（交通运输）美国和欧洲
新一代民航运输系统研究
综述
编号
南京航空航天大学
毕业论文
题 目 美国和欧洲新一代民航运输
系统研究综述
学生姓名 罗荣龙
学 号 070810123
学 院 民航（飞行）学院
专 业 空中交通管理与签派
班 级 0708101
指导教师 李海峰（讲师）
二〇一二年六月
南京航空航天大学
本科毕业设计（论文）诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目： 美国和
欧洲新一代民航运输系统研究综述）是本人在导师的指导下独立进
行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别
加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人
或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名： 年 月 日
学号：
美国和欧洲新一代民用航空运输
系统综述
目录
摘要..........................................................................4
Abstract......................................................................6
第一章、序言..................................................................7
新航行系统的产生 ......................................................7
新航行系统的组成 ......................................................8
新航行系统的特点 ......................................................9
美国和欧洲的新航行系统的异同点 .......................................10
第二章、通信系统.............................................................13
甚高频（VHF）和 高频 HF语音/数据通信.................................13
航空移动卫星服务（AMSS）语音/数据通信................................14
二次雷达 SSR/S模式数据链.............................................15
航空电信网（ATN）....................................................15
第三章：导航系统.............................................................17
所需导航性能和区域导航 RNP/RNAV ......................................17
的产生和陆基 RNAV的应用 ....................................18
星基 RNAV的应用 ................................................18
全球卫星导航系统 GNSS/DGNSS ..........................................22
．2卫星导航的增强应用 ............................................23
惯性导航系统 INS/IRS .................................................25
微波着陆系统（MLS）..................................................25
第四章:监视系统..............................................................26
自动相关监视系统（ADS）..............................................26
自动相关监视系统介绍 ...........................................26
ADS-B 新技术...................................................28
(2)ADS-B 的原理 ........................................................28
(3)ADS-B 技术应用 ......................................................29
二次雷达（SSR） A/C模式，S模式。....................................30
所需监视性能（RSP）..................................................32
第五章：空中交通管理系统.....................................................32
空域管理（ASM）......................................................32
空中交通服务系统 ATS .................................................33
空中交通流量管理 ATFM ................................................33
所需空中交管理性能（RATMP） ..........................................34
参考文献.....................................................................35
谢词.........................................................................37
美国和欧洲新一代民用航空运输系统综述
摘要
新航行系统由通讯(C)、导航（N）、监视(S)和空中交通管理（ATM）四部
分组成。通讯、导航和监视是基础设施，和空中交通管理师管理体制、配套
设施及其应用软件的组合。
新航行系统是一个以星基为主的全球通讯、导航、监视加上自动化的空
中交通管理系统。从新技术利用上来说，主要是卫星技术+计算机网路技术+
数据链技术的应用，系统的关键问题是卫星应用问题，ATM的关键问题是数据
化、计算机处理机联网问题。
通讯系统，对于通讯系统，最关键的在于数据的双向传输，尤其是飞机
与地面的通信。传输途经有：航空移动卫星系统（AMSS）、VHF话音/数据链通
讯、二次雷达 S模式数据链通讯、HF话音/数据链通讯。导航系统，逐步引入
区域导航能力的（RNAV），并使其符合所需导航性能（RNP）标准。采用全球
导航卫星系统（GNSS）来提供覆盖，并用于飞机航路导航和进离场、进近着
落。监视系统，二次雷达保留使用，尤其在交通密度区域内；在其他区域，
特别是在海洋空域和边远陆地区域内，将采用自动相关监视。空中交通管理
系统，空中交通管理系统是新航行系统的一个重要组成部分，是构筑在通讯、
导航和监视系统之上的管理系统，是配合设施及其应用软件的组合。
总之，新航行系统将对全球航空运输的安全性、有效性、灵活性带来巨
大的变革，新航行系统使民用航空进入了行动发展时代。
关键字:通讯，导航，监视，空中交通管理
The new generation of clvil aviation
transport 0f Europe and American
Abstract
The new navigation system consisted by communication (C),
navigation (N), surveillance (S) and air traffic management (ATM)
four parts. It is made of Communications, navigation and
monitoring which are basic facilities, the air traffic management
division management system, supporting facilities and its
application software .
The new navigation system is to a star and giving priority to
global communications, navigation, surveillance and automation of
air traffic management system. Using the new technology on
speaking, mainly is the satellite technology and computer network
technology and the application of data chain technology, the key
problem of this system is satellite application problem, the key
problem of ATM is digital, computer processor networking problem.
Communication system, to communication systems, the key lies
in the two-way transmission of data, especially the plane and
ground communication. Transmission via: aviation mobile satellite
system (AMSS), VHF voice/data chain communication, secondary radar
data chain S mode of communication, HF voice/data chain
communication. Navigation system, area of navigation skills (RNAV)
are introduced gradually , and make it accord with the require
navigation performance (RNP) standard. The global navigation
satellite system (GNSS) is provided to cover this area, and used
for en-route navigation ,arrival and departure and approach to
system, the secondary radar also keeps using,
especially in density areas where traffic more than anywhere else;
In other areas, especially in area airspace of the ocean and
remote land , will adopting the automatic depend surbveillance.
The air traffic management system, the air traffic management
system is an important part of the new navigation system and it is
based on communications, navigation and monitoring system with the
facilities and application software combination.
In short, the new navigation system will bring the huge change
to the global air transport safety, efficiency, flexibility , the
new navigation systems make civil aviation into the action age.
