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全球定位系統在空中交通管理中的應用
摘要：隨著(zhù)我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，空中交通管理對全球定位系統的應用產(chǎn)生了巨大的需求，為了有效維護空中航空器飛行暢通，保證空中交通的安全，應該最大化發(fā)揮全球定位系統的優(yōu)勢，促進(jìn)民用航空業(yè)的發(fā)展。本文從全球定位系統的特點(diǎn)入手，著(zhù)重分析和探討了全球定位系統在空中交通管理中的應用。
關(guān)鍵詞：全球定位系統;流量控制;GPS;空中交通
一、全球定位系統特點(diǎn)分析
全球定位系統(GPS)是一種以衛星及通訊發(fā)展為基礎的無(wú)線(xiàn)電導航系統，由GPS星座、地面監控系統和GPS信號接收機三部分組成。在全球范圍內任何位置，不管是任何天氣條件，都可以24小時(shí)不間斷地獲得GPS定位到的準確的幾何圖像。全球定位系統的衛星分布和運轉的軌道與地球相距約11000海里，通過(guò)GPS信號接收機就可以獲得傳回用戶(hù)設備的導航信息。全球定位系統有著(zhù)相比于以往的雷達定位系統更加高精度、全天候、自動(dòng)化和高速度的優(yōu)勢，因此被廣泛應用于諸如交通、航空、測繪、勘察等多領(lǐng)域多學(xué)科。雖然全球定位系統最初的設計目標是作為軍用，但當它研制成功之后，人們在實(shí)際應用中發(fā)現了這個(gè)早期軍用系統的專(zhuān)屬產(chǎn)品其實(shí)在民用領(lǐng)域同樣能發(fā)揮巨大的作用，人們甚至可以在日常生活中使用全球定位系統進(jìn)行導航。
二、空中交通管理重點(diǎn)介紹
民用航空的空中交通管理，顧名思義是為了對民用航空所進(jìn)行的飛機飛行活動(dòng)提供飛行支持和維護，同時(shí)由于民用航空的逐漸發(fā)達，空中交通管理還會(huì )對空中交通流量進(jìn)行和陸地類(lèi)似的交通秩序維護�？偠灾�，空中交通管理是為了保證民用航空有序飛行和旅客安全到達目的地的一系列管理措施。
空中交通管理主要分為三類(lèi)，分別是空中交通服務(wù)管理、空中交通流量管理和空域管理。
2.1 空中交通服務(wù)管理 空中交通服務(wù)管理應該提供的服務(wù)有：空中交通管制服務(wù)、飛行信息服務(wù)和危險警告服務(wù)�？罩薪煌ü苤品⻊�(wù)的主要目標是防止航空飛機在飛行過(guò)程中和其他飛機相撞，同時(shí)要防止飛機在機場(chǎng)或附近空域內與其他飛機或障礙物相撞，保證空中飛行活動(dòng)的安全和良好的交通秩序。
飛行信息服務(wù)可以為處于起飛、飛行、降落狀態(tài)的飛機提供實(shí)時(shí)的飛行信息，并適當地提出一些操作性高的可避開(kāi)危險和加速飛機飛行的建議。
危險警告服務(wù)主要是為了解決飛機飛行中遇到問(wèn)題需要救援的問(wèn)題，幫助定位待救援飛機的位置和所遇到的情況，協(xié)助搜救工作。
2.2 空中交通流量管理 空中交通流量管理(ATFM)可以監控空中交通的當前情況，管理的目標是幫助飛行中的飛機之間進(jìn)行高效的溝通，科學(xué)地預測和控制交通流量，在保證所有航線(xiàn)、空域的交通流量不超過(guò)航空運輸局規定的最大安全容量的前提下，盡可能地加大交通流量。提高空中交通管理的能力可以幫助空管部門(mén)更加有效地利用空域和地面等多種資源。
2.3 空域管理 空域的劃分應在國家安全和飛行需要的基礎上，結合空中交通管理和通信、全球定位系統、地面基礎設施及機場(chǎng)周邊環(huán)境等進(jìn)行。我國空中交通管理發(fā)展的目標是由國家使用先進(jìn)的空中交管系統進(jìn)行統一的空域管理。
