空中交通管制监视技术相关问题的研究
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时间：2017-12-21
[摘 要]随着飞行器在现代生活中使用的范围与数量不断增加，国家对航空发展投入力度也进一步扩大，保障飞行器的飞行安全成为了发展航空事业的首要任务。空中交通管制系统在保障航空安全中起着重要作用，弥补了人类无法做到空中监视的局限。其中监视系统作为空中交通管制系统中的核心充分发挥着监控能力。改善监视系统、提升监视技术对航空事业的发展具有多方面的意义。本文主要对独立监控技术、系统监控技术和相关监控技术三种监控技术进行分析，研究其中存在的相关问题，探讨解决相关问题的方法。
[关键词]空中交通管制；监视技术；飞行器
中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0364-01
1.引言
随着技术的不断发展，各种交通工具的使用趋向便利。飞机作为远途旅行中最舒适、最方便、快捷的一种交通工具，在人们经济收入增加、生活水平提高的现代生活下，成为了人们在众多交通工具运输方式中的最佳选择。与此同时，飞机航班数量增加，使得空中交通管制工作的难度增加。保障飞机安全性，成为了空中交通管制工作中的重点任务。
空中交通管制有别于陆地交通管制，无法做到在空中设定固定人工，对相关交通管理点进行监视。只能依赖于科技手段，即空中交通管制监视技术，来弥补人力监视所无法达到而产生的空缺。监视飞行器飞行过程状态是进行空中交通管制的基本，各项空中管制监视技术融合各种先进技术，以达到可获取航空器时刻的运行状况、周围大气环境、所处位置以及飞行路线。目前空中管制系统包含三种系统，而监视系统则是整个管制系统的关键。通过对空中交通管制监视技术所存在的相关问题进行研究，对提升空中交通管制水平、降低飞行使用成本以及进一步保障飞行过程安全具有重要意義。
2.监视系统的分类
2.1 独立监视
独立监视是一种通过自身而不需要监视者配合，可以独立完成监视者定位的监视方法。空中管制之中，一次监视雷达是使用最多的独立监视，也是应用最为成熟的一种监视技术。一次监视雷达是通过天线的波束以及目标对被监视者发射的无线电信号的反射，确定目标的距离以及方向，从而达到独立定位的效果[2]。由于其独立性较强，不需要监视者的配合，更加便利快捷，因此其应用程度与其他监视手段相比更加广泛。
此外，独立监视技术中还包含多基地雷达技术。该技术可进行分散发射，同时对多个目标进行监督，属于立体监视技术范畴。其工作的应用原理，是根据电磁波反射回飞行器，从而获取相关方向、距离等信息，实现对目标的监视。
2.2 协同监视
协同监视是一种无法通过自身完成监视，需要监视者与被监视者相互配合才可以完成测量的监视方法。二次雷达是协同监控技术在应用过程中的技术的典型代表。主要在飞行轨道中进行应用。其工作原理，是通过信息的不断反馈从而使监督者获取目标具体位置。二次雷达技术还可以在飞行的过程之中，对飞行器飞行高度自动确定，达到立体监视的效果。
此外，属于协同监视的多基站测量定位系统是一种具有高准确性的监视技术。多个基站收取飞机发出的无线电信号，通过计算相关时差与位置移动，完成对目标位置的确定。由于基站的数量较多，获取到的信息准确性也相应较高。
2.3 相关监视
相关监视是通过被监视者自身独立定位后，将信息汇报给监视者的监视方法。是一种依靠人为手段的监视而非自动的监视技术。被监视者通过对自身区域位置进行判断，将数据汇报给相关空中交通管制中心的监督者，达到信息传递的结果[3]。由于该中监视手段更依靠认为主观判断，被监视者在对自身高度判断过程之中，必然会存在误差，反馈后信息的可靠程度较低，传输过程之中，时效性也较难得到保障。
3.空中交通管制监视技术存在的问题
3.1 测量精确度较低
一次雷达与二次雷达主要原理都是通过相应的电磁波传播。而这其中，电磁波传播每次可覆盖的范围有限，不同的雷达之间一致性不同，且雷达定位的准确性与雷达间的距离相关，因此导致获取数据较容易产生误差。此外，一次雷达还容易受到其他电磁波的影响，无法实现对飞行器飞行位置的准确获取。此外，由于二次雷达采用相互通信的机制，在外界情况改变下，容易产生信息传递冲突、虚假目标报告等情况，严重干扰数据准确性。二次雷达还不具有探测天气情况与探测合作目标之外目标的能力。
多基站定位系统精度与二次雷达相比较高，但由于监视者依赖于与被监视者的相互交流，因此同样具有二次雷达的相似局限。此外，多基站点定位系统还对地域有较强的依赖性，还需要监视者对其做出相应的实时运算。
相关监视依靠被监视者的主观判断，未运用相关技术辅助，即使飞行人员经验丰富，依旧无法避免误差的发生。
3.2 对地区状态依赖较大