Key word: communications； navigation； surveillance； the air
traffic management
第一章、序言
新航行系统的产生
国际民航组织（ICAO）基于对未来的商务交通流量的增长和应用需求的
预测，为解决现行航行系统在未来航空运输中的安全、容量和效率不足的的
问题，1983年提出了在飞机、空间和地面设施三个环境中利用卫星和数字信
息提供的新进通信（C）、导航（N）、和监视(S)技术。由于当时有些系统设备
仍在研制中，尚不具备所需运行的条件，ICAO将该建议称为未来航行系统
（FANS）方案。随着各种可用的 CNS技术的日臻成熟，人们愈加注重由新航
行系统产生的效益，同时意识到在实现全球有效航空运输目的上，空中交通
管（ATM）是使 CNS相互关联、综合利用的关键。ATM的运行水平成为了体现
先进 CNS系统技术的焦点。基于这一发展新航行系统的思想，20世纪 90年代
初期，ICAO将 FANS更名为 CNS/ATM系统。有关系统实施规划、推荐标准和建
议措施等指导性材料的制定进一步加速了新航行系统的实施。1998年，ICAO
全体大会再次修订了全球 CNS/ATM实施规划，其内容包括技术、运营、财政、
法律、组织等多个领域，为各个地区实施性航行系统提供了更具体的指导。
CNS/ATM系统在航空中的应用将对全球航空运输的安全性、有效性、灵活性带
来巨大的变革。新航行系统是民用航空进入了新的发展时代。
新航行系统的组成
新航行系统有通信（C）、导航(N)、监视(S)和空中交通管理(ATM)四部分组成。
通信、导航和监视是基础设施，空中交通管理是管理体制、配套设施及其应
用软件的组合。
新航行系统是一个以星基为主的全球通信、导航、监视加上自动化的空
中交通管理系统；从技术利用上来说，主要是卫星技术+数据链技术+计算机
网络技术的应用，系统的关键问题是卫星应用问题，ATM的关键问题是数据化、
计算机处理及联网问题。
通信技术，对于通信，最关键的在于数据的双向传输，尤其是飞机与地
面的通信。传输途经有：航空移动卫星通信（AMSS）、VHF语音/数据通信、二
次雷达 S模式数据链通信、HF语音/数据链通信。飞机的电子设备之间，地面
各个单位、部门之间，都通过航空电信网（ATN）连接。
导航系统，逐步引入区域导航能力（RNAV）,并使其符合所需导航性能（RNP）
标准。采用全球导航卫星系统（GNSS）来提供全球覆盖，并用于飞机航路导
航和进离场进近着陆、差分卫星导航系统（DGNSS）将逐步取代 ILS,NDB、
VOR、DME将逐步退出导航领域，保留惯性导航（IRS/INS）并发展与卫星组合
的导航系统。
监视系统，二次雷达（SSR）的保留使用，尤其在交通密度高的区域时；
在其他的区域特别是在海洋空域和边远陆地区域内，将采用自动相关监视
（ADS）这样可以为那些只有很少或没有监视服务的区域提供综合监视信息。
空中交通管理（ATM）系统， 空中交通管理系统是新航行系统的一个重
要组成部分，是构筑在通信、导航和监视系统之上的管理系统，是配套设施
及其应用软件的组合。其目的是使航空器运营者按其计划的时间起飞和到达，
并在不降低安全的情况下，以最小约束的方式按其满意的飞行剖面飞行。
新航行系统的特点
新航行系统是一个完整的系统。新航行系统由通信、导航、监视和空中
交通管理组成。其中的通信、导航和监视系统以硬件设备和应用开发为主，
空中交通管理则以数据综合处理和规程管理运行为主。通信、导航、监视和
空中交通管理之间相辅相成，在科学的管理方法指导之下，高性能的硬件设
备能为实现 ATM目标提供可靠的手段，为空中交通高效的运行提供潜能。
新航行系统是一个全球一体化的系统。新航新系统满足国际承认和相互
运行的要求，对空域用户以边界透明方式确保相邻系统和程序能够相互衔接。
适用于广大用户和各种水平的机载电子设备。随着新航行系统不断完善而产
生的所需总系统性能（RTSP）的概念，将对总系统在安全性、规范性、有效
性、空域共享和人文因素等方面做出规定。以保证去的协调一致的运行效果，
是空中交通管理和空域利用率达到最佳的水平，从而实现全球一体化 ATM的
目标。
新航行系统是以卫星为基础的综合系统，新航行系统主要依赖的新技术
可以表示为：卫星技术+数据链+计算机技术+自动化技术。其中，卫星技术和
数据处理技术从根本上克服了路基航行系统固有的而又无法解决的一些缺陷，
如覆盖能力有限、喜好质量差等。计算机应用和自动化技术是实现信息处理
快捷、精确及减轻了人员工作负荷的重要手段。
新航行系统实施采取先辅后主，先易后难的原则。先辅后主，在走向新
航行系统的进程中，必然有新老系统并存的过渡期，先易后难，新系统先在
对路基的设备影响小的地方或环境实现应用，那些对路基系统产生较大影响
的场合在后慎重解决。
美国和欧洲的新航行系统的异同点
NGATS具有以下五大特点：以用户为中心：用户可以直接进入按它们的需
要所设计的数据系统，进行准确和快速决策。通过无缝隙地向用户发送数据，
以及适当的政策和市场机制，降低政府对实时运行的直接控制程度。签派员、
飞行计划人员、管制员和流量管理人员将集中于“end-end”的战略流量管理
上，尽量减少对单次飞行的干预。
全系统的转变：转变系统不光是指技术上的转变，也包括对那些过时和
不能满足用户需要的组织机构、程序、战略和业务方式上的转变。在陈旧的
条例、政策和业务模式上嫁接新技术是很难成活的。
机构的领导者必须要使自己的专业人员接受新政策、标准、程序和技术。
鼓励公众接受新的和即将引进的重要技术是政府和行业的责任。地方政府、
私营机构和企业、学术团体都要加入到这个转变中来。由于航空运输是全球
性的，因此也要鼓励国际航空团体的加入。
前摄性的安全风险管理：安全是确保系统持续发展和满足运输增长需求
的关键。NGATS将通过前摄性地发现和预测风险，在风险发生之前进行预防。
其关键是信息共享。NGATS将建立新的文化，鼓励共享安全信息。所设立的安
全目标和检测方法将促进所有改进安全的举措和行动，以及研发（R&D）的进
行。NGATS的各个方面都将体现安全设计和决策保证。
全球融合一致：建立现代化系统能够促进整个行业的发展，但新系统的
建立并不是要在旧系统和技术上拼凑，那样会增加额外的成本。
要通过理解备忘录和联合工作组等形式与世界各地区以及国际民航组织
进行合作。建立全球合作和协作的框架。寻求机会建立统一的空中交通管理
系统，制定一致的实施新技术的时间表。基于性能的服务和基于风险的安全
管理方法是保证建立协调一致系统的关键，这个系统将允许对飞机的性能和
地区服务上有差别。要鼓励其他地区接受美国的技术和标准。全球协调一致
并不只局限于空中交通管理，它也适用于环境、安全和保安等各个方面。
环境友好：飞机和机场是目前主要的环境影响因素。自 1995年丹佛机场
以后，美国没有再新建过一家大型机场，即使只增加跑道也会招致地方的反
对。
为了保证将来的发展，必须要解决环境问题，因此在 NGATS中，不能把
环境问题与其他目标隔离开，要综合考虑。NGATS要能够从伙伴机构拥有的新
技术开发和良好的政府-私营部门关系中受益，例如，NASA已经设计研发了低
阻力、低排放、低噪声、省油的飞机和发动机；JPDO里的环境 IPT已经在在
进行国家空域系统实施 CDA（连续下降进近）程序的工作。
欧洲单一天空（SESAR）的特点：
