・２７０・ 现代导航 ２０１４年 系统水平姿态角误差的变化较小；当船舶加速机动 时，短时间的机动使得惯导的水平姿态角误差产生 较大变化，大约经过半个小时后系统才趋于稳定。 监控器的精度优势，减小机动条件下水平基准误差 是十分必要的。 参考文献： 静电陀螺监控器的输出经纬度的误差随着惯 次变速后的４ｍｉｎ，经纬度的误差达到最大值：０．０６ 和一０．０７ ，约１５７ｍ的距离误差，当频繁机动时， 定位误差会更大。 导水平姿态角误差的变化而变化，在船舶结束第二 ［１１ ］李晓轩，戴永康，翁海娜等．ＩＮＳ／ＥＳＧＭ组合导航系统 的多模型自适应滤波技术研究［Ｊ］．中国惯性技术学报， ２００２，１０（６）：２３—２８． ［２】 吴俊伟．静电陀螺监控器技术［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工程 大学出版社，２００１．０４． ３结束语 通过对静电陀螺监控器结构原理的分析，利用 仿真手段模拟了船舶机动时的ＩＮＳ水平误差曲线， ［３］ 田赤军．间接稳定平台误差补偿［Ｊ】＿中国惯性技术学报， １９９４，４（２）：２６—２９． ［４］ 翁海娜，李滋刚，万德钧．ＩＮＳ／ＥＳＧＭ组合导航数据处 理技术研究【Ｊ］．中国惯性技术学报，１９９９，７（１）：２３．２７． 【５］ 翁海娜，庄良杰，李滋刚．惯性导航系统水平误差对静 电陀螺监控器的影响［Ｊ】．中国惯性技术学报，１９９８，６（４）： ９４—９７ 并根据水平误差角的变化仿真出加速机动条件下 ＥＳＧＭ的定位误差。仿真结果说明船舶短时间的机 动会使得ＩＮＳ水平姿态角产生超调现象，从而对 ＥＳＧＭ的定位产生较大的影响。由此可见，要保证 雷达、通信、导航技术在低空空域监管中的应用 近年来，随着低空空域的开放，新一代监视技 没有目标识别码和高度信息的缺点，且易受气象和 杂波干扰。 １．２空管二次雷达 术将发挥越来越大的作用。空中交通管制部门对飞 机的监视方法可归结为三类，即人工相关监视、雷 达监视和自动相关监视。程序管制中的人工相关监 视是较早使用的一种监视方法。使用的设备主要是 低空通话设备，管制员通过飞行员的位置报告了 解、分析飞机间的位置关系，推断空中交通状况及 空管二次雷达一般和飞机上的机载应答机配 合使用。二次雷达通过旋转式天线周期性的发射 “询问”信号，当天线波束扫过一架飞行器，飞行 器所携带的应答机会回复一组编码“应答”信号， 此应答编码包含飞行器的识别代码、高度代码以及 特殊编码信息等。二次雷达受杂波和气象杂波的影 响较小，且可以较小的发射功率实现较远的探测距 变化趋势。本文主要分析后两种监视方法中雷达、 通信、导航技术的应用。 １雷达探测系统 通过利用雷达的探测技术来实现，雷达监视具 有广泛的应用前景，可分为一次雷达监视和二次雷 达监视。 离，能够比较精确的监视飞行器，缩小了飞行间隔， 提高了空域利用率。但目标密集时会产生应答的混 叠现象，且监视数据更新速率较慢，雷达监视成本 很高，覆盖范围有限，建设周期较长。 １．１空管一次雷达 空管一次雷达技术主要是通过压低天线波瓣、 降低天线副瓣、抑制地面杂波和提高对低速目标检 波概率等手段增强雷达对低空飞行器的探测能力， 具有架设方便、工作性强等特点。但由于一次 雷达监视利用无线电脉冲反射，由雷达收回加以处 理和显示，在显示器上只能显示一个亮点而无其他 数据。和二次监视雷达相比，一次监视雷达还存在 ２导航系统、数据链通信系统 利用数据链通信、实施自动相关监视（ＡＤＳ） 己成为空管发展的必然趋势，自动相关监视技术是 国际民航组织推荐的一种新兴的监视技术。它是由 飞机将机载导航定位系统导出的位置信息，飞机识 别信息，其它关键的飞机附加数据，自动发送到地 面接收和处理系统，然后显示设备提供伪雷达画 第４期 潘弘涛等：船舶加速机动对ＥＳＧＭ定位精度的影响 ・２７１・ 面，供管理人员监视飞机的运行状态。