系統識別號 | U0002-2109200715041100 |
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DOI | 10.6846/TKU.2007.00649 |
論文名稱(中文) | 台灣周邊國家CNS/ATM發展現況 |
論文名稱(英文) | The Developing Status of CNS/ATM Nearby Taipei FIR |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 航空太空工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Aerospace Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 95 |
學期 | 2 |
出版年 | 96 |
研究生(中文) | 洪嘉薇 |
研究生(英文) | Chia-wei Hung |
學號 | 694370403 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2007-07-24 |
論文頁數 | 164頁 |
口試委員 |
指導教授
-
湯敬民
委員 - 宛同 委員 - 卓大靖 |
關鍵字(中) |
通訊、導航、監視、飛航管理 |
關鍵字(英) |
Communication, Navigation, Surveillance, Air Traffic Management |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
隨著經濟蓬勃發展與經濟全球化下,國際民航組織(International Civil Aviation Organization ,ICAO)預估未來的二十年之間航空運輸量將會增加至現在的二到三倍左右,為了解決未來航空運輸量的膨脹問題,ICAO於1989年提倡發展新的飛航管理系統,以衛星與數位技術為基礎來發展通訊(Communication)、導航(Navigation)、監視(Surveillance)及飛航管理(Air Traffic Management),並推動全球發展CNSATM系統,使得全球的飛航管理具有一致性;以提供安全、迅速與效率的空域環境,因應未來航空運輸量的需求。 本研究搜集台灣周圍飛航情報區的建置狀況,以提供台北飛航情報區的 CNS/ATM 建構之參考。使台灣能和鄰近國家新的飛航管理系統接軌,避免因各國建置標準不一致,造成溝通和協調的問題。CNS/ATM 在各個國家的發展現況;通訊以發展衛星通訊為主要目標;導航以全球化衛星導航系統為目標,提供航路飛行之導引;監視則以航路監視與自動回報系統為主要發展;飛航管理是建立以電腦科技為基礎之衛星技術,透過衛星的連結將空中的資料或語音傳遞給駕駛員、航管中心或航空公司之使用。達到有序的空中交通管理,以確保空中交通安全及效率。針對空中交通管理,本研究亦提出模糊理論與灰決策對進場航機流量管理之應用。研究分析與評估其效益;以提供最佳的航班進場排序。 飛航管理使用衛星作為數據通訊、衛星導航與監視系統之基礎,提供了飛行員、航管單位及航空公司即時氣象與其他必需的數據。飛行員可以自由選擇最佳的航線飛行,節省航行時間與降低操作成本。縮減航機間的隔離,可以疏解航路的擁擠情形。採用自動化的管理系統可提升服務品質和降低工作人員的負荷。CNS/ATM 的實施將帶來航空運輸業更大的利益,不僅解決未來航空運輸業所帶來的問題同時也提高飛航服務品質與促進台灣對外的競爭力。 |
英文摘要 |
Following the development and the globalization of the economic, it is predicted by International Civil Aviation Organization (ICAO) that within two decades in the future, the capacity of transportation will increase two to three times more. In order to solve the future inflation of transportation issues, ICAO promoted a new aviation management system which developed the universal of CNS/ATM system for the unity of the global air traffic management by using satellite and digital technique for groundwork of the communication, the navigation, the surveillance and the air traffic management in 1989. It ensures supplying the safe, the rapid and the efficiency to the airspace environment and fulfills the demand of aviation transportation capacity in the future. This study collects the surrounding information around Taiwan to help establish the CNS/ATM system in the Taipei Flight Information Region. CNS/ATM will enable Taiwan to connect adjacent new air traffic management system and avoid different standard in different countries which could cause communication and coordination problem. CNS/ATM is developing in each country, with the goal that “Communication” is to develop the satellite communication;“Navigation” is to globalize the satellite navigation system that provides guidance on flight course; “Surveillance” is to monitor the process and report automatically. Air traffic management system is a satellite techni1quea that based on computer science and technology through the connection of satellite to supply air control center, pilot or Aviation Company with the data or voice