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一、我國低空飛行監視與服務的發展現狀
根據FAA的相關定義， 低空空域是通常指真高1000米（含）以下的空間範圍。 隨著《關於促進通用航空業發展的指導意見》等相關規定的陸續出臺， 我國低空空域放開的步伐正逐步加快， 通用航空產業正日益成為一個重要的戰略新興產業。 低空空域主要用於承載各類通用航空器（包括通用飛機、輕型直升機、無人機、滑翔機、無動力三角翼飛行器等）的飛行活動，
目前， 由於國內配套的通信、導航、監視和管制手段的落後或缺乏， 我國低空航空飛行管制和服務能力還存在不少薄弱環節， 看不見、連不上、管不住的問題比較突出。 使得中低空通用航空飛行給這一空域的安全帶來了更多挑戰， 安全環境並不樂觀， 因此， 維護低空飛行秩序和確保飛行安全是當前低空飛行安全保障的當務之急。
二、低空飛行監視系統與技術分析
完整的獲取低空飛行器的飛行狀態資訊和航跡資訊， 從而有針對性的建立飛行區域態勢，
1）雷達具有覆蓋範圍大、自動化程度高等優勢， 但低空監視雷達受部署區域內的電磁環境影響較大， 部署成本較高， 對於具有明顯“低小慢”特徵的低空飛行器的監視效果往往難以保證。
2）光電/紅外手段具有使用成本低， 使用靈活， 不受電磁干擾， 能夠探測低小慢目標等優勢， 但該手段受氣象環境影響較大， 無法確保長期常態化低空監視， 同時該光電紅外監視一般只能輸出被監視物件的方位而不能提供其他類型運動資訊。
3）相比於其他類型的監視手段， ADS-B屬於合作式監視手段， 它具有資訊精度高、覆蓋範圍廣等優勢， 但這一手段只針對合作式目標， 而對於其它非合作式目標（如非法闖入的小型無人機、三角翼飛行器等）往往無能為力。
鑒於不同類型的低空監視手段的優劣， 目前比較有效的低空監視系統一般按照協同監視的基本思路：以ADS-B監視手段並結合低空監視雷達和光電/紅外， 並依託北斗系統獲取精確的飛行位置， 從而具備較為完整的低空飛行器的導航定位、監視通信、業務處理和空域保障等能力， 能夠在此基礎上提供飛行情報、空中交通管制、航行告警等綜合性低空飛行保障服務， 從而確保低空飛行活動的安全和效率。 通常這一類系統的基本組成框架如下所示：
圖1 協同式低空監視系統
如上圖所示， 一般的這類系統由地面子系統和機載子系統構成， 其中：
地面子系統主要完成對低空目標的監視和資訊獲取任務， 包括地面飛行監視和服務中心、ADS-B地面站、EO/IR監視網站、VHF通信地面站、低空監視雷達等。
需要指出的是， 相比於其它對空監視雷達系統， 低空監視雷達應具有副瓣性能好， 抗地雜波能力強、目標解析度好、資料更新率高等能力， 在實際部署時也應選擇通視條件良好的地理位置進行部署， 並視當地基礎設施條件配套必要資訊回傳鏈路。
機載子系統用於合作式空中飛行器， 它與地面子系統相配合， 依託飛行器航電系統和設備完成機上各類資訊的接收和處理， 從而實現：
1）飛行航跡資訊的獲取、轉換和顯示，並將相關資訊送入綜合顯控系統完成即時飛行顯示；
2）與空中交通防撞與告警系統（TCAS）協同進行空中碰撞規避處理，並生成駕駛艙交通態勢顯示資訊（CDTI）；
3）完成機載ADS-B位置報告資訊的分析、評估、打包成幀和下發；
4）將精確位置資訊送入機載飛行管理系統（FMS）進行即時處理，從而完成必要的自主路徑規劃、航跡解算、性能計算和自動飛行控制等功能。
地面子系統和機載子系統之間的通信鏈路在相容已有的VHF、UAT、S模式應答機等通信方式的基礎上，基於IP組網接入的基本形式，確保多類型的地空電臺互聯互通，同時，在北斗衛星導航系統的覆蓋區域內，還可採用基於北斗短報文的地空通信方式，從而實現地空話音和資料傳輸服務。此外，為保證大型活動期間的空中安全保衛和調度需要，往往需要在固定和機動飛行監視和服務中心之間配置備份通信鏈路，確保系統連接的可靠性。