各种监视技术对于外界环境都具有一定的依赖性，必须满足了相应的环境需求才可获得相应的数据。一次雷达与二次雷达对雷达的一致性与每个雷达间的距离都具有一定的要求。
二次雷达更有效作用于飞行密度较低的区域，在飞行密度较大的区域，就容易产生信息传递冲突的问题。
此外，多基站点则受地域的研制较大，还需要监视者实时计算，对相关环境以及人工计算能力依赖较大。
4.解决相关问题的方法
4.1 促进多种技术共存
不同的监控技术具有不同的优势面与局限面。通过将不同技术进行配合，可达到优势互补的效果。如，多基站点技术与一次雷达相比，具备定位更准确的优势。但一次雷达所具有的自身独立定位，不用依靠监控者信息传递的优势不可替代。在不同时段不同空间，根据外界状况进行判断，采用不同的技术，或是多种技术同时采用。可用于各弥补监视技术对外界依赖性过高的问题，提升定位的准确性。
4.2 进行针对性设计
根据各监视技术性能，对监视系统进行针对性设计。通过对不同地区的地貌特征以及飞行器飞行密度进行针对性的考察与记录。根据地区所需，合理有效的按照监控技术具有的性能及地区特征进行针对性设计，引导飞行器在不同时段不同地点采用更有效的监视技术。通过该针对性设计，可以达到更加合理高效多种技术并存的状态，通过不同监控技术的性能与地区的相匹配，达到充分利用监控技术的效果，提高数据信息准确性。
5.结语
本文介绍了空中交通管制监视技术中，监控系统的独立监视技术、协同监视技术、相关监视技术。并针对这三类监视技术，分析了空中交通管制监控技术中存在的相关问题，提出了相应的解决方法。空中交通管制监视技术的出现、发展与应用，使得地面监视对飞行器飞行线路、方位数据信息有了更准确的掌握，提高了飞行器飞行过程的安全性，减少了空中交通管制的相关成本。但目前的监视系统的准确性较低，对相关事物的依赖性较大，存在的缺陷也在实际运用之中不断体现，还具有很大的提升空间。基本本文对空中交通管制监控技术相关问题的研究，望更多学者投入到对完善与发展空中交通管制系统研究之中，增强空中管制监控技术的操作，提升监控技术的准确性与可行性。随着飞行器在人们生活中的普及，空中交通管制监控技术将会越来越精准有效，充分保障空中交通安全。
参考文献
[1] 蒲翔宇.空中交通管制监视新技术的应用[J].中国新通信，2016，（09）：143.
[2] 仝川.关于空中交通管制监视技术的探析[J].通讯世界，2015，（13）：31-32.
[3] 孟龙.空中交通管制监视技术相关问题的研究[J].电子制作，2015，（09）：265.
[4] 刘苏明.空中交通管制监视技术分析[J].硅谷，2015，（03）：202+221.
[5] 张佳佳.空中交通管制数据处理系统分析及技术发展趋势[J].硅谷，2014，（16）：194+178.
[关键词]空中交通管制；监视技术；飞行器
中图分类号：V355.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0364-01
1.引言
随着技术的不断发展，各种交通工具的使用趋向便利。飞机作为远途旅行中最舒适、最方便、快捷的一种交通工具，在人们经济收入增加、生活水平提高的现代生活下，成为了人们在众多交通工具运输方式中的最佳选择。与此同时，飞机航班数量增加，使得空中交通管制工作的难度增加。保障飞机安全性，成为了空中交通管制工作中的重点任务。
空中交通管制有别于陆地交通管制，无法做到在空中设定固定人工，对相关交通管理点进行监视。只能依赖于科技手段，即空中交通管制监视技术，来弥补人力监视所无法达到而产生的空缺。监视飞行器飞行过程状态是进行空中交通管制的基本，各项空中管制监视技术融合各种先进技术，以达到可获取航空器时刻的运行状况、周围大气环境、所处位置以及飞行路线。目前空中管制系统包含三种系统，而监视系统则是整个管制系统的关键。通过对空中交通管制监视技术所存在的相关问题进行研究，对提升空中交通管制水平、降低飞行使用成本以及进一步保障飞行过程安全具有重要意義。
2.监视系统的分类
2.1 独立监视
独立监视是一种通过自身而不需要监视者配合，可以独立完成监视者定位的监视方法。空中管制之中，一次监视雷达是使用最多的独立监视，也是应用最为成熟的一种监视技术。一次监视雷达是通过天线的波束以及目标对被监视者发射的无线电信号的反射，确定目标的距离以及方向，从而达到独立定位的效果[2]。由于其独立性较强，不需要监视者的配合，更加便利快捷，因此其应用程度与其他监视手段相比更加广泛。
此外，独立监视技术中还包含多基地雷达技术。该技术可进行分散发射，同时对多个目标进行监督，属于立体监视技术范畴。其工作的应用原理，是根据电磁波反射回飞行器，从而获取相关方向、距离等信息，实现对目标的监视。
2.2 协同监视
