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摘要：交通管理系统CNS／ATM主要完成三大功能：CNS中的C（通信）、N（导航）、 S（监视）。我们可以利用GPS的空间定位和卫星通信技术可以实现对空中飞机导航、监视和通信功能，建立基于GPS技术的空中交通管理系统。
关键词 ：GPS CNS/ATM系统 安全 发展
GPS 的工作原理是：测站捕获GPS卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，对GPS卫星所发送的导航电文进行解码，实时地计算出测站的三维位置，三维速度。随着GPS技术的发展，用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此，GPS系统在航空方面得到了广泛的运用。
GPS用于测量、导航、测速、测时的技术已经相当的成熟。而且操作简便，随着GPS技术的不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量也越来越轻。我们可以利用GPS技术构建“迷你型”的空中交通管理系统。
一、开发基于GPS技术空中交通管理系统是一种理想选择
目前我国除了为数不多的有二次雷达的机场外，绝大部分机场使用的是“棋子”空中交通管理系统，具体的情况是：空地、空空通信基本靠VHF语音通信，导航基本靠机组，监视基本靠摆棋子推测空中飞机的位置。这种空中交通管理系统由于存在先天不足已经相当落后：通信上：1、地面的导航台和雷达的信号覆盖范围有限，不能实现飞行情报区的无缝衔接和保证飞行情报区的可靠移交。2、没有数据通信，能交换的信息量少，限制了系统容量，也限制了飞机的流量（有二次雷达的机场也存在该局限性）。导航上：地面不能提供导航服务，一旦空中机组由于某种原因失去导航能力，地面无能为力给安全留下隐患。监视上：基本上起不到监视作用，空中飞机偏离推测位置根本不知道。不能起到安全把关的作用。但是按照中国民航的发展速度，预计2010年全行业将有运输飞机1100架，年飞行时间将达到294.3万小时（按飞行小时年均增长7.55%计算），为了保证安全地完成飞行任务，对我们的空中交通管理系统软件和硬件设施提出了更高要求。就目前而言大规模的装配二次雷达是不现实的，因为二次雷达的投入和维护费用太高。
基于GPS技术的空中交通管理系统的功能和特点：（1）导航是以GPS为核心，既能为航路、终端与非精密进场提供高精度、高完善性的导航服务，又提高了精密定位能力。（2）数据通信使机载系统同地面系统之间的通信更实时、更准确，更丰富。而且数字式数据交换可减少信道拥挤与通信差错，使数据更为精确，有助提高飞行安全。（3）自动相关监视将高精度的卫星导航与数据通信结合起来，扩展了监视能力，使空中交通管理中心在全面、实时、准确掌握空情时，更加合理的利用空间，增加空间容量。这种以高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、范围广、投入和维护费用低为特点的GPS技术应该成为我们开发新型空中交通管理系统的理想选择之一。几种系统的比较：
二、开发基于GPS技术空中交通管理系统技术基础已经具备
系统由空间、机载和地面三部分组成。机载系统接收空间信号并处理空间信号，然后将处理后的数据与地面系统进行信息共享。地面系统通过共享的信息对飞机进行导航和监控。地面系统利用ATM工作站的信息对飞机进行空中服务。
空间系统：美国于 1994年3月布设的（21＋3）颗GPS全球卫星导航系统星座，以及其他的通信卫星系统等。目前我国也参与了全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS）的筹建。
机载系统：机载系统主要包括GPS导航接收机、通信设备、导航处理器与数据记录及显示器等。所要完成的任务是飞机导航、将GPS接收机处理过的数据发送出去，进场着陆与空地通信等。本系统的核心是GPS和导航处理器，它不仅要完成导航计算，而且要对通信进行控制，不定期要支持各种显示设备。其基本构成框架图如下：
地面系统：地面部分包括话音通信设施与通信管理器、数据处理、数据显示，以及ATM工作站和自动化设备。所完成的任务是将接收到的信号进行处理送往显示系统，通过通信系统与机载系统共同完成通讯，监视和导航功能。其基本构成框架如下：
卫星系统具有全球覆盖，全天候通信、导航和监视能力。导航的作用就是向ATM系统内的飞机提供位置、速度、航向和时间等导航信息；监视就是向所管制的飞机提供可靠、安全的飞行管理信息。如通报飞机位置和高度、飞行航线等，还包括飞机迷航的引导；通信就是要在地面和飞机间完成数据交换，包括话音和数据通信。
基于GPS技术的空中交通管理系统的投入相对较低，功能全，性能高，体积小，使用方便。非常适合我国国情。自1992年10月ICAO第29届大会讨论通过基于卫星的CNS/ATM系统后，我国民航总局于1995年1月正式批准颁布了“中国民航新CNS/ATM实施政策”，确定了原则和技术政策，开展了研究并成功地进行了试验，计划用15-20年的时间逐步实施。