到 2025年，美国对航空运输的需求将增长到现有水平的三倍，而欧洲到
2020年时对航空运输的需求也将翻倍。为了适应未来的航空需求，美国和欧
洲都开始对各自的航空运输系统进行现代化。
与美国新一代航空运输系统（NGATS）不同点：
在美国，由联合计划发展办公室（JPDO）负责新一代航空运输系统
（NGATS）的组织和协调工作，参与机构共有 7家，都是政府部门。私营部门
的参与主要是选派技术人员和专家参加JPDO中的某个综合产品工作组（IPT），
和参加新一代航空运输系统学会（NGATS Institute），该学会主要是从事研
究工作。私营部门在新一代航空运输系统（NGATS）计划阶段之后的实施阶段
将会发挥更加重要的作用。
私营部门充当的角色是 NGATS与 SESAR的一个不同点。在 SESAR中，由
私营部门 Eurocontrol领导 SESAR，委托 SESAR项目联合体（由 30多个公司
组成）在这两年之间内从事 SESAR的定义工作。两年之后，SESAR项目联合体
将制定一个“空中交通管理总体计划”，详细说明欧洲空中交通管制现代化
计划。
欧洲只是致力于空中交通管制的现代化，这又是 SESAR与 NGATS的一个
不同点。NGATS更加综合一点，除了空中交通管理，还包括保安、环境和其他
方面的问题，是对整个交通运输系统的转换。
SESAR和 NGATS在开发和设计运行概念时的方法也是不同的。“JPDO运
用的是反复征求意见的方法”，而 SESAR是以项目下发的。JPDO的方法包括
了征求众多利益关方的意见，可以使没有参与综合产品工作组（IPT）计划制
定过程的工业和政府部门能对综合产品工作组（IPTs）的概念和观点进行评
价。而 SESAR项目联合体更多的是以项目为取向，这主要是由于工业部门的
参与，工业部门在空中交通联合会（Air Traffic Alliance）的领导下，利
用自己在飞机制造业和地面 ATC系统中的经验来从事现今 SESAR定义阶段的
工作。
另外，SESAR和 NGATS所面临的挑战也不相同。美国的空域比较广阔、复
杂，有着很多欧洲国家所没有的通用航空，但是，这些都需要和谐发展。而
欧洲的空域是分割的，各国空中交通管制都是独立管理的。而破除空域分割
并不一定能缓解欧洲航空运输系统带来的压力。这就是为什么 Eurocontrol
和 SESAR正在考虑类似 JPDO的解决方案的原因。利用自动相关监视播报 ADS－
B（一个定位系统）从基于地面的航空运输管理系统向基于卫星的航空运输管
理系统的转换就是一个解决方法。Eurocongtrol和 JPDO都认识到了 ADS－B
能提高导航服务的成本效率。
两者的相同点
它们之间有很多相似之处。SESAR和 NGATS都有时间表：NGATS的运行概
念要在明年初完成，SESAR 的“空中交通管理总体计划（ATM Master Plan）”
将在后年初完成；SESAR要在 2020年之前实施，NGATS要在 2025年前实施。
尽管 Eurocontrol和 JPDO都各自抓紧自己的工作，但是他们也正在努力合作，
都努力使各自的航空运输系统能共同使用，这从他们正在加强交流（比如说
人事上的合作）就能看得出来，而人事上的合作是从今年六月份派 Meckiff
到 JPDO的工作安排开始的，Meckiff在接下来的两年中将参与 JPDO的工作。
NGATS和 SESAR也有机制上的合作：NGATS有全球融合综合产品工作组
（Global Harmonization IPT），主要是从事全球通用性方面的工作，美国
政府也是欧洲委员会工业咨询理事会（European Commission’s Industry
Consultation Body）的成员之一，而欧洲委员会工业咨询理事会为 SESAR提
出一些建议。很明显，Eurocontrol与 JPDO都意识到了他们一起合作、一起
建设全球通用的航空运输系统的重要性，这使飞机在飞越不同国家空域时可
以不配备几套不同的设备。航空运输系统的全球融合性能提高效率，减少一
些不必要的成本。依照 Meckiff的说法，SESAR与 NGATS的相同之处要多于不
同之处，这将使得全球融合性更加容易，这对美国和欧洲的航空运输系统的
提供者和使用者来说都是天大的好消息。
按照 2004年 Eurocontrol与 FAA签定合作备忘录，英国工程师 Colin
Meckiff已经被派往 JPDO工作，任 Eurocontrol－FAA协调员。他在最近说，
“NGATS与 SESAR之间可以合作的层次很多， 但是最基础的是两者之间的通
用性”。Meckiff说到，SESAR与 JPDO成了 Eurocontrol和 FAA的关键项目，
他自己作为 SESAR与 NGATS之间的一个纽带已经越发显得重要，因为负责
SESAR 定义阶段的 SESAR项目联合体与 JPDO综合产品工作组（IPT）的联系
越来越密切，以此来完成关于未来航空运输系统概念方面的文件。他说，
SESARNGATS的相同之处要多于不同之处。“这两个项目都将提交运行概念，
未来资金方面的问题是 SESAR与 NGATS都要面对的大困难，他们也都共同关
心私营部门的参与”，Meckiff说，“他们有共同的目标和挑战”。他们主要
的目标是建立各自的、能满足未来的航空旅行需求的航空运输系统。
欧洲也面临着空域分割的一些额外约束，欧洲的每个国家都各自进行各
自的空中交通管制。但是，Meckiff说解除空域分割在不远的将来会实现，这
是鉴于未来航空运输系统的压力，这也是为什么 Eurocontrol和 SESAR都在
考虑与 JPDO相同的解决办法的原因。Meckiff说这些解决办法包括数据链接
和自动相关监视播报（ADS－B）。美国新一代航空运输系统（NGATS）与欧洲
单一天空实施计划（SESAR）不同的一个方面是他们所强调的技术重点不一样。
Eurocontrol注重数据链接，而 JPDO以开发自动相关监视播报（ADS－B）开
始，而欧洲还没有实施自动相关监视播报（ADS－B）的计划。
第二章、通信系统
甚高频（VHF）和 高频 HF语音/数据通信
(1)组成
机载 VHF电台
地面 VHF通信终端
(2)主要技术指标
工作频率：～
工作方式：半双工
通信距离：250NM以内
(3)用途
地面与飞机及飞机与飞机之间进行话音联系的工具。
高频（HF）语音/数据通信
(1)组成
机载 HF电台
地面 HF通信终端
(2)主要性能指标
工作频率：3～30MHz
工作方式：半双工
通信距离：100～2000NM
(3)用途
在偏远和海洋区域，管制人员和飞机驾驶员进行话音联系。
航空移动卫星服务（AMSS）语音/数据通信
AMSS为航空用户提供远距数据链和话音通信。
组成：卫星转发器；飞机地球站(AES)；地面地球站(GES)。其中，
卫星转发器：由同步轨道卫星完成馈送链路和服务链路间的频率转换。
目前有 INMARSAT卫星。
飞机地球站(AES)：飞机上用来进行 AMSS通信的设备，包括天线、卫星
数据单元和高功率放大器等机载电子设备。
地面地球站(GES)：地面用来进行 AMSS通信的设备，完成飞机和 ATM、航
空公司间的通信中继。包括天线、收发信机、信道单元和网络管理设备。
AMSS的链路示意：
AMSS的通道示意：
AMSS采用面向比特协议，与 ATN完全兼容。与 VHF通信相比，AMSS通信