协同监视是一种无法通过自身完成监视，需要监视者与被监视者相互配合才可以完成测量的监视方法。二次雷达是协同监控技术在应用过程中的技术的典型代表。主要在飞行轨道中进行应用。其工作原理，是通过信息的不断反馈从而使监督者获取目标具体位置。二次雷达技术还可以在飞行的过程之中，对飞行器飞行高度自动确定，达到立体监视的效果。
此外，属于协同监视的多基站测量定位系统是一种具有高准确性的监视技术。多个基站收取飞机发出的无线电信号，通过计算相关时差与位置移动，完成对目标位置的确定。由于基站的数量较多，获取到的信息准确性也相应较高。
2.3 相关监视
相关监视是通过被监视者自身独立定位后，将信息汇报给监视者的监视方法。是一种依靠人为手段的监视而非自动的监视技术。被监视者通过对自身区域位置进行判断，将数据汇报给相关空中交通管制中心的监督者，达到信息传递的结果[3]。由于该中监视手段更依靠认为主观判断，被监视者在对自身高度判断过程之中，必然会存在误差，反馈后信息的可靠程度较低，传输过程之中，时效性也较难得到保障。
3.空中交通管制监视技术存在的问题
3.1 测量精确度较低
一次雷达与二次雷达主要原理都是通过相应的电磁波传播。而这其中，电磁波传播每次可覆盖的范围有限，不同的雷达之间一致性不同，且雷达定位的准确性与雷达间的距离相关，因此导致获取数据较容易产生误差。此外，一次雷达还容易受到其他电磁波的影响，无法实现对飞行器飞行位置的准确获取。此外，由于二次雷达采用相互通信的机制，在外界情况改变下，容易产生信息传递冲突、虚假目标报告等情况，严重干扰数据准确性。二次雷达还不具有探测天气情况与探测合作目标之外目标的能力。
多基站定位系统精度与二次雷达相比较高，但由于监视者依赖于与被监视者的相互交流，因此同样具有二次雷达的相似局限。此外，多基站点定位系统还对地域有较强的依赖性，还需要监视者对其做出相应的实时运算。
相关监视依靠被监视者的主观判断，未运用相关技术辅助，即使飞行人员经验丰富，依旧无法避免误差的发生。
3.2 对地区状态依赖较大
各种监视技术对于外界环境都具有一定的依赖性，必须满足了相应的环境需求才可获得相应的数据。一次雷达与二次雷达对雷达的一致性与每个雷达间的距离都具有一定的要求。
二次雷达更有效作用于飞行密度较低的区域，在飞行密度较大的区域，就容易产生信息传递冲突的问题。
此外，多基站点则受地域的研制较大，还需要监视者实时计算，对相关环境以及人工计算能力依赖较大。
4.解决相关问题的方法
4.1 促进多种技术共存
不同的监控技术具有不同的优势面与局限面。通过将不同技术进行配合，可达到优势互补的效果。如，多基站点技术与一次雷达相比，具备定位更准确的优势。但一次雷达所具有的自身独立定位，不用依靠监控者信息传递的优势不可替代。在不同时段不同空间，根据外界状况进行判断，采用不同的技术，或是多种技术同时采用。可用于各弥补监视技术对外界依赖性过高的问题，提升定位的准确性。
4.2 进行针对性设计
根据各监视技术性能，对监视系统进行针对性设计。通过对不同地区的地貌特征以及飞行器飞行密度进行针对性的考察与记录。根据地区所需，合理有效的按照监控技术具有的性能及地区特征进行针对性设计，引导飞行器在不同时段不同地点采用更有效的监视技术。通过该针对性设计，可以达到更加合理高效多种技术并存的状态，通过不同监控技术的性能与地区的相匹配，达到充分利用监控技术的效果，提高数据信息准确性。
5.结语
本文介绍了空中交通管制监视技术中，监控系统的独立监视技术、协同监视技术、相关监视技术。并针对这三类监视技术，分析了空中交通管制监控技术中存在的相关问题，提出了相应的解决方法。空中交通管制监视技术的出现、发展与应用，使得地面监视对飞行器飞行线路、方位数据信息有了更准确的掌握，提高了飞行器飞行过程的安全性，减少了空中交通管制的相关成本。但目前的监视系统的准确性较低，对相关事物的依赖性较大，存在的缺陷也在实际运用之中不断体现，还具有很大的提升空间。基本本文对空中交通管制监控技术相关问题的研究，望更多学者投入到对完善与发展空中交通管制系统研究之中，增强空中管制监控技术的操作，提升监控技术的准确性与可行性。随着飞行器在人们生活中的普及，空中交通管制监控技术将会越来越精准有效，充分保障空中交通安全。
参考文献
[1] 蒲翔宇.空中交通管制监视新技术的应用[J].中国新通信，2016，（09）：143.
[2] 仝川.关于空中交通管制监视技术的探析[J].通讯世界，2015，（13）：31-32.
[3] 孟龙.空中交通管制监视技术相关问题的研究[J].电子制作，2015，（09）：265.
[4] 刘苏明.空中交通管制监视技术分析[J].硅谷，2015，（03）：202+221.
[5] 张佳佳.空中交通管制数据处理系统分析及技术发展趋势[J].硅谷，2014，（16）：194+178.
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