2.1信息分发子系统
6.
3.2.1信息分发子系统
6.3.2.2数据库管理子系统
. 综合信息处理和显示系统（ SIPDS）遵循客户 /服务器体系结构，因此，其中心服务器是整个系统的数据存储和服务的中心。数据库管理子系统针对气象情报等业务不同情况，编制不同的批处理、事务处理、存储过程和触发器等代码，高效地运行在中心服务器上，完成数据库的各种数据的自动维护管理功能。另外，数据库管理子系统还包括具有分析诊断优化功能：
6.3.2.2数据库管理子系统
. 自动收集相关的性能数据，并对数据进行分析处理，优化调整数据库的运行性能；分析并优化数据库索引；诊断数据库存储空间的问题，并重新组织数据库对象；诊断 SQL语句的性能瓶颈，并做相应的调整；审计、跟踪数据库及其它产品触发的事件；对出现问题的高优先级数据库会话进行识别、诊断，并排除故障；对远程节点和服务器的事件进行监控和预警等；提供封锁机制，对数据库的并发操作进行有效的控制监督事务的执行，保证数据库的完整性，避免不符合语义的错误数据的输入和输出提供数据库的备份策略和恢复策略。
6.3.2.3监控管理子系统
. 监控管理子系统对应用级系统进行监控管理，它主要解决以下问题：减少网络应用系统出现故障对空管系统正常业务的损害；及时发现网络系统的故障，从而减少发生故障对业务造成的损失；为系统故障诊断、性能评估和未来系统升级提供运行依据。
6.3.2.4通信网关子系统
. 通信网关子系统负责系统的主要数据输入输出接口，它包括两个网关子模块：气象通讯网关和情报通讯网关。区域管制中心（ ACC）的已有气象网络系统是综合信息处理和显示系统的一个极为重要的数据源，可为 SIPDS系统提供丰富的各种气象资料数据和某些已经处理好的航行情报资料数据。
6.3.2.4通信网关子系统
. 目前，该气象系统中的网络数据库拥有的数据资料有：飞行气象情报（包括例行天气报告、特选报、机场天气预报及订正报、区域预报和航线预报、重要气象情报等）、航路高空风剖面图（包括各个航线的实时资料）、常规报文资料；跑道视程（ RVR）实时及历史资料、本场雷达系统的探测资料、气象卫星云图产品、重要天气情报警报等。
6.3.2.4通信网关子系统
. 气象通讯网关的主要功能为：通过路由器联接到气象中心的气象网络系统，获取相关的气象数据资料，并存入 SIPDS系统中；根据 SIPDS的需求，对某些气象数据需要做进一步的加工处理；实时接受并处理 AFTN气象报文。
6.3.2.4通信网关子系统
. 航行通讯网关的主要功能有：通过路由器联接到本地情报网络系统，获取相关的情报数据资料，并存入 SIPDS系统中；根据 SIPDS的需求，对某些情报数据需要做进一步的加工处理；实时处理 AFTN各种航行通告报文，遇有机场关闭、航路关闭等紧急情报，提供声响警告和闪烁、色彩等特殊提示；通过数据管道程序，读取光盘情报数据，更新 SIPDS系统的数据资料。
6.3.2.5电报与数据处理子系统
. 电报与数据处理系统主要完成基本数据的处理，这些数据是从 AFTN电报网、气象系统、空管局航行情报系统、航行通告自动化系统获得的。其主要功能有：根据《简明航空气象手册》分解处理航空气象电报；根据《航行通告和雪情通告填发指导材料》分解处理航行通告电报；根据 SIPDS的需求，对某些从气象系统、航行情报系统和航行通告自动化系统中获得的数据做进一步的加工处理。
6.3.2.6用户管理子系统
. 系统建议按角色建立多级用户权限控制的用户
管理机制，该用户管理机制分为：系统用户和用户组划分、用户角色划分。
. 系统用户角色分为数据库管理员级、系统管理员级和操作员级。用户管理角色按业务职责划分，如行政部门领导角色、业务部门领导角色等，各级人员对于数据库系统的操作权具有严格的界定。
. 用户管理根据用户角色划分用户组，每个用户组包含多个用户成员。用户组是拥有某种系统数据操纵权限的用户集合。用户成员被添进某一用户组后便具有该用户集合的全部权限而无需一一设定。
6.3.2.6用户管理子系统
. 系统按照用户组角色建立相应的用户视图，基于视图进行数据存取控制。应用系统管理用户权限涉及到每个菜单和查询项，以不同的用户组成员进入系统将会显示不同的屏幕界面、查询到不同的数据。应用系统管理可以界定每个用户操作（增加、删除、修改、查询等）数据库的权限细化到每个数据域。