三、低空飛行服務系統和技術分析
低空飛行服務系統（AFSS）一般包括固定式和機動式的自動化飛行服務站，這一系統主要承擔地面飛行監視資訊處理、低空空域監視、低空空域調度指揮和低空飛行情報服務等任務，為完成低空空域的空中交通管理和飛行任務指揮與飛行安全保障提供支援，其中機動式低空飛行監視站作為固定式網站的備份和補充，起到應急災備、靈活部署的效果。
一般的，自動化飛行服務站的典型架構如下所示：
圖2 自動化飛行服務站的基本架構
一般，低空飛行服務系統的所需完成的基本任務包括：
（1）低空監視資訊綜合處理：接收並處理低空監視雷達、EO/IR和ADS-B資料並完成相關處理，完成雷達、光電、紅外等對空監視感測器資料的完整性檢驗、野值剔除和必要的座標轉換和統一，對於具有多部低空監視雷達的區域，還需完成雷達航跡的起始和歸併，最終獲取所轄空域內飛機的航跡資訊。對於合作式目標，還需完成ADS-B資料的接收、提取和解碼，獲取基於北斗的飛機即時位置資料，並完成雷達航跡與ADS-B資料的融合處理。
（2）飛行管制：為低空空域管制員提供必要的管理和監控手段，提供ATC綜合顯示及人機交互介面，顯示即時的空情監視資訊和飛行資料，能夠即時顯示並監控所轄管制區域的流量動態，此外還應提供飛行航跡、通航機場場面監視、飛行計畫等資訊顯示，為管制員提供地圖控制、操作控制等介面操控手段，用以進行顯示控制和監視控制，並具有必要的系統告警和語音資料記錄。
（3）飛行任務支援服務：
1）飛行計畫申報管理服務，可以完成指定低空空域內飛行活動的受理、審批和歸檔，支持通航飛行計畫的報告、完成和變更服務；
2）飛行情報服務，能夠根據不同航空器在不同階段和區域內的飛行需要，為飛機提供包括重要惡劣天氣示警、空中交通基礎服務設施提示、使用機場名稱代碼、進近方式、地面導航資源等多種形式的飛行情報，此外還可收集、製作並提供相關飛行所需航行資料（AIP）、航圖及必要飛行通告等資訊；
3）氣象資訊服務，系統能夠接收飛行氣象情報 、提供飛行前和飛行中氣象服務 、接收整理並發佈飛行員氣象報告，並提供本航空服務站服務範圍內的氣象觀測資訊；
4）飛行安全保障服務，通過航行通告、交通服務資訊廣播（TIS-B）等多種飛行資訊服務發佈手段，為所轄空域內提供越界、碰撞和可控飛行撞地（CFIT）等多種潛在安全事故類型的即時告警，在飛機遇險時，系統能夠建立和保持與飛機的地空通信，確定事發空域位置，向相關搜救部門及時提供航行、氣象、飛行計畫、無線電呼號及飛行器位置、狀態等救援輔助資訊。
四、結語
當前，隨著國內外航空技術的不斷發展和我國低空空域的陸續開放，通用航空產業已上升為國家戰略新興產業，蘊含著巨大的市場機遇和廣闊市場前景，但應該看得到的是，國內在低空監視、通信、管制和飛行保障等必要領域的技術積累、實踐經驗與國外相比還存在著較大的差距，還缺乏相關的自主研發設備和完備的系統集成與應用經驗，這在一定程度上也會制約我國通航產業的發展，為此，應加強這一方面的技術和工程研究工作，不斷推動工程應用和創新，充分發揮北斗等相關系統的優勢，帶動包括通航航電、低空空管、航行服務等相關配套產業的發展，從而為我國通航產業的蓬勃發展提供必要的支撐和保障。
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從而實現：1）飛行航跡資訊的獲取、轉換和顯示，並將相關資訊送入綜合顯控系統完成即時飛行顯示；
2）與空中交通防撞與告警系統（TCAS）協同進行空中碰撞規避處理，並生成駕駛艙交通態勢顯示資訊（CDTI）；
3）完成機載ADS-B位置報告資訊的分析、評估、打包成幀和下發；
4）將精確位置資訊送入機載飛行管理系統（FMS）進行即時處理，從而完成必要的自主路徑規劃、航跡解算、性能計算和自動飛行控制等功能。