延迟时间较长(高轨道同步卫星)。将利用低轨或中轨卫星，进一步降低 AES
的设备费和使用费，减小延迟时间，消除南北极附近的通信盲区，真正实现
全球、全天候的航空卫星通信。
二次雷达 SSR/S模式数据链
S模式即选择模式，S模式是二次雷达(SSR)的一种增强模式，允许地面
管制单位有选择的询问，在地面询问和机载应答装置之间具备双向交换数据
功能。
S模式具有以下特点：
有选择的询问，防止信号范围内的所有飞机同时应答引起的系统饱和和
混叠发生；一机一码，以防止询问信号串扰其他飞机；为 ATC服务提供数据
链能力，为 VHF话音通信提供备份；实现对飞机状态的跟踪监视；使用单脉
冲技术有效的改善了角度分辨率，提高了方位数据的精度；是防撞的可靠手
段，TCAS是利用 SSR应答机的信号来确定临近飞机的距离和高度，利用 S模
式数据链功能，可确切的知道对方的坐标位置，有利于选择正确的回避措施。
对通信功能而言，因为 S模式的数据链仍沿用了 SSR的工作方式，势必
受到天线扫掠间歇的影响限制，是依赖于 S模式的通信次数、速率和实时性
差于 VHF数据链。但对雷达功能而言，代表了发展的一个方向。
航空电信网（ATN）
ATN是全球范围内，用于航空的数字通信网络和协议。
ATN将航空界的机载计算机系统与地面计算机系统连接起来，ATN能支持
多国和多组织的运行环境，使之随时互通信息。
ATN将按照国际标准化组织(ISO)的开放互连(OSI)7层模型来构造。主要
由 3个子网构成：机载电子设备通信子网(数据链管理系统)；空地通信子网；
地面通信子网(分组交换、局域网)。各类子网之间利用路由连接器连接，用
户经路由器通过网关进入 ATN，再按照网间协议和标准进行信息交换。地面路
由器确保将信息传送到要求的终端和飞机，并保存每架飞机的位置信息；跟
踪系统配合地面网络，分析媒体的可用性，向飞机发送信息数据。飞机路由
器确保飞机信息通过要求的媒体发送。
在现阶段，通信方式和格式繁多，缺乏一致性和兼容性。但是，所需通
信性能(RCP)将是今后通信技术发展和应用时共同遵守的标准，如同 RNP。
飞机通信选址报告系统(ACARS)是目前向 ATN过渡的一种数据链类型。
ATN早期应用－ACARS的应用(OOOI过程)
飞行阶段 来 自 飞 机 到 飞 机
滑 行
链路测试/时钟更
新 ；
燃 油 /机 组 信 息 ；
延 误 报 告 ；
滑 行 ；
(OUT)
离港前许可(PDC)；
自动终端情报服务；
载 重 和 配 平 ；
机 场 分 析 ；
垂 直 速 度 ；
飞行计划硬拷贝，注入
FMS；
起 飞
飞机脱离跑道信息；
(OFF)
离 港 发动机数据；
飞 行 计 划 更 新 ；
气象报告；
航 路
位 置 报 告 ；
气 象 报 告 ；
预 计 到 达 时 间 ；
话 音 请 求 ；
发 动 机 信 息 ；
维修报告；
ATC许 可 ；
气 象 报 告 ；
再 许 可 ；
地面话音请求(选择呼
叫)；
进 近
准 备 ；
廊 桥 请 求 ；
预 计 到 达 时 间 ；
特 殊 请 求 ；
发 动 机 信 息 ；
维修报告；
廊 桥 确 认 ；
廊 桥 联 系 ；
旅 客 和 机 组 信 息 ；
自动终端情报服务；
着 陆 着陆信息；(OFF)
滑 行
滑 行 到 停 机 坪 ；
燃 油 信 息 ；
机 组 信 息 ；
取自中央维修计算机的
故障信息；(IN)
第三章：导航系统
所需导航性能和区域导航 RNP/RNAV
区域导航不是一个新概念，但在新航行系统环境下，新导航系统赋予了
使用几十年的区域导航以新的含义。空中交通史上的第一批航路是沿着地面
台点设计的，在作出向、背台飞行的区别和台点的频率、航路宽度、飞行高
度的规定后，飞机按设计的航路飞行，管制员按该航路计划飞行实施管制。
由于当时还没有机载计算组件，飞机按逐台径向导航方法飞行。
的产生和陆基 RNAV的应用
随着 VOR和 DME导航设备成功地运用于航空导航和机载计算组件的装备，
出现了区域导航（RNAV）概念并得以初步应用。根据当时所用系统性能和特
性，RNAV被确认为一种导航方法，允许飞机在导航台信号覆盖范围内，或在
机载自主导航设备能力限度内，或在两者配合下按所需航路飞行。这也正是
目前陆基航行系统条件下 RNAV航路设计的特点。虽然可以依靠机载计算组件
作用，在导航台的覆盖范围内设计一条比较短捷航路，但是，航路仍然考虑
地面是否建有导航台而设计。一般说来，对应地面建导航台有困难的空域，
多为不繁忙空域。
星基 RNAV的应用
卫星导航系统的应用，从根本上解决了由地面建台困难导致空域不能充
分利用的问题。卫星导航系统以其实时、高精度等特性使飞机在飞行过程中
能够连续、准确地定位。在空域利用允许情况下，依靠卫星导航系统的多功
能性，或者与飞行管理计算机的配合，飞机容易实现任意两点间的直线飞行，
或者最大限度地选择一条短捷航路。从一般意义上讲，利用卫星导航，飞行
航路不再受地面建台与否的限制，实现了真正意义上的航路设计的任意性。
因而可以认为，卫星导航技术的应用使 RNAV充分体现了 Random Navigation
（随机导航）的思想。
的定义和提出 RNP的目的
RNP概念是 91、92年间由 FANS委员会向 ICAO提出的。94年，ICAO 在
正式颁布 RNP手册(Doc 9613-AN/937)中定义 RNP为：飞机在一个确定的航路、
空域或区域内运行时，所需的导航性能精度。
RNP是在新通信、导航和监视技术开发应用条件下产生的新概念。RNP也
是目前提出的所有所需性能 RXP(X=C、N、M、ATM、tS)中唯一有明确说明和规
定的性能要求，而其它皆在讨论制订中。尽管如此，RNP从颁布后就没有停止
其完善和充实工作，随着各种可用技术的成熟，RNP的应用领域还在延伸，规
定的项目还在增加。
ICAO提出 RNP概念并作出相应规定的目的是：改革以往对机载导航设备
管理方式，从无休止的设备审定和选择工作中解脱出来；在规定的航路空域
内运行的飞机，要求其导航性能与相应空域能力相一致，使空域得到有效利
用；不再限制机载设备最佳装备和使用；作为确定飞行安全间隔标准的基本
参考。
的应用
RNP可用于从起飞到着陆的各个飞行阶段。
(1) 航路 RNP
航路 RNP是在确定航路、空域或区域内，对飞机侧偏的最大限制。
4种 RNP类型
类 型 定位精度(95%) 应 用
RNP1
±海里(±)
允许使用灵活航路
RNP4 ±海里(±)
实现两个台点间建立
航路
±海里(±)
在地面缺少导航台的
空域
RNP20 ±海里(±)
提供最低空域容量的
ATS
陆基导航系统的 RNAV航路可以缩短航线距离，但飞行航路依旧受到地面
导航台的限制。星基导航系统的 RNAV航路则可以实现既短捷又灵活的设计。
以规定的 RNP1类型的航路为例，RNP1系指以计划航迹为中心，侧向（水
平）宽度为±1海里的航路。对空域规划而言，可利用 RNP1进行灵活航路的设
计，运用在高交通密度空域环境，有利于空域容量的增加。同时，对飞机的
机载设备能力而言，在相应类型航路飞行的飞机，若要保证在该类航路安全
运行，必须具有先进机载导航设备。飞 RNP1航路的飞机必须具备利用两个以
上 DME，或卫星导航系统更新信息的能力。同理，RNP4类型系指以计划航迹
为中心，侧向（水平）宽度为±4海里的航路。由于 RNP4有较松的航路宽度要
求，可适应于目前陆基航行系统支持的空域环境。