. 只有系统管理员有权完成用户组的增加、删除和授权，用户组成员的添加、删除和组间移动，以及设定新用户或用户组的初始口令等。
6.3.2.7日志管理子系统
. 日志管理子系统主要用于记录整个系统的关键用户操作以及应用程序系统的运行情况等信息。一方面，通过查看日志记录，用户能够迅速找到数据更改变化的历史记录，有利于加强应用系统的安全性监控与管理，明确各个用户单位的责任范围；另一方面，管理员和系统维护人员则能够快速定位应用系统故障的原因，采取有效措施减少或挽回损失，恢复系统正常运行。
. 日志管理子系统记录的内容分为两部分：应用程序系统运行日志和用户操作日志。
6.3.2.7日志管理子系统
. 应用程序系统运行日志记录各个应用程序运行的各种信息，包括三个部分：连接信息、警告信息和错误信息。连接信息包括数据库连接、网络连接和通信端口连接等，作为系统管理员和维护人员的参考信息；警告信息指一些不是很严重的运行信息，系统管理员和维护人员不是必须解决，但是需要引起重视；错误信息包括运行错误信息、异常出错信息等，属于严重的运行信息，系统管理员和维护人员必须解决。
. 用户操作日志记录系统的所有用户的重要操作，这些操作会影响系统的共享数据或工作进程，例如用户更改了气象数据、发送了电报等。
6.3.2.8数据维护子系统
. 数据维护子系统主要完成基本数据的维护，这些基本数据从气象系统、空管局航行情报分布系统、航行通告自动化系统是无法获得的。这些数据包括：中国民航空中交通管理等规章制度、飞机性能数据、机场代码 /地名三码 /地名五码 /电报四码 /简字简语 /机号 /任务性质 /航空公司代码和自由文本。
. 数据维护子系统为用户提供传统的人机交互界面，其主要功能包括数据的增加、删除、修改、统计、报表和公告栏等。
6.3.2.9客户端信息访问子系统
. 客户端信息访问子系统是用户日常工作中使用的应用界面。按访问的内容，可分为三个部分：气象、情报和相关静态数据资料等。它首先基于成熟的技术，采用已经开发出来的气象和情报查询系统，然后在这些系统之上，尽量结合气象和情报两部分已有系统的界面，规划出新的窗口画面布局，尽量屏蔽底层数据源的差异，呈现给用户简洁且易于操作的人机接口界面，最终达到使用方便快捷的目的。
6.3.2.9.1气象信息查询子系统
. 航空气象对于航行的安全至关重要，同时，航空气象服务的优劣，也直接制约航空的飞行效率。因此，提高航空气象服务水平，对于空管部门来说具有非常重要的意义。所以，在综合信息显示系统中航空气象系统占有非常重要的地位。
. 气象信息查询子系统主要包括以下五部分内容：机场天气实况、机场天气预报、各种图形图象（卫星云图、雷达图、航路高空风剖面图）、 RVR以及重要天气情报和警报。
.各部分的主要功能如表 6.3－5所示：
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
6.3.2.9.1气象信息查询子系统
6.3.2.9.1气象信息查询子系统
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
图6.3－3机场实况
图6.3－4机场预报
图6.3－5雷达测雨
. 雷达测雨实时接受本场雷达获取的数据，并进行显示，如图 6.3－5所示。其主要功能有：雷达图显示本地及相关机场的标准格式气象雷达回波图，多谱勒雷达天气显示及低空风切变告警；雷达图可以显示不同水平范围和垂直范围；雷达强度回波可分不同层次；当选择两张以上同一类型的雷达图时，可以连续播放而得到回波图随时间变化的动画，动画的快慢可以调节；可以根据管制员的需要选择不同的雷达。
6.3.2.9.1气象信息查询子系统
. 卫星云图显示定时从卫星下载接收的红外线及可见光云图产品，并自动更新显示。其主要功能如下：各种卫星云图产品的显示、放大；多幅云图的动画显示（可以调节播放速度），从而方便对气象变化的预测；图形可以与航图、国内主要城市相叠加，以便了解气象云图对主要城市及航线的影响；更新时间可调。如图
6.3－6所示。
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
图6.3－6卫星云图显示
. 航路高空风剖面图显示具有如下功能：航路高空风剖面图显示格式以气象中心提供的格式为准；图形应能实时更新；应提供针对每一航路的实时高空风剖面图。其示意图如图 6.3－7所示。
6.