message. That makes air traffic in order to ensure safety and efficiency in the airspace. Here offers fuzzy and grey theory on the air traffic flow control issue for ATM. This thesis is for analyzing and evaluating the benefit to supply the best sequence for the approach. Digital communication, satellite navigation and surveillance system based on satellite is used to air traffic management. Meteorology phenomenon and require data immediately provide the pilot, air control unit and airplane company. The pilot will be able to have the idea about the better route to save navigation time and deduct work cost. Reducing the gap between the airplanes can solve jam-packed airspace. An automatic management system enhances service quality and reduces staffs workload. CNS/ATM implementation will bring aviation transportation the better advantage, not only solve the congestion issues from transportation, but also exalt the service quality on aviation and increase the competitiveness of Taiwan to other countries. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 第一章 緒論 1 第二章 前言 3 2.1 文獻回顧 5 第三章 飛航管理 9 3.1 飛航管制 10 3.2 飛航流量管理系統 11 3.2.1飛航隔離 13 3.2.2飛航流量管理系統作業 15 3.2.3終端流量管理作業 16 3.2.4飛航流量管理模式及飛航模擬模式 17 3.2.5飛航管制策略模組架構 18 3.3 空域管理(ASM) 18 3.3.1空域規劃與管理 19 3.3.2空域管理的範圍 19 3.3.3飛航流量管理控制系統 20 第四章 通訊、導航、監視 23 4.1通訊 23 4.1.1陸空數據鏈通訊 23 4.1.2地面通訊網路 26 4.1.3氣象及飛航情報諮詢系統 28 4.2 導航 41 4.2.1全球導航衛星系統(GNSS) 42 4.2.2 廣域擴增系統 43 4.2.3區域擴增系統 44 4.2.4歐洲同步衛星導航覆蓋系統 46 4.2.5多功能運輸衛星增強系統(MSAS) 46 4.2.6區域導航 49 4.2.7主要定位衛星 49 4.2.8進場航路 51 4.3 監視 52 4.3.1監視技術 53 4.3.2初級搜索雷達(PSR) 56 4.3.3次級搜索雷達(SSR) 56 4.3.4 S模式次級搜索雷達(Mode S SSR) 57 4.3.5多接收站相依監視(MDS) 58 4.3.6定址式自動回報監視(ADS-A) 62 4.3.7廣播式自動回報監視 63 4.3.8約定式自動回報監視 65 4.3.9 S模式雷達電碼(Mode-S) 66 第五章 鄰近國家之CNS/ATM發展現況 71 5.1 中國大陸之發展現況 71 5.2 香港之發展近況 90 5.3 新加坡之發展現況 100 5.4 菲律賓之發展近況 105 5.5 日本之發展近況 107 第六章 模糊理論於進場航機之應用 132 6.1 模糊理論 114 6.1.1 模糊集合 115 6.1.2模糊集合 115 6.1.3模糊集合的 截集與基本運算 117 6.1.4模糊推論 120 6.2進場航機排序系統之模糊研究 121 6.2.1模擬系統及設定 122 6.2.2 模擬分析結果與討論 130 第七章 結果與討論 132 第八章 結論 137 參考文獻 139 圖目錄 圖4.1.2-1 CPDLC作業流程 27 圖4.1.3-1 ACARS陸空數據鏈路通訊架構 31 圖4.1.3-2 航空通訊網路IP架構圖 31 圖4.2.1-1 GNSS擴增系統概況 43 圖4.2.3-1 LAAS架構示意圖 45 圖4.2.5-1 MTSAT衛星訊號涵蓋範圍 48 圖4.2.5-2 MSAS建置概況 48 圖4.2.8擴增系統架構 52 圖4.3.6 定址自動回報監視環境示意圖 62 圖4.3.7廣播自動回報監視環境示意圖 64 圖5.1.1 基於性能導航架構圖 77 圖6.1.3-1 利用模糊關係之重心法的推論過程 118 圖6.1.3-2語言真值 119 圖6.1.4 模糊推論演算流程圖 121 圖6.2 模擬系統分析的流程圖 122 圖6.2.1-1松山機場進場示意航路圖 126 圖6.2.1-2 NST歸屬函數[38] 128 圖6.2.1-3 SD歸屬函數[38] 128 圖6.2.1-4 PI歸屬函數[38] 129 圖 6.2.1-5 資料畫面 129 圖 6.2.1-6 資料輸入畫面 130 表目錄 表3.3.3 ATC與ATM之比較 22 表4.1.3-1 VDL MODE1~4所提供的通訊服務表 36 表4.2.3-1精確進場性能需求 46 表4.2.7 定位導航系統 51 表4.3.1-1 標準雷達頻率波段術語 55 表4.3.1-2 雷達頻率範圍與用途 56 表4.3.5-1 機場平面偵測設備與多接收站相一監視效能比較 61 表4.3.5-2 機場場面監視需求規格與使用MODE S,MODE A 之多接收站 相依監視效能比較 61 表4.3.7 ADS-B廣播監視需求 65 表5.1.2 四種RNP類型 79 表5.2 天氣資訊/報告下載資料頻率 100 表5.3.1 ATS所使用數據鏈方式 102 表5.3.2 目前實行的任務與日期 104 表5.5 精密近場類別與降落作業 110 表6.1 三種不確定方法的區別[4] 115 表6.2.1-1 參考點時至台北松山機場塔台接管之時間 126 表6.2.1-2松山機場到場航機空域使用狀況表[3] 127 表6.2.2 結果比較表 131 表7.1 現行與新的航管系統組成比較 133 表7.2 語音、雷達與自動回報比較 134 表7.3 目前各國CNS/ATM已施行的項目 135 |
參考文獻 |