在实际应用中，RNP概念即影响空域，也影响飞机。对空域特性要求而言，
当飞机相应的导航性能精度与其符合时，便获得在该空域运行。要求飞机在 95
％的飞行时间内，机载导航系统应使飞机保持在限定的空域内飞行。另外，
能在高精度要求航路运行的飞机，也可以在较低精度要求航路上运行，反之
则不行。
(2) 终端精密 RNP(窗口航路效应)
在考虑飞机运行总系统误差后，提出终端精密内外隧道概念。内隧道指
系统正常的性能范围，外隧道是指飞行安全的限界。
（1）隧道参数
外隧道 10-7事故概率
下滑角 = 3 . 0度 半宽度（英尺）
高度
GPI
P
50 100
2
00
250 300 500 600 750 1000 1250 1500
侧向 200 245 325 425 448 470 564 658 894 1129 1365 1600
垂直 0 NA 65 110 123 135 165 196 272 348 424 500
内隧道 95%精度
下滑角 = 3 . 0度 半宽度（英尺）
高度 GPIP 50 100 200 250 300 500 600 750 1000 1250 1500
侧向 27 51 75 110 118 125 158 192 275 358 442 525
垂直 0
N
A
15 32 36 40 51 62 89 116 143 170
（2）隧道模型
机载导航设备精度高，飞行总系统误差小，占用空域小。反之，机载导
航设备精度低，飞行总系统误差大，占用空域则大。
卫星导航系统的精度比现行导航系统的精度高，是目前保证飞行安全，
提高空域交通流量，增加空域容量的技术保证。
航路 RNP与终端精密 RNP的衔接：
现行系统和新航行系统在空域结构上的区别：
现行航行系统 新航行系统
航 路 保护区概念 航路 RNP概念
终端区 IAF、FAF、MAF (同左)
进 近 ILS下滑线 精密 RNP(内外隧道)
表面看来，RNP是对应用于一定空域的机载导航系统精度要求的概念。实
际上，RNP对空域规划、航路设计、航空器装备等方面都产生着影响。为此，
RNP概念要求国家承担起作出规定本国空域 RNP的类型、确保空中交通管制对
航空器的引导和监视、并使航空器符合规定航路所需导航性能的要求的责任。
在现行运行条件下，由于受到陆基空管设备和机载设备能力的限制，进
行航路设计时都尽可能为飞机提供充裕宽度的航路。一条航路占据较大空域，
一个高度上设计一条航路是目前空域应用的水平。
在新航行系统环境下，实时通信监视能力可以对飞行活动的连续监控，
飞机机载导航精度提高，也使飞行总系统误差减小，利用 RNP概念进行平行
航路和直飞航路的设计，还利用 RNP概念减小航路间隔和优化航路间隔，有
效地提高空域利用率和容量。无论是技术保障，还是运行环境要求，都使飞
机在空域仅占据有限的"空域块"飞行。（幻灯胶片，此处略）。
安全间隔概念
每架飞机由两个假想的与飞机同运动的区域包围，两个假想区被分别称
为告警区和保护区。外层区为告警区，内层区为保护区。各区域的大小随飞
机的飞行速度、交通密度和飞机设备水平不同而改变。一般讲，飞机飞行速
度越快，区域范围越大。当两架飞机的告警区相接触时，机载冲突解算组件
将自动处理有关信息，最后为飞行员提供操纵指令，使之脱离碰撞危险。这
是 ATM和自由飞行所追求的一种空域运行环境。
新航行系统开辟了航空运输的新时代，也为人们的观念更新带来变化。
全球卫星导航系统 GNSS/DGNSS
卫星导航的基本应用在过去的几年，使全球航行系统和空中交通管
制系统发生深刻变革的根源是卫星导航。ICAO将其命名为 GNSS，其中可能包
括各国或组织的空间卫星系统。GNSS = GPS + GLONASS + INMARSAT-III +
MTSAT + GIT……。目前，已经达到完全运行状态的卫星导航系统只有美国研
制的全球定位系统（GPS）。
GPS的基本应用是利用空间 24颗卫星星座中的至少 4颗卫星来进行定位
和授时。对航空用户而言，仅靠 GPS接收机完成定位和导航。由于存在卫星
星历误差、电离层和对流层的影响，再加上美国政府人为施加的选择可用性(SA)
的干扰，GPS的标准定位服务提供的精度在民用航空中只能使用于从航路到非
精密进近飞行阶段内，无法满足精密导航和着陆飞行阶段的精度要求。为在
使用卫星导航过程中确保飞行安全，改善 GPS信号的精度、完好性和可用性
必须对 GPS基本应用方式采用增强措施。
目前可利用的卫星导航系统提供的基本应用精度：
水平定位精度 垂直定位精度
导航星座
95％ % 95% %
GPS 100米 300米 156米 500米
GLONASS 24米 140米 48米 585米
．2卫星导航的增强应用
(1)差分卫星导航
在一定范围内用导航卫星定位时，当两点间的距离和它们相对卫星的距
离相比可以忽略时，在两点的误差就具有共同性的特点，利用差分技术可以
有效地消除两点的共同性误差。这是差分技术应用的基本原理。这两点被称
为基准站和用户站。
基准站(已经过精密位置测定)接收 GPS信号后，解算基准站位置，将解
算值与标定值进行比较，求出卫星定位误差。再利用数据链向附近用户发播
误差修正值。在附近的用户站接收到误差修正信号后，精确解算用户站的精
密位置解。无论是理论计算，还是实地试验都证明了差分是解决卫星定位系
统中的精度问题的有效可用技术。(差分卫星导航应用幻灯胶片，此处略)
为提高卫星导航精度、完好性、可用性和连续服务性，通过一些地面设
施，选择使用差分技术和伪卫星技术等，使卫星导航系统性能得以提高。由
此形成了 GPS地面增强系统。按地面设施布放区域和范围，GPS地面增强系统
分为：本地差分 GPS(LADGPS)、广域差分 GPS(WADGPS)、本地增强系统(LAAS)
和广域增强系统(WAAS)等。
LADGPS是在 DGPS基础上，布设多个基准站，构成基准站网，提高在基准
站网覆盖范围内的用户站的定位和导航精度。
(2)广域增强系统(WAAS)
WAAS是一个陆基基准系统网络，利用差分解算技术改善基本 GPS信号的
精度、完好性和可用性。WAAS主要的目的是改善 GPS信号的可用性，以满足
全飞行阶段的 RNP要求。WAAS能将精度提高至 7米。
WAAS由广域基准站(若干个)、广域主控站组成，利用数据链发播定位修
正信息。其特点是对空间相关的误差(大气中的传播延迟误差)和对空间不相
关的误差(卫星的星历误差、星钟误差)分别解算出来，分别修正。这样，不
仅使得只需设置较少的基准站就能覆盖大范围地区，还能利用卫星广播修正
电文，在海洋和偏远荒漠地区不需设台，用户也能获得修正信息。(广域增强
系统示意图，此处略)
(3)本地增强系统(LAAS)
LAAS的目的是改善 GPS信号，以满足精密 RNP所需的导航性能要求。向
视线范围内的飞机提供差分修正信号。LAAS能将精度提高至 1米。
LAAS是对 WAAS服务的完善。LAAS使用的差分技术是基于产生一个本地
基准站和用户站之间所有预计的共同性误差的修正值。所以，LAAS只能在约 20
海里的"本地"范围内发播导航修正信息，其服务空间只包括在本区域内的机
场。虽然 LAAS提供的服务空间小于 WAAS，但是，LAAS所能提供的精度要远
高于 WAAS。因而，LAAS能提供比 WAAS更多的精密进近服务，并能有效缩短
系统完好性告警时间。