3.2.9.1气象信息查询子系统
6.
3.2.9.2航行情报访问子系统
. 航行情报访问子系统采用客户 /服务器结构（如图 6.3－8所示），全部的业务数据存储在数据库中，数据库运行在高性能的服务器上，采用共享磁盘阵列的双机热备份技术，以便保证系统的高可靠性。各种航图文件存储在一台 ftp文件服务器，通过 ftp服务器向各客户端提供航图服务。航行通告的数据通过航行通告接口程序从航行通告自动化系统中提取，系统管理程序负责从总局空管局和航行情报中心提供的数据光盘中装载新的数据。
客户机计算机
6.3.2.9.2航行情报访问子系统
. 整个应用分为客户端、服务器端和系统管理端。客户端请求服务，服务器端提供服务。客户端主要负责系统用户界面的操作、并实现业务逻辑，包括整个系统的控制和访问业务数据等。服务器端主要是一些业务数据的视图、存储过程，它将物理数据库同逻辑业务屏蔽开。
. 系统管理端由航行通告接口程序和系统管理程序组成。航行通告接口程序负责读取航行通告自动化系统的数据，系统管理程序负责外来业务数据的版本管理。
6.4区域管制中心
区域管制中心对一个较大范围内的飞行器实行管制，它以雷达管制为主，运用先进的通信和信息处理设备，借助良好人机环境，完成当前空域管制中塔台管制、终端区管制、航路管制和情报服务等各项功能。一个国家区域管制中心的建设水平高低是一个国家空管发展水平的标志。
6.
4区域管制中心
6.
4区域管制中心
区域管制中心所完成的重要功能
区域管制中心提供的情报服务主要有：
. SAR告警服务
.管理和监视航空航路情报 (AERIS)
.管理和监视气象情报（ VOLMET）
.按飞行员要求提供飞行信息
.处理航空器紧急情况
.管理和监视由 AFTN网设备接收到的信息
6.4.1区域管制中心的组成及功能
区域管制中心从区域结构上可以分为：
区域管制中心的组成
其它区域管制中心
远端卫星站 雷达
VHF地面站
.管制中心
.监视系统 区域管制中心雷达数据处理飞行数据处理区域管制中心FDP数据网地空通信
话音通信低空数据处理地地通信
训练系统
通信数据处理
GPS时钟
.通信系统
X. 25/AFTN
电信网现有空管中心
.外围系统
航空收费系统
军方中心
气象数据
航行情报数据
6.4.1区域管制中心的组成及功能
管制中心包括:
.雷达数据处理机
.飞行数据处理机
.低空数据处理机
.通信数据处理机
这些处理机构成管制中心中自动化系统的主体。管制中心同时还包括话音系统和训练系统，管制中心的各种管理席位也设置区域管制中心。此部分是区域管制中心的核心部分，是完成各种管制任务的场所。
6.4.1区域管制中心的组成及功能
监视系统包括已建立和将来将要建立的监视雷达和各种监视设备等。此部分要监视飞机的飞行状态，并把监视得到的数据传向管制中心。通信系统包括：
.区域管制中心 FDP数据网
.地地通信系统
.地空通信系统和通信导航卫星通信系统负责各种数据的传送，并保证数据传送的可靠性。传送的数据包括由雷达和各种监视系统传往管制中心的监视数据、由管制中心传往飞机的指令数据、管制中心间的通信数据等等。
6.4.1区域管制中心的组成及功能
外围系统包括已经建成的 X.25/AFTN电信网、现有空管中心、已建成和将要建设的气象服务站，军方各管制中心和收费系统等等。在几大部分中，管制中心是核心部分。下面我们将重点介绍管制中心的组成和所完成的任务。管制中心要负责接收所有外部传入的输据，对信息进行处理，并根据处理后得到的结果对管制范围内的飞机进行集中管制。同时，管制中心还要完成对管制员的培训工作。
