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“数字地球”对空中交通控制有何用处?

作者:陈述彭主…    文章来源:数字地球百问    点击数:    更新时间:2007-2-22
摘要:

“数字地球”的说法是1998年美国副总统戈尔首先提出来的。它是集地球科学、信息科学、计算机科学、空间探测和数字通讯等诸多学科理论技术于一体、以工程建设和产业化发展为导向的、旨在促进二十一世纪人类社会可持续发展的一项宏伟的科学体系。它包括基础研究、技术支撑和科学工程三个部分,是国家地理信息基础设施建设的主要发展方向。陈俊勇院士指出:在中国,没有地球空间数据基础设施就不可有‘数字地球’。可见,说白了,数字地球也就是对地球空间位置的定量即数据化。

说到空中交通控制,简单的说,就是让飞机在一定的指挥与控制下安全、有效的飞行。飞机一旦失事,将导致机毁人亡,生还的可能性极小。况且,随着空中交通的日益繁忙,天上的飞机越来越多,航线越来越密,航线会通过更加危险的地方。这样,飞机之间相互干扰的机会增多,飞机遇到危险的机会增多。这时,有效的空中交通控制显得格外重要。

飞机碰撞失事主要有两种,一是空中飞机和飞机的碰撞,另一种是飞机和地面的碰撞。为了避免悲剧的发生,民航建立了必要的制度和设施,采取了必要的手段。空中交通管制任务就是从地面采用对飞机的程序间隔或雷达间隔以防止空中飞机的相撞,地面雷达监视和自动相关监视都是有效的措施。飞行中遵守最低安全高度和着陆时规定的最低下降高度,以及机场的净空要求都是避免飞机和地面相撞的办法。此外,机场对场面交通监视是防止飞机在地面活动时飞机之间和飞机与车辆之间的相撞,还避免近进着陆过程中其他飞机或车辆侵入跑道的潜在事故。

所有这些措施的实现都需要提供空中交通环境信息。正所谓‘知此知彼,方能百战百胜’。如果驾驶员或飞机自己知道当时自己所处的空间位置,此处或前面一定范围内是否有危险物,知道自己周围其他飞机相对自己的位置,知道……,那么不幸是可以避免的。空中交通信息的一项基础内容是空间定位即飞机目前所处的地理空间位置,飞机周围的情况如与其他飞机之间的间隔(包括侧向,纵向,垂直间隔)是多少,是否在安全间隔距离内。目前,基本上是依靠雷达和GPS(全球卫星定位系统)来做精确定位而获取空中交通环境信息的。这之后,用无线电通讯或其他通讯手段来实时传输信息。驾驶员和地面控制部门及时的收到这些信息,加以分析利用,为飞行服务。

七十年代开始,空中交通密度增长的情况下,促使采用一些辅助手段,适当的增加机上信息环境和提醒驾驶员的程度。比如,1974年,美国联邦航空局(FAA)规定在大型客机上装载近地警告系统(GPWS),防止在控飞机撞地,1987年,FAA规定在大型客机上安装空中交通避撞系统(TCAS),1955FAA提出了‘自由飞行’的研究。以上举动说明新的趋势在于逐步改善机上信息环境,加强驾驶员自我间隔和自制飞行能力,使驾驶员在飞机进入威胁形势下得到音响和语言警告,或者利用驾驶舱显示信息能使驾驶员获悉空中交通形势或飞机与地形的关系,及时采取回避措施。当前研究认为,要发展飞机和地面管制部门之间的合作结构和新的程序支持增加交通容量和服务效率。总的观点是飞机之间维持间隔的功能从地面转移到飞机上,减轻管制员的工作负担,使之转为改善空中交通管理上。航空公司和驾驶员喜欢增加机上的主动性、灵活性,提高飞行效率。在尚未构成威胁而告警以前,预先能自治的保持间隔,提高对空中交通态势的自我警觉。以上这一整套程序都无形中充分利用了‘数字地球’的成果,得益于精确的空间定位,新的通讯、导航、监视等系统。

在不久的将来,飞机驾驶舱内装有显示屏,之上清清楚楚而且实时的显示了飞机目前的空间地理位置,飞机下的地形,飞机周围的大气状况及附近一定范围内其它飞机的情况。在客舱内也可以装有此设施,以使乘客也知道的明明白白,并且可以放大显示飞机下面陆地上的风景,比如在飞机飞过长江的时候,我们不用空姐的播音介绍也能知道:哇,我们正在飞过我们的长江。并且能从屏幕上欣赏到长江的风采,领略到大地的景致。我们的飞机不会向当年徐志摹所乘的飞机那样不幸的撞在山上,在任何恶劣的条件下,我们都能从屏幕上看到我们飞机的前面有高山否,赶快升高:不远处有另外一架飞机,离它远点儿,或警告它。或许危险将至,相关的警报使劲儿的叫,飞机自各儿立马想出了高招,你不用着急,安心的坐着您的吧。也许这就是将来的所谓的‘自由飞行’吧。我们的空中交通将井然有序。不过,您千万别忘了,这可离不了‘数字地球’的功劳啊!

Tags:数字地球  
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