LAAS主要由地面基准站、机载差分 GPS接收设备、数据链组成。LAAS可
供 I类精密进近(可用性指标远高于 WAAS)、II类乃至 III类精密进近和着陆。
此外，LAAS的空间信号还能提供机场场面活动监视服务。(本地增强系统示意
图，此处略)
(4)新一代增强系统划分
1998年 4月，在新西兰惠灵顿召开的卫星导航专家组会议报告中，对提
高能 GNSS性能'的各种增强措施进行了系统描述，按组成卫星导航系统的各
成分将增强系统划分为：陆基增强系统(GBAS-Ground Based Augmentation
System)、星基增强系统(SBAS-Satellite Based Augmentation System)和飞
机增强系统(ABAS-Aircraft Based Augmentation System)。
GBAS将为 GNSS测距信号提供本地信息和修正信息。修正信息的精度、完好性、
连续性满足所需服务等级的要求。这些信息通过 VHF数据链以数字格式发播。
GBAS的应用包括 WAAS、LAAS等。SBAS利用卫星向 GNSS用户广播 GNSS完好
性和修正信息，提供测距信号来增强 GNSS。ABAS将 GNSS组件信息和机载设
备信息增强和/或综合，从而确保系统符合空间信号的要求。ABAS的应用包括
RAIM、AAIM、GPS/INS等。
惯性导航系统 INS/IRS
惯性导航是指通过测量飞行器的加速度，自动进行积分运算，获得飞行
器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在飞行
器内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一
种自主式导航系统。
惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性
测量装置包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪测量
飞行器的三个转动运动，3个加速度计测量飞行器的 3个平移运动的加速度；
计算机根据测量的各种信息，计算出飞机的速度和位置数据；显示器显示各
种导航参数。按照惯性导航组合在飞行器上的安装方式，可以分为平台式惯
性导航系统和捷联式惯性导航系统。前者安装在惯性平台的台体上，计算量
小、精度高，但结构复杂、占用面积大；后者直接安装在飞行器上，结构简
单、体积小，但由于工作条件不佳，仪表的精度会有所降低。牛顿力学是惯
性导航的理论基础。
微波着陆系统（MLS）
微波着陆系统。工作于微波频段（～兆赫）、由机上设备获
得引导数据的无线电着陆系统。其优点是：系统精度高，能满足全天候工作
要求；允许飞机任意选择机场航道，适用于作各种起落的各型飞机；系统容
量大（200个通道），能满足空中交通量增加的要求；设备体积小，对场地要
求低；系统抑制多径干扰能力强。国际民航组织于 1978年选定时基扫描波束
微波着陆系统作为新的标准着陆系统。它能提供连续的、精确的 3坐标（方
位、仰角、距离）信息。
第四章:监视系统
自动相关监视系统（ADS）
自动相关监视系统介绍
ADS向 ATS提供与 SSR等效的飞机位置数据。
(1)释义
自动的：无需机组人工发送飞机位置。
相关的：地面依赖于飞机的报告得知飞机的位置。信息来自飞机，不是
地面站。
监视：飞机的位置得到监视。
(2)ADS信息类型
定期报告(位置、时间、性能因数、识别码、机型、气象、预计航线，
等)；
请求报告(内容同定期报告，根据要求立即发送)；
事件报告(航路点变更、侧向偏离超限、高度偏离超限，等)。
ADS信息通过数据链(VHF、HF、S模式或卫星)发送给 ATM。ATM借助自动
的冲突检测和解算工具处理 ADS信息，并将结果数据显示在管制员的荧光屏
上。 (3)ADS的局限性
机上信息处理需要时间(FANS-1至少 64秒)；通信滞后(飞机到地面需用
时 45－60秒)；要求使用相同的基准(基于 GNSS的时间，WGS－84坐标系统)，
否则精度变差；设备安装的过渡期内，机载设备混乱。
(4)ADS效益
与话音通信相比，减小间隔，增加空域容量；地面设施投资大大低于
SSR、VOR、DME，可用于无 SSR信号覆盖的区域；能提供 ATM所需的数据，如：
预计航路、性能因数、事件报告等；机组不再依靠话音通信报告飞机位置。
（5)监视系统现状与发展
交 通 量 现 状 发 展
高 密 度
PSR、SSR
A/C
SSR A/C/S
低密度/洋区 HF话音/电报 ADS
(6)结论
ADS能有效地改善空域容量，不能取代 SSR；可用于战略冲突检测；在洋
区可取代飞行员的话音位置报告；ADS管制不能用于终端和进近阶段(不满足
快速位置更新，实时通信技术的要求)。
ADS-B 新技术
（1）ADS-B 的定义:
ADS-B 是广播式自动相关监视的英文缩写，它主要实施空对空监视，
一般情况下，只需机载电子设备(GPS 接收机、数据链收发机及其天线、
驾驶舱冲突信息显示器 CDTI)，不需要任何地面辅助设备即可完成相关功
能，装备了 ADS-B 的飞机可通过数据链广播其自身的精确位置和其它数
据(如速度、高度及飞机是否转弯、爬升或下降等)。ADS-B 接收机与空管
系统、其它飞机的机载 ADS-B 结合起来，在空地都能提供精确、实时的
冲突信息。ADS-B 是一种全新科技，它将当今空中交通管制中的三大要
素通信、导航、监视重新定义。
Automatic——自动，“全天候运行”，无需职守。
Dependent——相关，它只需要于依赖精确地全球卫星导航定位数据。
Surveillance——监视，监视（获得）飞机位置、高度、速度、航
向、识别号和其它信息。
Broadcast——广播，无需应答，飞机之间或与地面站互相广播各
自的数据信息。
(2)ADS-B 的原理
ADS-B 系统由多地面站和机载站构成，以网状、多点对多点方式完成
数据双向通信。机载 ADS-B 通信设备广播式发出来自机载信息处理单元
收集到的导航信息，接收其他飞机和地面的广播信息后经过处理送给机
舱综合信息显示器。机舱综合信息显示器根据收集的其他飞机和地面的
ADS-B 信息、机载雷达信息、导航信息后给飞行员提供飞机周围的态势信
息和其他附加信息(如：冲突告警信息，避碰策略，气象信息)。
ADS-B 系统是一个集通信与监视于一体的信息系统，由信息源、信息
传输通道和信息处理与显示三部分组成。ADS-B 的主要信息是飞机的 4 维
位置信息(经度、纬度、高度和时间)和其它可能附加信息(冲突告警信息，
飞行员输入信息，航迹角，航线拐点等信息)以及飞机的识别信息和类别
信息。此外，还可能包括一些别的附加信息，如航向、空速、风速、风
向和飞机外界温度等。这些信息可以由以下航空电子设备得到：(1)全球
卫星导航系统(GNSS);(2)惯性导航系统(INS);(3)惯性参考系统(IRS);(4)
飞行管理器；(5)其它机载传感器。ADS-B 的信息传输通道以 ADS-B 报文
形式，通过空-空、空-地数据链广播式传播。ADS-B 的信息处理与显示主
要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法，并且形成清
晰、直观的背景地图和航迹、交通态势分布、参数窗口以及报文窗口等，
最后以伪雷达画面实时地提供给用户。