广播式自动 相关监视（ＡＤＳ—Ｂ）是自动相关监视的一种，是在 自动相关监视（ＡＤＳ）、防撞系统（ＴＣＡＳ）和场面 监视的基础上，综合其三者的特点提出的一种监视 技术，作为未来主要的航空监视手段之一，己成为 ＩＣＡＯ新航行系统方案中一个重要组成部分。 ＡＤＳ．Ｂ以先进的地空、空空数据链为通信手 段，以先进的导航系统及其他机载设备产生的信息 为数据源，通过对外广播自身的状态参数，并接收 其他飞机广播的信息，达到飞机间相互感知，进而 实现对周围空域交通状况全面详细的了解。ＡＤＳ Ｂ 系统的核心主要有ＧＮＳＳ、数据链传输。ＧＮＳＳ的 作用主要是目标坐标参数的获取，提供高精度、完 整、连续和可用的导航信号；数据链的作用是建立 可靠的传输通道，将获取到的坐标参数传输至用 户。 ２．１ ＧＮＳＳ导航系统 ＧＮＳＳ比现用的传统的导航系统能够提供更为 精确的导航引导。第一代的ＧＮＳＳ是基于ＧＰＳ和 ＧＬＯＮＡＳＳ导航卫星星座。增强系统现在用来改善 其精度、完整性、连续性和可用性。他们使用ＳＢＡＳ （星基增强系统）或者ＧＢＡＳ（地基增强系统）提 供经数据链发给用户的改进了的导航性能信息。 ＳＢＡＳ服务的覆盖面与同步卫星的相同，导航信号 在ＧＰＳ Ｌ１频率１５７５．４２ＭＨｚ发送，使用ＣＤＭＡ编 码，ＣＨＩＰＰＩＮＧ率１．０２３ｋｂｉｔ／ｓ，带宽２．０４８ＭＨｚ，信 号强度一１６０ｄＢＷ链路的终结数据率是ＦＥＣ后 ２５０ｂｉｔ／ｓ。系统使用ＰＲＮ黄金编码，以便下行链路 不造成干扰。现在的ＩＮＭＡＲＳＡＴ ＩＩＩ卫星载有导航 载荷，支持ＳＢＡＳ，但尚未投入使用。 ２．２ ＡＤＳ—Ｂ的三种数据链模式 ＡＤＳ．Ｂ的ＯＵＴ和ＩＮ的功能都是基于地空数据 链通信技术，目前用于ＡＤＳ—Ｂ的地空数据链技术 主要有以下三种。 ２．２．１ １０９０ＥＳ模式ＡＤＳ—Ｂ Ｓ模式ＡＤＳ—Ｂ是通过机载的Ｓ模式应答机广播 信息工作的。信息传输采用ＰＰＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式编码，航空器的应答编码是 １０９０ＭＨｚ，提供大约１Ｍｂｐｓ数据传输带宽，大型商 用飞机使用该系统只需要对原有的Ｓ模式应答机系 统进行小规模的升级改造就可以成为１０９０ＥＳ数据 链的ＡＤＳ—Ｂ系统，所以１０９０ＥＳ数据链在商业航班 运输上具有潜力。 ２．２．２ ＵＡＴ模式 ＵＡＴ模式是１９９５年美国研制的多种用途的地 空数据链通信系统，ＵＡＴ模式支持ＣＮＳ／ＡＴＭ的各 项通信标准要求，ＡＤＳ．Ｂ的广播通讯和ＡＴＮ都能 支持，所要求的硬件设备较为简单，不需高昂的费 用，能满足绝大部分功能，能在各种空域和各种地 形的机场场面运行。 ２．２．３ ＶＤＬ．４模式 ＶＤＬ．４模式开始是由自组织式时分复用多路 （ＳＴＤＭＡ）方式实现监视的。最初计划开发主要 应用于ＡＤＳ—Ｂ系统，适当考虑了ＦＩＳ．Ｂ和ＴＩＳ．Ｂ， ＶＤＬ一４模式是唯一在发展初期就将ＦＩＳ．Ｂ和ＴＩＳ．Ｂ 应用考虑在内的通讯模式。ＶＤＬ．４模式的ＡＤＳ—Ｂ 系统由地面部分和机载部分构成，发送的信息电文 分为寻址类和广播类。其中ＵＡＴ是ＦＡＡ提出的一 种数据链路格式，专为ＡＤＳＢ设计，机载和地面收 发机均采用９７８ＭＨｚ，可双向传输。ＶＤＬ．４是瑞典 民航局于１９９４年提出的数字数据链路，目前主要 在欧洲展开试验。而１０９０ＥＳ是基于ＳＳＲ的Ｓ模式 扩展电文（ＥＳ）的功能，是唯一被批准可在全球运 行使用频谱的ＡＤＳ．Ｂ数据链，也是被欧洲、美国 共同认可并强制推行的ＡＤＳ．Ｂ技术，同时，该种 技术也在ＳＳＲ、ＴＣＡＳ系统中得到成功应用，其相 关标准协议及规范已由ＩＣＡＯ、ＲＴＣＡ等国际组织 正式颁布，并不断修订完善。此数据链目前在 ＴＣＡＳ、ＳＳＲ等领域得到了广泛的应用，技术比较 成熟。 ３结语 本文主要介绍了低空空域监视的两种方法中 三种技术的应用。我们可以发现，雷达监视方法中 主要应用雷达的探测技术，而自动相关监视是基于 导航和通信技术的一种监视方法。这三种技术互相 补充，在低空空域的监管中发挥着重要作用。 （王惠倩供稿）