管制中心包括以下子系统：自动化系统、训练系统、下线数据管理系统、话音通信系统、数据传输和交换系统和雷达数据传送和引接系统。
6.4.2区域管制中心的特点
. 区域管制中心具有管制能力强，管制精度高、安全性和稳定性高等特点。
. 利用现代技术建成的区域管制中心一般具备在一小时内至少监视 1000架以上飞机的能力，例如澳大利亚所完成的 TAAATS系统仅仅建立了两个空域管制中心就完成了澳大利亚本土和周围大片海域的管制任务，两个空域管制中心管制的面积达到全球面积的 7%。另外，由于建立区域管制中心的同时建立了统一的标准，所以系统的各项性能和参数都可以由相应的指标来衡量，从而提高系统的可靠性和安全性。
6.4.2区域管制中心的特点
典型的自动化系统参数包括：
. Ct：ACC自动化设备管制和跟踪的飞机架次
. C1：管制飞机的时间
. U：ACC自动化设备跟踪但不管制的飞机架次
. R:所管制飞机架次（ Ct）除以管制飞机时间（C1）
6.4.2区域管制中心的特点
管制中心各种输入信息的输入率的最大值都主要以R为单位来衡量，一组典型的输入信息的输入率如表所
示
信息 信息率
飞行计划数据 1.0R
飞行计划 1.0R
离港 0.3R
确认 2.5R
交通管理 2.0R
飞行数据宣告 0.2R
航路显示要求 0.3R
航迹数据传送 9.5R
飞行高度修正 3.9R
飞行航路修正 0.9R
其它飞行修正 0.4R
管制移交 3.6R
接受移交 4.5R
6.4.2区域管制中心的特点
管制中心各种输出信息速率的最大值也都主要以R为单位来衡量，一组典型的输出信息速率如表所示
信息 信息率
飞行动态显示 5.1C+3.3U/雷达扫描
气象区 370个区 /分钟
飞行数据输入 3.1R
飞行数据更新 9.3R
飞行计划 0.8R
飞行计划修正与修改 4.3R
航迹数据传送 9.5R
飞行数据传递 5.3R
周期数据更新 7.0R
6.4.2区域管制中心的特点
区域管制中心由于使用了先进的通信和信息处理设备，并且监视任务主要由雷达来完成，所以管制精度也得到了很大的提高
指标 平飞和直飞 机动飞行
位置误差（最大） 1海里 1.5海里
速度误差（最大） 30节 30节
速度稳定性（最大） 10节 20节
航向误差（最大） 5度 20度
航向稳定性（最大） 10度 10度
6.4.3区域管制中心实例－中国民航三大区域管制中心的建设
我国空中交通流量主要集中在东部地区,特别是由北京、上海、广州构成的大三角区域,其飞行量占全国总飞行量的60％～70％。据统计，2000年华北地区飞机起降达到24.6万余架次，华东地区飞机起降达41万架次。因空中交通管制原因制约飞行量增加和造成航班延误的情况时有发生。改变现行的程序管制方式，实现自动化的雷达管制,是在保证飞行安全的前提下加大飞行流量的根本出路。为此，民航总局从“八五”、“九五”已经开始加大了空管基础设施的建设力度，同时决定集中力量，在北京、上海、广州建设现代化的空中交通管制中心。此举不仅是从根本上缓解京、沪、穗大三角地区空中交通拥挤状况的需要，也是进一步深化我国空管体制改革，使中国民航空中交通管理上水平、上规模的重要条件。目前，这项列入我国民航空管十五基础设施建设的重点工程，已经开始启动。