ADS-B技术是新航行系统中非常重要的通信和监视技术，把冲突探测、
冲突避免、冲突解决、ATC 监视和 ATC 一致性监视以及机舱综合信息显示
有机的结合起来，为新航行系统增强和扩展了非常丰富的功能，同时也
带来了潜在的经济效益和社会效益。
(3)ADS-B 技术应用
ADS-B 技术用于空中交通管制，可以在无法部署航管雷达的大陆地区
为航空器提供优于雷达间隔标准的虚拟雷达管制服务;在雷达覆盖地区，
即使不增加雷达设备也能以较低代价增强雷达系统监视能力，提高航路
乃至终端区的飞行容量；多点 ADS-B 地面设备联网，可作为雷达监视网
的旁路系统，并可提供不低于雷达间隔标准的空管服务;利用 ADS-B 技术
还在较大的区域内实现飞行动态监视，以改进飞行流量管理；利用 ADS-B
的上行数据广播，还能为运行中的航空器提供各类情报服务。ADS-B 技术
在空管上的应用，预示着传统的空中交通监视技术即将发生重大变革。
ADS-B 技术用于加强空-空协同，能提高飞行中航空器之间的相互监
视能力。与应答式机载避撞系统(ACAS/TCAS)相比，ADS-B 的位置报告是
自发广播式的，航空器之间无须发出问询即可接收和处理渐近航空器的
位置报告，因此能有效提高航空器间的协同能力，增强机载避撞系统 TCAS
的性能，实现航空器运行中即能保持最小安全间隔又能避免和解决冲突
的空-空协同目的。ADS-B 系统的这一能力，使保持飞行安全间隔的责任
更多地向空中转移，这是实现“自由飞行”不可或缺的技术基础。
ADS-B 技术用于机场地面活动区，可以较低成本实现航空器的场面活
动监视。在繁忙机场，即使装置了场面监视雷达，也难以完全覆盖航站
楼的各向停机位，空中交通管理“登机门到登机门”的管理预期一直难
以成为现实[8]。利用 ADS-B 技术，通过接收和处理 ADS-B 广播信息，将
活动航空器的监视从空中一直延伸到机场登机桥，因此能辅助场面监视
雷达，实现“门到门”的空中交通管理。甚至可以不依赖场面监视雷达，
实现机场地面移动目标的管理。
ADS-B 技术能够真正实现飞行信息共享。空中交通管理活动中所截获
的航迹信息，不仅对于本区域实施空管是必需的，对于跨越飞行情报区(特
别是不同空管体制的情报区)边界的飞行实施“无缝隙”管制，对于提高
航空公司运行管理效率，都是十分宝贵的资源。但由于传统的雷达监视
技术的远程截获能力差、原始信息格式纷杂、信息处理成本高，且不易
实现指定航迹的筛选，难以实现信息共享。遵循“空地一体化”和“全
球可互用”的指导原则发展起来的 ADS-B 技术，为航迹信息共享提供了
现实可行性。
二次雷达（SSR） A/C模式，S模式。
S 模式即选择模式。S模式是 SSR的一种增强模式。允许地面管制单位有
选择地询问，在地面询问和机载应答装置之间具备双向交换数据功能。
(1) 问题的提出
SSR监视雷达的 A/C模式编码数量有限、可交换信息少(识别、高度)；在
询问信号工作范围内的全部飞机，会同时获得询问信号，可能产生同时应答，
造成混迭；管制员的工作负荷大；目标容易丢失或信号中断，飞机的机动飞
行将会遮蔽机载天线；地面反射产生盲区；固定目标的反射会引起虚假目标
的显示；目标的方位、距离等参数的分辨率低，等。
(2) S模式简介
S 模式的询问信号(上行)示意：
S模式的应答信号(下行)示意：
一个 15或 29微秒的数据块可容纳 56比特或 112比特的数据，数据的前
24比特规定用于飞机的地址编码，这样飞机的识别码的数量可达 224＝
16777216(1677万个)，是现行的 A模式的 4千余倍，足以实现全球飞机一机
一码。
(3) S 模式的应用
有选择地询问，防止信号范围内的所有飞机同时应答引起的系统饱和、
混迭发生；一机一码，防止询问信号串扰其他飞机；为 ATC服务提供数据链
能力，为 VHF话音通信提供备份；实现对飞机状态的跟踪监视；使用单脉冲
技术有效地改善了角度分辨率，提高了方位数据的精度；是防撞的可靠手段，
TCAS是利用 SSR应答器的信号来确定邻近飞机的距离和高度，利用 S模式数
据链功能，可确切知道对方的坐标位置，有利于选择正确的回避措施。
(4) S 模式的缺陷
对通信功能而言，因为 S 模式的数据链仍沿用了 SSR的工作方式，势必
受到天线扫掠间歇的限制，使依赖于 S 模式的通信次数、速率和实时性差于
VHF数据链。但对雷达功能而言，代表了发展的一个方向。
所需监视性能（RSP）
几种类型的监视系统或程序的出现以及现有支持 ATM功能的监视设施，
使人们注意到航行系统正变得越来越复杂。无可否认，若只用一种监视系统
局能满足任何类型空域中所有的飞行阶段的监视要求，是最理想的情况。但
是，从成本收益的角度看，为了处理从低密度交通去到高密度终端区这样存
在着巨大差异的交通环境，就需要具有不同特点和功能的监视系统。除非之
用一种监视系统就能满足所有的要求，否则，民航界就不得不考虑任何情况。
各种可用的监视系统在为规划过程提供灵活的同时，也使协调各监视功能的
工作复杂化。为了实施规划，一个办法是吧所有有关的运行要求都转成一系
列监视性能参数，即所需监视性能（RSP）,这个概念是指一组量化好的监视
性能要求，如容量、可用性、精度、更新率等等。一旦在某一空域 RSP被制
定用于一个运行方案，那么满足这组参数的任何一种或几种综合的监视系统，
从运行上看都是可以考虑接受的。
第五章：空中交通管理系统
空域管理（ASM）
空域管理是空中交通管理的一项重要任务。空域管理的任务是依据既定
的空域结构条件，实现对空域的充分利用，尽可能满足经营人对空域的需求。
空域是国家的重要资源，对空域合理使用，会产生巨大的经济效益。空域管
理的主要内容是研究空域结构，制定空域管理使用计划，合理调整管制区和
飞行空域；研究论证区内航路、航线、空中走廊、空中限制区、空中危险区
的计划和调整；协调解决对空射击同航空器飞行使用空域的矛盾。
空中交通服务系统 ATS
ATS仍是 ATM的主要内容之一。ATS本身有几个子系统组成，即 ATC、飞
行情报服务和告警服务。
ATC服务的主要目标是机动区与内防止飞机之间、飞机与障碍物之间发生
碰撞，以促进维持有序的空中交通流量。CNS/ATM系统的建设将为空中交通管
理安全水平以及管制工作效率的提高创造了条件。随着新航行系统在导航和
监视精度方面的提高，飞机之间的最小安全间隔标准将进一步缩小，空域资
源的使用效率将得到有效的提高。
情报部门履行航行情报服务工作，器其职能是收集编辑、设计制作、发
布提供为保证航空公司飞行安全、经济、效益的航行情报资料。高度信息化
的 CNS/ATM系统将给飞行情报服务的方式带来一场革命。飞机作为信息系统
的一个终端，将直接从信息系统中实时地获取最新信息，而不再需要航空公
司航务管理部门的中转。飞机可以根据空域中随时出现的情况，动态的调整
飞行计划，选择最佳的飞行方案。气象信息业可以实时的传送给飞机。这些
实时信息的获得将进一步提高飞行的安全性，以能为航空公司由于避免信息
不畅所带来的经济损失。
告警服务的目的是为相应进行搜索和救援的组织报告飞机信息，并帮助
其解决所需问题。发达的通信网络可以从各种渠道实时地获得机载导航设备
中的飞机位置、状态信息，可以为飞机随时出现的问题作出诊断并提供必要
的技术支持，对迫降的飞机提供搜索和救援组织工作提供飞行信息，并帮组
其解决所需问题。ADS-B技术使得空中交通管制人员有可能与飞机的机组成员
