針對無人機的空中交通管理探究

沈愷

摘 要：近年來，國內外無人機從設計、生產、銷售到最終的應用已初步形成了一個較成熟的產業，也正是隨著這個產業的蓬勃發展，關于無人機飛行安全的問題也日趨嚴峻，國內屢次出現因為無人機的非法飛行而影響民航航班正常運行的情況。本文將針對無人機的空中交通管理進行研究。

關鍵詞：無人機;空中交通管制;無人機飛行管控平臺

隨著科學技術的不斷演進，無人機的應用已逐步從軍用普及到了民用，但也正是伴隨無人機在民用領域的大量使用，近年來不斷出現因無人機的非法飛行造成的航班延誤、航空器空中避讓，甚至關閉跑道的事件。2016年5月28日傍晚，成都雙流機場發生了一起無人機影響航班正常起降的事件，導致雙流機場東跑道（02R/20L）關閉約一個半小時，期間直接造成五十多個航班不能正常起降。針對無人機的空中交通管理已勢在必行。

1.無人機分類

根據《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》，無人機分為民用無人機和國家無人機。而根據運行風險的大小，民用無人機又分為微型、輕型、小型、中型、大型。

2.無人機空中交通管理難點

近十年來無人機的技術不斷迭代更新，不過針對無人機的空中交通管理規定卻沒有跟上發展的步伐，對一些規章的制定也比較落后，且在實際管理中存在一定的難點。

第一，無人機與載人民航客機在飛行模式和飛機結構上有本質的區別，且飛行目的有很大不同，所以現如今的民用航空空中交通管理規定無法直接應用到無人機的管理上。

第二，如今國內的空中交通管制主要依賴于雷達，尤其是二次雷達。二次雷達的工作原理是由地面基站發出詢問信號，再由機載二次雷達應答機作出應答，而無人機受制于其重量的限制，安裝二次雷達應答機并不現實。一次雷達的工作原理是電磁波的反射，而無人機體積通常不大，利用一次雷達探測無人機的雷達回波難度也很大。

第三，目前我國對低空空域的限制仍然比較大，且我國對空域的劃分與管理和國外有一定的差別，針對低空空域開放這個課題仍然處在一個研討和試驗的過程中，相應的基礎設施也正在不斷的完善。相信待低空空域逐步放開后，無人機侵入民航空域的事件會慢慢減少。

3.禁飛區與限制區

與民航的禁飛區與限制區一樣，設置無人機禁飛區與限制區是必要的。根據中國民航有關規定，民用機場的凈空保護區域為跑道兩端20公里、兩側10公里之間的范圍。在這個范圍內民航客機飛行的高度通常不高，例如當飛機ILS進近距離跑道端10公里時，飛行高度只有大約520米左右，而這個高度無人機能輕松達到，如果在此階段民航客機受到無人機的干擾對民航的危害是極大的，可能會發生無人機與民航客機相撞、無人機被吸入民航客機發動機等不良事件。

民航業內有“黑色十分鐘”這個說法，即飛機起飛離場階段的三分鐘和進近著陸階段的七分鐘，從過去全球已發生的飛行事故數據統計來看，絕大多數的事故都發生在這個時間段內。通過GPS對無人機進行定位，如果檢測到其處于機場凈空保護區域范圍內，將禁止無人機起降，從而降低無人機對民航客機正常飛行的影響。其次，空管部門可根據實際需要例如重大活動、人流密集區設置一些無人機飛行限制區，嚴格限制無人機飛行高度與范圍。

4.無人機飛行管控平臺

相關部門應統籌建立一個無人機飛行管控平臺，這個平臺要能實時監測無人機的飛行動態，并將這個平臺的信息通過網絡與空管部門與公安部門進行信息共享。此外，所有無人機都需要具有唯一的識別碼并配備有GPS系統。生產廠商需要在無人機出廠之前將該無人機的基本信息錄入到無人機飛行管控平臺中，從事無人機飛行活動的單位或者個人在實施飛行活動前，應當向平臺提交飛行計劃申請，經核實批復后方可實施。飛行計劃內容應當包括：

1）無人機識別碼;

2）實施飛行活動的單位或個人;

3）飛行目的

4）無人機類型及架數;

5）起飛、降落地（地理坐標）

6）起飛時間及預計飛行時間

7）飛行高度、速度與范圍

8）無人機機載設備

9）應急處置程序及聯絡方式

當無人機飛行管控平臺收到飛行計劃后，將根據預計起飛時間當時的禁區、限制區或其他空域使用情況自動對飛行計劃進行批復，若平臺無法判斷該飛行計劃能否正常實施可轉為通過人工來進行計劃的審核與批復。

5.無人機避障與監視

無人機擁有自主避障能力將大大減少發生碰撞的幾率。為了解決這個問題各個無人機廠商都投入重金進行該技術的研發，主要是利用紅外傳感系統。即紅外測距儀，基本原理就是傳感器發射出一定頻率的紅外信號，然后根據發射出的信號與接收到的信號時間差計算出信號的傳輸時間，最后再根據無人機的飛行速度等參量換算出與障礙物之間的距離從而避障。

在無人機監視方面，剛上文就一次雷達與二次雷達對無人機的監視進行了論述，兩者由于工作原理與機載設備的原因都不適合于無人機的監視。ADS-B（廣播式自動相關監視）作為近年來開始普及的一種監視手段，不但定位精度更高刷新頻率更快，地面站的建設也更加簡便靈活且不受地形限制，相較于前兩者明顯更適合于無人機的監視。ADS-B應用可分為發送（OUT）和接收（IN），其中ADS-B IN（接收） 通過準確提供周圍飛行器位置、地速等信息能提高飛行員對空中交通態勢的感知，促進飛行安全。在無人機上安裝ADS-B OUT，空中飛行時將不間斷向外發布自己的實時位置與飛行參數，這樣其他航空器就能在空中感知到無人機的存在，提前做好避讓從而提升航空安全。

6.總結

無人機系統的迭代更新速度極快，市場對于無人機的需求也日益增加，多個快遞與電商平臺已在無人機物流方向進行了布局與驗證，相信在不久的將來無人機定會成為航空業重要的組成部分之一。有了汽車但是沒有交通規則就會導致交通事故發生，同樣無人機產業正在蓬勃發展，針對無人機的空中交通管理也必須跟上時代的步伐。

參考文獻：

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