《民航概论》教案三 - 图文

《民航概论》教案

任课教师：邱宏海 课题 授课时间 授课班级 课时安排 第四章 空中交通管理（4.5—4.6） 第四周 第五周 大专班 4 1、 了解空域管理和流量管理的目的。 2、 了解空域的划分及航路设立的原则。 教学目的 3、懂得卫星导航应用和原理。 4、知道计算机在空中交通管制服务中的作用。 教材 分析 重点 难点 空域管理和流量管理的目标和卫星导航在航空中的应用。 空域管理和流量管理的目标和卫星导航在航空中的应用。 教学方法 讲授法与多媒体ppt课件教学相结合 教具 教 学 内 容 投影机、大屏幕 第5节：空域管理和流量管理 一、空域管理： 1、空域管理的目标： （1） 分隔空域，实现对可用空域的最大利用； （2） 建立的空域要有灵活性，保证空域使各方在地位上的平等性； （3） 考虑空中交通国际性的特点，保证航路（线）建设符合实际使用情况和未来发展前景。 2、空域的类型和划分： （1） 类型：管制空域； 非管制空域：指民航或军事当局需要控制区域以外的空域，空中交通 量少，留给通用航空使用； （2） 划分： 管制空域分为A、B、C、D、E五类，对其中提供的服务等级、飞机速度的限制、飞机之间的距离及无线电通信的要求各有不同； 非管制空域分为F、G两类； （3） 空域结构： 组成：飞行情报区（RIR）、管制区、管制地带、管制机场 （4） 限制性空域： ① 危险区：限制程度最轻； ② 限制区； ③ 禁区：限制等级最高的，在其中禁止任何类型的飞行； 3、空中交通服务航路： （1） 坚持国际、国内航路有所区别的原则，国际航路的建立应与地区的总体航路网络相一致 （2） 在某一范围内，优先建立服务于大宗飞行量的主干航路； （3） 为了满足不同点的需求，建立起通往主干航路的引线； （4） 为了缓解高峰时期主干航路的交通压力，开辟备份航路； （5） 在兼顾经济效益的同时，也要注意社会需求，建立满足特殊飞行或部分 教 学 内 容

用户的地方（支）行线；

（6） 开辟临时性航线，满足假日、旅游、观光、会议等要求； （7） 在飞行量达或空域异常复杂地区，开辟单向航路。 二、空中交通流量管理： 1、空中交通流量管理目标：

（1） 目标：在某一划定空域，当飞行量超过或即将超过控管系统的可用容量（含机场）时，用空中交通流量管理来支持现有的空管系统以实现最大（佳）的空中交通流量。

（2） 空管系统无法满足流量增长需求的后果：

① 流量控制为保证不出现大量空中等待的飞机，在起飞前控制飞机起飞时间来控制空中交通流量，造成大面积的延误；

② 为确保安全，控制空域内单位时间的飞行总量，必须采用空中飞机沿航线（路）长时间的等待或盘旋的方法去赢得时间；

③ 基于主要飞行高度层被占（同时数量也少）的原因，面对愤怒的旅客，不能不使用先进的飞机执行效益很差的航线（路）或高度层；

④ 某些航路（段）的飞行里量太大，公司不得不面对改航或空中延误的浪费；

⑤ 由于航班延误，乘客投诉等问题，航空公司大面积受损；

⑥ 机场拥挤，候机楼人满为患，旅客怨声载道，很难不发生过激事件； 2、造成拥挤的原因：

（1） 由于人们的旅行和生活习惯造成了特定时间段的异常拥挤； （2） 不同的空管系统在容量上的差异造成流通不畅；

（3） 对未来出现超容量的点、区域和时间段缺乏足够的预测，而且准备量不充分；

（4） 在关键时刻，缺乏有效的设备、技术和程序支持； 3、提高空管系统容量的措施：从战略和战术两个方面

（1） 当空管系统的容量出现饱和时，利用一切合理的方法，开展和挖掘现有航行系统的容量；

（2） 作出终端区增加系统容量的规划，以便能满足多个用户预计的活动需求；

（3） 在有关国家之间加快管制协调、管制移交和管制边界内容的谈判，力促协议尽快达成；

（4） 有关单位之间，制定好的程序，改善流量管理并实现可用容量的最大利用；

（5） 为了最大程度地挖掘、利用机场跑道的容量，在兼顾到航空公司最佳下降航迹的情况下，设计出便于飞行的程序，减少由于人为原因而引起的程序方面的别扭；

（6） 通过对滑行道和跑道的重新设计，如在流量大的机场建立起平行的不相关的跑道，建立起快捷的滑行和联络道，实现最快的进离场飞行。

第六节：新航行系统

一、卫星导航技术的应用： 1、历史：

（1）1957年：第一颗人造卫星上天，空间技术用于导航就提上了议事日程； （2）1960年：美国第一颗导航卫星；

（3）20世纪80年代末：美国和苏联相继建成了全球导航卫星网； （4）1985年：FANS成立；

（5）1990年：卫星导航成为主导技术方向。

2、全球定位系统（Global Positioning System-GPS）的组成： （1） GPS系统-美国国防导航卫星系统 （2） 发展：1978年发射第一颗卫星；