具有相同的监视手段和相同的冲突探测告警，并产生一致的冲突解脱预案，
用地理信息系统为平台的增强型近地告警系统，更可以为飞机在最后进近着
落阶段提供安全保障。消除地形天气造成的不利影响。
空中交通流量管理 ATFM
ATFM的目标是当交通流量要求超过或预计超过 ATC系统可用能力是，确
保在一定时间内使用飞机到达或通过的区域具有最佳空中交通流量。因此
ATFM系统应能减少飞机在空中和地面的延误，防止系统超负荷。在欧洲，1989
年成立了 CFMU（中央流量机构），为 ECAC(欧洲民用航空委员会)的所有成员
国提供 ATFM服务。CFMU建立在 ICAO的 CTMO（集中 ATFM）概念基础上，到 1995
年底，已初步字欧洲提供以下技术设备：
有关空中交通需求的战略数据库；综合出事飞行计划的处理系统；包含
飞行计划的处理系统；
包含飞行计划的战术数据库；利用战术数据的工具，特别是间隔自动分
配的功能；连接 CFMU与 FMP（流量管制席位）和 AO(IFR飞行和通用航空的用
户)的数据网络；
进行 ATFM规划和质量控制统计的档案数据库。
在美国，FAA（美国联邦航空局）采用 ETMS(增强的交通管理系统)用于 ATM
服务。其中重要组成部分分为 ASD（航空状态显示器），安装在 ATSCC(空中交
通系统指挥中心)和 20个 ARYCC(航路交通管制中心)和一些需要的 TRACON(终
端雷达进近管制)设施内，实现其流量管理功能。整个系统在 ATM系统集成、
监控告警、解决方案、专家系统及评估和易于扩展方面，均显示了其强大的
功能。
所需空中交管理性能（RATMP）
空域的管理单位需要对所管辖的空域进行分析和评估，了解和掌握本空
域使用的通信、导航和监视设备的性能和标准，并在此基础上提出对使用所
辖空域的用户飞机装备提出要求。
ATM对通信的要求。ICAO正在研究用于全球 ATM系统的地-空，地-地通
信的要求，这项公共包括对所需通信性能（RCP）的描述，RCP将平行于与已
经完成的所需导航性能（RNP）。是对 RNP的补充，同时也要考虑所需监视性
能（RSP）的实现。由此构成的 ATM要求将用于影响支持通信系统的(SARPs)
标准和建议设施、程序和指导材料的制定。
ATM对导航的运行要求。ATM对导航要求中将规定飞机的区域导航(RNAV)
能力。在初期，这种 RNAV能力可能继续由依赖与路基设备的机载系统来提供，
以后将逐步发展为基于全球导航卫星系统。由此产生的 CNS/ATM系统主要经
济效益之一就是最终要取消部分现行路基导航系统。作为有关 RNP工作的一
部分，ICAO正在研究航路和终端区运行时 ATM要求的导航能力和性能。
ATM对监视的运行要求。没有雷达和 ADS，空域能力将不足以适应未来空
中交通的需求。正在研究的 ATM监视要求将确定出雷达和 ADS覆盖标准，工
作还包括所需监视性能（RSP）的描述。RSP将平行于完成的 RNP，也是完成 RCP
工作的继续，RSP将共享 ADS、SSR和集成的 ADS/SSR集成系统的监视数据。
综上所述，必须以总体观念考虑未来系统。总系统包括空域整体，与 ATM
有关的飞机运行，以及提供的设施和服务。所需总体性能（RTSP）将规定整
个 ATM系统在安全性、规范性、有效性、空域共享和人的因素方面必须满足
的需求。
RSTP将允许ATM提供者利用指定的空域的用户确定最佳空域的使用等级。
如果用户具备接受较高的间隔标准的能力，那么，在特定的空域内，部分或
全部系统组成也能够接受较低性能的标准。
所需总体性能（RTSP）将指导 ICAO的 PIRGs进行国际民航基础设施实施
的规划。
参考文献
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[2] 胡君 美国新一代航空运输系统简介【M】 中国国防科技论坛 › 论坛
› 航空航天论坛 › 航空技术与航空器 › 航空技术与航空器资料发布下
载区
[3] Joint Planning and Development Office, Next Generation Air
Transportation System Integrated Plan (http:// 20/10/2011
[11] 文章从 2006年一月至三月季度的问题 空中交通管制的 ATCA杂
志 。
[12] 刘树国 美国打造新一代航空运输系统 大幅提高飞行效率 [N]
中新网： 中国民航报， 2012年 01月 04日 16:59
[13] 单 一 欧 洲 天 空 背 景 | SESAR[S]
(/.../next-generation-air-transportation-syste...
[23] FAA Proposes Engagement Strategy for NextGen[C] 03/ 2010
[24] 伊群. 美国下一代航空运输系统执行计划简介[J]. 《空中交通管理》
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[25]李海鹏. 从 NextGen组织机构看中国民航的体系建设[J].中国民用航空
2008（4）.
谢词
大学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倒也倍感充实，当我写完这
篇毕业论文的时候，感慨良多。大学生活即将画上句号，心中不免惆怅。
在论文写作过程中，一路写来一路感动，一路感恩，我要感谢的人很多。
首先，我想要感谢的是我的论文指导老师李老师和李华融师姐。尤其是李老
师，在我的论文选题、资料收集和提纲的写作过程中，他给予了很大的帮助，
他办事认真细致、负责，绝不含糊。为了方便沟通交流，李老师特别设置了
文件夹，把重要的文件、资料放到文件中共享。大大的也方便了我们和老师
以及小组同学之间的交流。老师的认真负责让我们成为同学当中较早完成开
题报告和任务书的小组。特别记得的是在参考文献的写作过程中，李老师从
参考文献数量、写作格式，哪怕是标点都严格要求我们。还特意把参考文献
写作格式下发到我们每一个同学手里。在此我要特别感谢李老师，他给予了
我很大帮助。我比较喜欢李老师的办事风格也从中学到很多东西。首先他很
认真负责，不摆架子，会主动给同学打电话发短信落实论文进度和邀约见面
时间。特别感动的是李老师第一次给我做论文初稿修改，由于当时我没在学
校没去现场亲自接受指导，但后来我联系了李老师，他很认真的给我讲解了
其中的不足以便更好地做修改。这种认真负责不厌其烦的精神是很多老师做
不到的。其次，他做事情总是很严谨，并且很有计划性和安排行，一切都井
井有序，有条不紊。他可以把时间准确细分到每个同学。从我们的角度考虑
她不浪费我们的任何一分钟时间，不会让我们大群人在门口等她。再次，他
做事情很细心、逻辑性很强，在论文的初稿、二稿和定稿的时候，他对我的
帮助是巨大的，从我的论文结构、排序、内容和标题的切合性、编排格式等
各方面都提出了宝贵的意见，并能明察秋毫的发现我在文章中为数不多的错
别字和不完整的地方，让我倍感敬佩。
老师们诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风
格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。在此，谨向导师李老师致以崇高
的敬意和衷心的感谢！