6.4.3.1系统建设目标
.三大区域管制中心的系统建设总目标是通过建立标准统一、可靠、现代化、网络化的区域飞行管制中心，形成支撑我国东部地区空管体系的三大支柱，进一步提高我国民航空管系统的整体保障能力。
.三个区域管制中心要在所辖管制区域范围内实现雷达、甚高频通信全程覆盖并引入新航行系统技术，实现雷达图像、地地 /地空话音、数据和遥控指令的按需传递。因此，连接三个区域管制中心的有线和卫星通信网是三大区域管制中心建设的重要内容。
6.4.3.2管制中心自动化系统
自动化系统是管制中心的核心系统设备。它由一组处理系统组成。这些系统又被集成为一个大系统，负责空管运行和培训。该系统包括管制员直接操作的各种席位（如雷达管制席、主任管制席、总主任席、军方协调席、流量管理席、备份席、搜寻救援席、飞行计划编辑席、程序管制席、管制通报席等）、可以连接和处理 32部雷达数据的雷达数据处理和显示子系统、飞行数据和飞行计划处理子系统、数据记录和雷达图像及话音同步重放子系统、空地数据处理子系统、标准时钟子系统、数据库管理子系统、多局域网及网络管理子系统、自动化设施通信数据处理子系统和自动化系统控制与监视及维护管理子系统。此外，还将建立一套与实际运行系统相同的模拟培训系统，为管制员提供有效的、具有真实感的训练环境。
6.4.3.3管制中心通信系统
管制中心通信系统除自动化系统外，完善的通信系统，是支持三大区域管制中心空中交通服务正常和顺利运行的基础。管制中心的通信系统主要包括话音交换子系统、地空甚高频通信子系统、数据传输和交换子系统以
及内部和外部的通信网络子系统。
6.5
CNS/ATM管制工作站系统
对于空中交通管制员而言，管制工具需要具备两种基本的功能，那就是监视和通信。监视是指通过以上讲述的监视手段，管制员可以在特定的显示屏幕上观测并获得实时的飞机位置；通信是指管制员可以利用话音和数据等通信手段与飞行员进行实时的通信与交流。
6.5.1
CNS/ATM工作站的需求
未来的 CNS/ATM工作站系统将会是一个融合了 RDP、FDP、ADS数据，能够提供可靠的监视数据，使管制人员更加轻松安全的进行管制的综合系统。 CNS/ATM工作站可以使空中交通管制部门及时的获得更加详细的飞机状态信息，使管制员的管制命令得以更方便、更准确可靠的发布传输，大大提高管制员的工作效率和能力，提高飞行流量控制和安全性。
6.5.2 CNS/ATM工作站的组成
6.5.2.1功能组成和工作流程
CNS/ATM工作站系统划分为七个功能模块：
. 网关
. AFN服务
. ADS服务
. CPDLC服务
. 电子地图显示（Geomap）
. CPDLC
. 话音转换程序（ VTS）
呈现在管制员面前的用户界面有：
. Geomap
. CPDLC
. 网关的管理界面
. VTS
6.
5.2.1功能组成和工作流程
6.
5.2.2硬件特点
CNS/ATM工作站系统对可靠性、稳定性和安全性有着很高的要求，因此，工作站系统使用了双备份的方式。系统由两台相同的机器组成，每一台机器上都运行着一套相同的工作站系统，互为备份，都连接着一个 UPS。另外，每台机器上挂两个显示器，分别用于 ADS地图显示和 CPDLC用户界面。当前网关出现问题时，备份网关自动切断其所有连接，接手所有工作，而用户端的地图显示和 CPDLC可以自动连接到备份网关上，这样就不会中断管制员的工作。
6.