英文部分 1. ICAO, Global Air Navigation Plan for CNS/ATM Systems, 2002 4. Victor Iatsouk, Development of standards for aeronautical satellite navigation system, Acta Astronautica 54 961-963, 2004 6. ICAO, Implementation of performance based Navigation(PBN), Bangkok, Thailand, 6-9February 2007 7. M.K.Song, Coordination between the MET and ATM Authorities in Hong Kong, China, Bangkok, Thailand, 8-10 February, 2006 8. ICAO, Survey on Pilot’s Srequirement on Uplinking Of Meteorological Information SG/8-IP/4, Bangkok, Thailand, 12-16 July, 2004 9. ICAO, The Establishment of Air Traffic Management Center in Japan, ATM/AIS/SAR/SG/14 IP/4, Bangkok, Thailand, 28 June-2 July, 2004 12 Implementation of An Operation Trial of Air Traffic Flow Managent(ATFM) Over Bay of Bengal, South Asia And Pakistan Through Kabul Fir, Republic of Singapore, 2006 18 Frederick Edward Berls,Maj,USAF,INEVITABLE SUCCESS OF THE COMMUNICATIONS,NAVIGATION AND SURVEILLANCE MANAGEMENT IMPLEMENTATION,University of Maryland,Europe ,December 2002 24. Adriana Mattos ,FANS 1/A Implementation,SITA,2006 25. AESAN, New CNS/ATM Systems Development Project in the Philippines,2006 26. ASEAN,CNS/ATM Implementation Activities in the Philippines,Manila,Philippines,13-15 March 2002 27. AESAN,New CNS/ATM Systems Development Project in the Philippines,Cebu City, 18-21 March 2003 28. ATS Data Link Focus Group,Data Link Investment Analysis,CNS/ATM Focused Team,April 9,1999 31. EUROCONTROL,ATM STRATEGY for the Years 2000+,Volume1,2003 38. Krezeczowski,K.J.,Davis,T.J,Erzberger,H.,Lev-Ram,I.,and Bergh,C.P.,Knowledge-Based Scheduling of Arrival Aircraft in the Terminal Area,AIAA Guidance,Navigation and Control Conference,Baltimore,MD,August 1990. 39. Alcabin, M.,Erzberger, H., and Tobias,L.,Simulation of Time-Control Procedures for Terminal Area Flow Management,Proceedings of the 1985 American Control Conference,pp.687-695,1986 40. Bergh, C.P.,Krezecowski,K.J.,and Davis,T.J.,TRACON Aircraft Arrival Planning and Optimization through Spatial Constraint Satisfaction,Air Traffic Control Quarterly,Vol. 3,No.2, pp.117-138,1995 中文部分 2. 林清一,CNS/ATM發展對飛航系統的影響,民航季刊第三卷第四期,2001 3. 張明誠,美國CNS/ATM發展現況之研究出國報告書,民用航空局飛航服務總台,2003 5. 王和盛、鄭權慶,探討衛星導航擴增系統可用性分析方法,2005 10. CNS/ATM 關鍵技術研究(3/5),交通部,2006 11. 馮允椂、蕭永修、何翊、林庭揚、林武杰、戚文豪、翁偉棟,國際航空CNS/ATM基礎建設之發展趨勢及我國建置策略之研究(期末報告),交通部運輸研究所財團法人資訊工業策進會合作研究,2002 13. 我國新一代航管系統之建置策略綱領之研究(2/3),交通部,2005 14. 我國新一代航管系統之建置策略綱領之研究(3/3),交通部,2006 15. 謝國守,日本福岡及東京地區航管見學報告書,交通部民用 航空局飛航服務總台,2002 16. 張東亞,日本未來航空助導航系統(CNS/ATM)見學觀摩出國報告書,交通部民用航空局飛航服務總台,2002 17. 陳炳蕘,日本航空局暨東京羽田國際機場助燈光設施觀摩報告書,民航局飛航服務總台,2002 19. 曾惠明,航空資料鏈路通訊系統技術研發計畫,資訊工業策 進會,2005 20. 楊培基,飛航資訊廣播暨通訊技術開發三年計畫(第一年 度),中山科學研究院電子系研究所,2005 21. 王聰榮,我國新一代航管系統建置策略綱領之研究(1/3),交通部,2004 22. CNS/ATM 關鍵技術研究(1/5),交通部,2004 23. 赴日研習飛航流量管理出國報告書,民航局,2007 29. 蕭鵬,終端區空中交通流量管理與控制技術研究,西北工業大學碩士學位論文,2006 30. CNS/ATM 關鍵技術研究(2/5),交通部,2005 31. 邱永欽,臺灣地區國內航線流量管理雛型系統之發展,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,民國85年。 32. 徐鳳翊,模糊理論在終端管制區的近場排序之應用,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文,民國86年。 33. 謝明聰,灰色決策於空中交通管理之應用,淡江大學航空太空工程碩士論文,民國90年。 34. 劉思峰、郭天榜、黨耀國,灰色系統理論及其應用,科學出版社,2000 35. 楊敏生,模糊理論簡介,數學傳播十八卷一期,民國83年。 36. 王文俊,認識Fuzzy,全華科技圖書股份有限公司,2005 37. 溫坤禮、陳振欽、鄧國修,模糊控制原理與應用,全華科技圖書股份有限公司,民國83年。 |
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