教 学 内 容 1987年建成由21颗导航卫星组成的覆盖全球的卫星网； （3） 工作过程：在地面上有一系列地面站台，对卫星进行跟踪、遥测、控制管理，同时由注入站向卫星发送所需的信息。卫星发射L波段的两种频率的微波信号，在用户手中使用定位设备，接收卫星发来的微弱信号，经计算机处理后确定用户的位置和速度。 （4） 系统组成：21颗卫星，在20000公里高度圆形轨道内，分布在倾角位63°的6个轨道面内；每12小时绕地球一周。 3、卫星导航的原理： （1）原理： 接收机测得4卫星信号的传播时间 四个数学方程－>用户的位置和速度 卫星轨道参数 （2）精度（时间精度）：，即2000年的误差不超过1s。 4、GPS在航行管制中的应用： （1）GPS分为精确码和粗码： 精确码：定位精度为16米； 粗码：定位精度为100米以内，测速精度在0.1m/s之内； 民航部门只开放使用粗码，航路上的飞行已符合要求，但精密进近粗码的精度还不够。 （2）应用：美国一般机场上装有GPS导航设施，和VOR/DME、NDB同时使用。民航飞机用GPS作非精密进近。 （3）发展方向：研究新技术，时GPS系统最终能取代仪表着陆系统（ILS）实现精密进近。如：用差分GPS来提高精度。 二、卫星通信技术： 1、原理：P179 图4.14 （1） 信号传输：机载卫星通信系统（Satellite Communication System－SATCOM），把经处理的信号发往通信卫星网中的一颗卫星，卫星再把信号转发给地面站，地面站接通航空通信寻址报告系统（ACARS）和地面公共电话网络。 （2） 卫星网络： 相对地球静止轨道卫星：轨道高度36000km，需3颗卫星； 中、低轨道的卫星网：需要更多的卫星来组成全球通信卫星系统。 （3） 通信频率：卫星通信使用2000MHz左右的频率作为载波； 可多频道传递射频或音频的通信。 2、设备： （1） 组成：卫星数据组件、射频组件、高功率放大器、高功率继电器、两个波速定向装置、两个高增益天线。 （2） 控制核心：卫星数据组件； （3） 作用： ① 卫星数据组件：把从卫星来的信号转变为射频信号，送入射频组件；或把射频组件来的信号转变为发射信号送往天线； ② 波速定向装置：控制信号移相，使发射的狭窄波束改变角度，对准卫星； ③ 高增益天线：相控阵天线，在波束控制组件的控制下对准卫星，接收或发送信号； ④ 高功率放大器和高功率继电器：把发出的信号增强使得通信得以完成。 3、应用： （1） 机载卫星通信的优点： 基本不受天气、距离的影响； 有非常高质量的数据和语音通信能力； 通信的频道和数据量比HF和VHF通信也有成倍增加。 （2） 应用：建立全球航空通信系统（包括空中交通管制、航务、机务系小结 统）； 乘客在飞机上使用SATCOM实行全球通话。 三、空中交通管制服务的自动化： 1、数据处理技术： （1） 需精确处理的数据：飞行情报数据、气象数据、飞行计划； （2） 数据的处理：各数据输入到计算机系统后，经过处理就可以自动地通过通信网络相需要的终端发送； ① 气象情报的处理和自动播放：在一些大的航路气象站上测到的气象数据直接进入数据处理系统，自动为所需要的单位提供文字或图象气象报告； ② 飞行计划的输入：准确性、有效性、完整性要求高；多个飞行计划在一起是，要进行协调； ③ 雷达信息的输入（一次和二次雷达）：信息输入计算机网络，把飞机的实时位置、速度、高度灯参数经处理后显示到使用者屏幕上并和飞行计划进行比较，得出与飞行计划的偏差； （3） 数据处理技术优点：使空中交通管制数据的准确性、实时性增加，减轻了工作人员的工作负荷； （4） 存在问题：人机界面的问题 2、通信技术的改进： 航空固定电讯网（Aeronautical Fixed Telecommunication Network－AFTN） —> 国际民航组织通用数据交换网（Common ICAO Data Interchange Network－CIDIN） 3、通信、导航、监控一体的空中交通管理（CNS/ATM）； 空中交通管理的发展方向：建立一个通信、导航、控制合为一体的管理体系。 4、自由飞行的设想： 自由飞行设想：在各航空器上都安装上精密的TCAS系统，每个航空器都可以“看见”并计算出周围的航空器以及它们的动向因而空中交通可以像地面交通一样，按照一定的规则运行，引导而无需管制。 1、 空域管理和流量管理的目标及实施方法。 2、 卫星导航、计算机通信技术的应用 1、 空域管理的目标是什么？ 2、 卫星通信技术的原理是什么？ 作业 通过教学感觉本节内容的重难点比较好把握，教学过程中，由具体到抽象，培养学生的抽象理解能力，若在讲课过程中再设置一些问题多引发同学们的教学后记 思考和讨论，教学效果会更好些。

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