三、全球定位系統在空中交通管理中的應用
3.1 全球定位系統幫助維護空中交通秩序 城市的陸地有縱橫交錯的公路、高架橋等，公路有交通規則才能確保車(chē)輛行駛的安全。而空中的各種航線(xiàn)更為復雜，不僅有平面間隔還有垂直間隔。飛機在飛行中相比陸地車(chē)輛更容易受到自然環(huán)境諸如氣流和氣壓的影響，因此需要一套航空適用的更加嚴格縝密的交通規則。飛機的大小和性能決定了它可被允許飛行的高度。小型飛機的活動(dòng)范圍在3000米以下，大中型飛機可以活動(dòng)在3000米高空以上。1000到7000米之間屬于中空飛行，7000到12000米之間屬于高空飛行，更高的距離屬于平流層飛行。不同飛機，不同的高空距離時(shí)飛機之間的垂直間隔都在交通秩序規范之內，而實(shí)際飛行中具體如何確保飛機都遵守了這些交通規則，就需要全球定位系統的幫助，讓空域中所有飛機之間實(shí)時(shí)的精確間隔都在空中交通管理的監測之內。
3.2 安裝全球定位系統有效縮短航線(xiàn)成本 隨著(zhù)我國民用航空業(yè)的迅速發(fā)展，大多數民航公司都開(kāi)始安裝全球定位系統來(lái)達到有效縮短航線(xiàn)總體成本的目標。在空中交通管理系統中應用全球定位系統對于航程較短的航線(xiàn)和直達航線(xiàn)的成本改進(jìn)效果尤為明顯。全球定位系統可以大幅地減少飛機在高空中原有的大部分多余的盤(pán)旋，用合理的小程序間隔指揮引導飛機少繞彎路到達目標。
3.3 全球定位系統與數據傳輸相結合的ADS系統 在海洋上、地面HF無(wú)線(xiàn)電通信和雷達都無(wú)法覆蓋的區域，飛機要想與地面空中交管系統取得聯(lián)系，離不開(kāi)全球定位系統的協(xié)助。這是全球定位系統在空中交通管理中的另一應用。因為全球定位系統是在任何地方都可以獲得定位信號的，因此在這些情況下它依然能全面地控制飛機的飛行。當飛機飛過(guò)無(wú)線(xiàn)電和雷達無(wú)法覆蓋的區域上空時(shí)，以前的方法是增大飛行程序間隔，因此飛機必須遵循較遠的安全航線(xiàn)，雖然確保了飛行安全也增加了航線(xiàn)的成本。而全球定位系統與數據傳輸數據相結合的ADS系統，使空中交通管理中心不再依靠地面警戒雷達來(lái)控制飛機，這樣空中交通管理的指揮就不再是不確定或者未知的，ADS系統會(huì )將正在海洋上空飛行的飛機的位置準確地反映給空管中心，表現為飛機把自身定位自動(dòng)匯報給地面而不再需要加大航線(xiàn)距離來(lái)飛過(guò)未知區域。
3.4 民用計算機衛星通信系統正逐步發(fā)展 我國通過(guò)對比和研究全球定位系統的特點(diǎn)，正在自主研制和開(kāi)通一系列民用計算機衛星通信系統。目前民航總局的衛星數據通信網(wǎng)已大幅度覆蓋全國重要省份和城市，尤其是客運量較大的主要通航城市，未來(lái)這一通信網(wǎng)還會(huì )繼續擴大面積，使空中交通管理更加高效。
我國民用航空業(yè)結合自身的實(shí)際發(fā)展需求，將全球定位系統最大化地利用起來(lái)，提高了空中交通管理的效率，保證了民用航空的安全性，同時(shí)也促進(jìn)了空中交通管理的發(fā)展�？偠灾�，全球定位系統在空中交通管理中的應用是我國民用航空發(fā)展過(guò)程中必不可少的需求，全球定位系統的應用使得民用航空技術(shù)更加完善，空中交通管理系統更加高效，確保了空中交通更加暢通和安全，這對于我國在公路、鐵路、港口、運河和勘探導航等其他領(lǐng)域有著(zhù)重要的指導意義。
參考文獻：
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