关键词 ：GPS CNS/ATM系统 安全 发展
GPS 的工作原理是：测站捕获GPS卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，对GPS卫星所发送的导航电文进行解码，实时地计算出测站的三维位置，三维速度。随着GPS技术的发展，用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位，米级至亚米级精度的动态定位，亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此，GPS系统在航空方面得到了广泛的运用。
GPS用于测量、导航、测速、测时的技术已经相当的成熟。而且操作简便，随着GPS技术的不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积越来越小，重量也越来越轻。我们可以利用GPS技术构建“迷你型”的空中交通管理系统。
一、开发基于GPS技术空中交通管理系统是一种理想选择
目前我国除了为数不多的有二次雷达的机场外，绝大部分机场使用的是“棋子”空中交通管理系统，具体的情况是：空地、空空通信基本靠VHF语音通信，导航基本靠机组，监视基本靠摆棋子推测空中飞机的位置。这种空中交通管理系统由于存在先天不足已经相当落后：通信上：1、地面的导航台和雷达的信号覆盖范围有限，不能实现飞行情报区的无缝衔接和保证飞行情报区的可靠移交。2、没有数据通信，能交换的信息量少，限制了系统容量，也限制了飞机的流量（有二次雷达的机场也存在该局限性）。导航上：地面不能提供导航服务，一旦空中机组由于某种原因失去导航能力，地面无能为力给安全留下隐患。监视上：基本上起不到监视作用，空中飞机偏离推测位置根本不知道。不能起到安全把关的作用。但是按照中国民航的发展速度，预计2010年全行业将有运输飞机1100架，年飞行时间将达到294.3万小时（按飞行小时年均增长7.55%计算），为了保证安全地完成飞行任务，对我们的空中交通管理系统软件和硬件设施提出了更高要求。就目前而言大规模的装配二次雷达是不现实的，因为二次雷达的投入和维护费用太高。
基于GPS技术的空中交通管理系统的功能和特点：（1）导航是以GPS为核心，既能为航路、终端与非精密进场提供高精度、高完善性的导航服务，又提高了精密定位能力。（2）数据通信使机载系统同地面系统之间的通信更实时、更准确，更丰富。而且数字式数据交换可减少信道拥挤与通信差错，使数据更为精确，有助提高飞行安全。（3）自动相关监视将高精度的卫星导航与数据通信结合起来，扩展了监视能力，使空中交通管理中心在全面、实时、准确掌握空情时，更加合理的利用空间，增加空间容量。这种以高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、范围广、投入和维护费用低为特点的GPS技术应该成为我们开发新型空中交通管理系统的理想选择之一。几种系统的比较：
二、开发基于GPS技术空中交通管理系统技术基础已经具备
系统由空间、机载和地面三部分组成。机载系统接收空间信号并处理空间信号，然后将处理后的数据与地面系统进行信息共享。地面系统通过共享的信息对飞机进行导航和监控。地面系统利用ATM工作站的信息对飞机进行空中服务。
空间系统：美国于 1994年3月布设的（21＋3）颗GPS全球卫星导航系统星座，以及其他的通信卫星系统等。目前我国也参与了全球导航卫星系统（GNSS）和GPS增强系统（WAAS）的筹建。
机载系统：机载系统主要包括GPS导航接收机、通信设备、导航处理器与数据记录及显示器等。所要完成的任务是飞机导航、将GPS接收机处理过的数据发送出去，进场着陆与空地通信等。本系统的核心是GPS和导航处理器，它不仅要完成导航计算，而且要对通信进行控制，不定期要支持各种显示设备。其基本构成框架图如下：
地面系统：地面部分包括话音通信设施与通信管理器、数据处理、数据显示，以及ATM工作站和自动化设备。所完成的任务是将接收到的信号进行处理送往显示系统，通过通信系统与机载系统共同完成通讯，监视和导航功能。其基本构成框架如下：
卫星系统具有全球覆盖，全天候通信、导航和监视能力。导航的作用就是向ATM系统内的飞机提供位置、速度、航向和时间等导航信息；监视就是向所管制的飞机提供可靠、安全的飞行管理信息。如通报飞机位置和高度、飞行航线等，还包括飞机迷航的引导；通信就是要在地面和飞机间完成数据交换，包括话音和数据通信。
基于GPS技术的空中交通管理系统的投入相对较低，功能全，性能高，体积小，使用方便。非常适合我国国情。自1992年10月ICAO第29届大会讨论通过基于卫星的CNS/ATM系统后，我国民航总局于1995年1月正式批准颁布了“中国民航新CNS/ATM实施政策”，确定了原则和技术政策，开展了研究并成功地进行了试验，计划用15-20年的时间逐步实施。