地面子系統和機載子系統之間的通信鏈路在相容已有的VHF、UAT、S模式應答機等通信方式的基礎上，基於IP組網接入的基本形式，確保多類型的地空電臺互聯互通，同時，在北斗衛星導航系統的覆蓋區域內，還可採用基於北斗短報文的地空通信方式，從而實現地空話音和資料傳輸服務。此外，為保證大型活動期間的空中安全保衛和調度需要，往往需要在固定和機動飛行監視和服務中心之間配置備份通信鏈路，確保系統連接的可靠性。
三、低空飛行服務系統和技術分析
低空飛行服務系統（AFSS）一般包括固定式和機動式的自動化飛行服務站，這一系統主要承擔地面飛行監視資訊處理、低空空域監視、低空空域調度指揮和低空飛行情報服務等任務，為完成低空空域的空中交通管理和飛行任務指揮與飛行安全保障提供支援，其中機動式低空飛行監視站作為固定式網站的備份和補充，起到應急災備、靈活部署的效果。
一般的，自動化飛行服務站的典型架構如下所示：
圖2 自動化飛行服務站的基本架構
一般，低空飛行服務系統的所需完成的基本任務包括：
（1）低空監視資訊綜合處理：接收並處理低空監視雷達、EO/IR和ADS-B資料並完成相關處理，完成雷達、光電、紅外等對空監視感測器資料的完整性檢驗、野值剔除和必要的座標轉換和統一，對於具有多部低空監視雷達的區域，還需完成雷達航跡的起始和歸併，最終獲取所轄空域內飛機的航跡資訊。對於合作式目標，還需完成ADS-B資料的接收、提取和解碼，獲取基於北斗的飛機即時位置資料，並完成雷達航跡與ADS-B資料的融合處理。
（2）飛行管制：為低空空域管制員提供必要的管理和監控手段，提供ATC綜合顯示及人機交互介面，顯示即時的空情監視資訊和飛行資料，能夠即時顯示並監控所轄管制區域的流量動態，此外還應提供飛行航跡、通航機場場面監視、飛行計畫等資訊顯示，為管制員提供地圖控制、操作控制等介面操控手段，用以進行顯示控制和監視控制，並具有必要的系統告警和語音資料記錄。
（3）飛行任務支援服務：
1）飛行計畫申報管理服務，可以完成指定低空空域內飛行活動的受理、審批和歸檔，支持通航飛行計畫的報告、完成和變更服務；
2）飛行情報服務，能夠根據不同航空器在不同階段和區域內的飛行需要，為飛機提供包括重要惡劣天氣示警、空中交通基礎服務設施提示、使用機場名稱代碼、進近方式、地面導航資源等多種形式的飛行情報，此外還可收集、製作並提供相關飛行所需航行資料（AIP）、航圖及必要飛行通告等資訊；
3）氣象資訊服務，系統能夠接收飛行氣象情報 、提供飛行前和飛行中氣象服務 、接收整理並發佈飛行員氣象報告，並提供本航空服務站服務範圍內的氣象觀測資訊；
4）飛行安全保障服務，通過航行通告、交通服務資訊廣播（TIS-B）等多種飛行資訊服務發佈手段，為所轄空域內提供越界、碰撞和可控飛行撞地（CFIT）等多種潛在安全事故類型的即時告警，在飛機遇險時，系統能夠建立和保持與飛機的地空通信，確定事發空域位置，向相關搜救部門及時提供航行、氣象、飛行計畫、無線電呼號及飛行器位置、狀態等救援輔助資訊。
四、結語
當前，隨著國內外航空技術的不斷發展和我國低空空域的陸續開放，通用航空產業已上升為國家戰略新興產業，蘊含著巨大的市場機遇和廣闊市場前景，但應該看得到的是，國內在低空監視、通信、管制和飛行保障等必要領域的技術積累、實踐經驗與國外相比還存在著較大的差距，還缺乏相關的自主研發設備和完備的系統集成與應用經驗，這在一定程度上也會制約我國通航產業的發展，為此，應加強這一方面的技術和工程研究工作，不斷推動工程應用和創新，充分發揮北斗等相關系統的優勢，帶動包括通航航電、低空空管、航行服務等相關配套產業的發展，從而為我國通航產業的蓬勃發展提供必要的支撐和保障。
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