5.2.2硬件特点
CNS/ATM工作站系统的功能组成
备份系统主系统
图6.5－2 CNS/ATM工作站系统组成结构示意图
6.5.2.3工作站采用的协议体系
CNS/ATM工作站系统虽然是运行在 ACARS网络之上，但为了与未来的 ATN网络兼容，系统在设计的时候采用的是美国航空无线电委员会（ RTCA）和 ICAO的标准和建议措施（SARPs）及最低性能标准（ MOPS）标准，在设计过程中考虑到了 ACARS网络的特点，进行了相应的协议转换功能，使新航行系统的工作站可以无缝的运行在 ACARS和ATN网络上。
6.5.3
CNS/ATM工作站的运行环境
GPS卫星给飞机授时和定位，从而机上的导航定位设备可以自动获得飞机的四维位置，并通过通信卫星或者 ARINC和SITA的网络经由北京的国际网关，将飞机的各种信息发送到 CAAC的VSAT网，而 CNS/ATM工作站连接到 CAAC的VSAT网，即可以获得飞机的实时信息，也可以用数据链和飞机进行通信，进行管制。各工作站还可以通过各种话音通信网（ HF/VHF/SATCOM）和飞机进行话音通信。
6.5.4
ADS在CNS/ATM工作站中的应用
ICAO制定了 ADS的SARPs，RTCA也制定了相应的ADS标准，即机载 ADS设备的 MOPS。航空电信网中对 ADS也有着详尽的描述。在 CNS/ATM工作站中，基本实现了 ATN中定义的 ADS服务，并且为用户提供了用于跟踪飞机的电子地图显
示。
6.5.4 ADS在CNS/ATM工作站中的应用
ADS主要分为
. ADS服务
. ADS应用（ Geomap）
6.5.4 ADS在CNS/ATM工作站中的应用
ADS服务所要完成的功能主要是 ADS报文的编码和解码，在 RCTA的DO－212标准中，有着对 ADS报文格式的详细规定。 ADS服务的另一重要功能是要完成 ADS的连接管理以及合同管理。
6.5.4 ADS在CNS/ATM工作站中的应用
在CNS/ATM工作站系统中， ADS电子地图显示是通过 Geomap软件来实现的。 ADS电子地图包括如下功能：
. 基本的显示功能
. 基本的地图操作
. 接收 ADS位置报文，并显示相应的位置，根据 ADS报文中的数据，进行航路推算
. 提供冲突告警、高度告警、限制区告警、碰撞告警、航路告警等告警信息的检测和提示
. 对于没有登录的航班，管制员可以手工添加或删除航班
. 建立、维护和删除 ADS合同
. 选择和管理关注区
. 进程单打印、历史记录的回放
6.5.4 ADS在CNS/ATM工作站中的应用
ADS电子地图的界面如图 6.5－4所示，其显示界面与雷达显示界面相似。图中左图为电子地图显示的主界面 Geomap，我们可以从图中看出中国的国境线和西部航路。地图显示程序顶部包含一个如图右面所示的窗口管理控制面板，管制员可以通过该控制面板来实现
上述的各项功能。图6.5－4电子地图的显示界面和控制面板
管制员可以用鼠标点击地图上的飞机图标来选择飞机、查询飞机状况。每个飞机的显示都是由图标和飞机数据块组成的。数据块内容来自飞机下发的 ADS报文，其中显示了飞机的相关信息，包括航班号、当前位置、航向和速度等。管制员可以配置数据块内显示的内容，数据块的格式如图6.5－5所示。
飞机航班号
飞行高度
地理航向
报文类型： A飞行高度超限引起的时间报告 B基本 ADS位置报告 C CPDLC位置报告 D通信断开 E紧急模式 ADS位置报告 F AFN报文
UAL1 /N123UA
飞机尾号
F350 486K
地速 K=knots; KPH=km/h)
00:35 2190 V
报文类型
FOM*自飞机发出上一次报文的时间
L测向偏差超限引起的事件报告 M手工增加的航班 P回放功能 R垂直速率超限引起的事件报告 V话音位置报告 W到达航路点触发的位置报告
6.5.4 ADS在CNS/ATM工作站中的应用
管制员选中某个飞机之后可以通过图 6.5－6所示窗口来管理飞机与地面站之间的 ADS合同。管制员可以配置周期合同的报告频率，按照空中交通的规则以及特定空域的要求配置触发事件的阈值，可以建立、更改和取消与飞机之间的周期合同、事件合同和请求合同。
6.5.5 CPDLC
CNS/ATM工作站提供数据通信功能，不提供话音服务。根据新航行系统的发展需要，工作站应该支持 CPDLC的功能。 CPDLC同样分为两部分， CPDLC服务和CPDLC应用。
6.5.5 CPDLC
CPDLC应用程序的主要作用就是为管制员提供一个能够收发 CPDLC报文的应用界面。 CPDLC程序分为两大部分，一部分是界面管理，另一部分是报文管理。 CPDLC是工作站系统的人机接口，必须提供方便易用的操作界面。 CPDLC共有上行 182种报文元素， CPDLC应用界面能够提供全部所有上行报文的快捷的编辑和发送功能。 CPDLC的报文管理包括了多种类型的报文管理： ADS合同报文、 CPDLC报文、 AFN报文和 ACARS报文，其中最多的也是最主要的是 CPDLC报文的管理。 CPDLC报文的管理包括： 182种上行报文的编码、 80种下行报文的解码、挂起报文处理、报文自动回复处理等。
6.5.5 CPDLC
图6.5－7显示了是 CPDLC应用程序的操作界面，即空中交通管制员用于和飞机建立通信和管制飞机的终端界面。界面的左上方的等待（ Pending）窗口为待管制飞机显示区。飞机进入管制区进行了 AFN登录之后航班号和机尾号就会自动显示在该窗口。飞行员也可以手动的添加和删除待管制的飞机。此时飞机与地面站之间的 CPDLC连接还未建立起来，还不能进行 CPDLC通信。 Pending窗口下方是显示正在管制中飞机的激活（ Active）窗口。管制员双击待管制的飞机，该飞机就会被激活，工作站系统会自动发送 CPDLC登录请求报，而飞机也会从 Pending窗口转移到 Active窗口。图中左下方显示当前有一架飞机航班号为 CS4404机尾号为 B2503正在接收管制服务。 Pending窗口的右边是报文显示区，当前正在接收管制的飞机的所有报文都显示在这个区域。
6.5.5 CPDLC
A待管制飞机
B正在管制的飞机 H．系统功能区
G．AFN、ADS功能区
F报文发送控制区
C．飞机接收和发送D．报文编辑区 E．报文元素的报文显示 选择区
图6.5－7 CPDLC的应用界面
6.5.5 CPDLC
在窗体的最下方有 45个按钮，每个按钮代表一类报文元素，比如最左上角的 “↑”按钮表示所有的爬升命令。用户单击该按钮就会弹出一个窗口，如图 6.5－8所示。窗体中显示了所有的爬升报文元素，管制员用鼠标选择其中的任何一个元素，该元素就会在报文编辑区显示出来。报文编辑区域D位于报文显示区域下方，管制员选择要发送的报文元素，报文元素就显示在报文编辑区域，管制员可以输入和修改报文参数，操作完毕后，报文就被发送通过网关然后发送到飞机。
图6.5－8爬升报文元素
6.5.6 CNS/ATM工作站中的其它功能模块
6.5.6.1 AFN
AFN是ACARS网络提供的一种服务，即空中交通服务设备通告，它允许装备了适当机载设备的飞机和地面系统之间交换并且更新数据链应用信息。它和 ATN中定义的 CM功能接近。由于中国民航现用的网络为 ACARS网络，因此 CNS/ATM工作站中采用的是和现有网络兼容的 AFN服务。
6.5.6.2网关部分
网关有两个主要作用，一个是系统对外的接口，另一个是系统管理。网关对外连接着ACARS地空数据网络，对内连接着 CPDLC（服务和应用）和 ADS（服务和显示-Geomap），在两者之间起着桥梁的作用。网关还可以管理系统配置数据和网络连接，保存历史数据，控制 CPDLC和Geomap的运行状态。
6.5.6.2网关部分
CNS/ATM工作站的网关部分的最重要的功能在于提供了空地上下行报文的格式转换。其关键的技术是自主实现了所有的CPDLC和ADS报文的编解码，并且定义了内部通信的完整协议，图 6.5－9为网关用户界面。
6.5.6.3话音转换
话音转换是 CNS/ATM工作站的附加功能。由于国内还有一些没有配置新航行系统机载设备的飞机，这些飞机与地面间的通信只能采用话音方式，因此，话音转换部分的主要作用就是向未配置数据链的飞机提供对 ACARS网络的访问。
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