BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------
Lâm Mạnh Hùng
ỨNG DỤNG CỦA VHF DATA LINK MODE 4 TRONG MÔI TRƯỜNG
CNS/ATM
Luận văn thạc sĩ Điện tử - Viễn thông
Người hướng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN PHƯƠNG
Hà Nội – 2004
1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, các hệ thống dẫn đường hàng không đã dần không còn tương xứng
về khả năng cung cấp dẫn đến việc cản trở và phụ phí ngày càng tăng cho khách hàng.
Khi lưu lượng bay tăng, trễ dưới mặt đất (phần lớn là do sự cản trở luồng không lưu)
và trên không tăng thậm chí hơn cả mức của các vùng tắc nghẽn. Tình trạng này đã trở
lên nghiêm trọng khi ngành hàng không dự kiến mức tăng trưởng còn cao hơn trong
các năm tới. Trễ tại châu Âu hiện nay chủ yếu là do sự phân chia số lượng lớn các
vùng sector nhỏ tại các vùng điều hành và trung tâm Quản lý bay phải sắp đặt và xử lý
các vấn đề trong các trung tâm và giữa các trung tâm với nhau. Còn tại Mỹ thì sự tắc
nghẽn xảy ra tại các đầu cuối và tại các sân bay, tình trạng tương tự như ở châu Âu là
hiện tượng cổ chai tại các tuyến đang được loại bỏ dần dần. Tại các vùng ít phát triển
hơn, sự thiếu hụt khả năng giám sát bằng Radar và yếu kém về hạ tầng cơ sở thông tin
dẫn đến các hệ thống kém hiệu quả và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn.
Cứ mỗi phút tiết kiệm ở trên không của máy bay phản lực đều tiết kiệm hàng
triệu USD tiền nhiên liệu cho ngành mỗi năm và giảm đáng kể ô nhiễm môi trường.
Mọi nỗ lực đều hướng tới việc làm giảm thời gian bay trên không bằng cách tối ưu hoá
đường bay từ điểm khởi hành đến điểm kết thúc và tránh việc bay chờ và mở rộng
vùng tiếp cận. Giảm thời gian bay trung bình còn có nghĩa là tăng được lưu lượng bay
và tăng tính an toàn.
Với các thành công trong các lĩnh vực điện tử viễn thông, tin học và đặc biệt là
thông tin vệ tinh và công nghệ liên kết dữ liệu, ý tưởng CNS/ATM của ICAO cung cấp
một cơ sở cho hệ thống dẫn đường tương lai đã trở thành hiện thực. Cuối cùng ý tưởng
sẽ cho phép người điều khiển tầu bay sắp đặt chuyến bay theo một đường bay tốt nhất,
điều chỉnh được một cách linh hoạt, với một hiệu suất tối ưu và chi phí tối thiểu. Khi
đó các phương thức và thủ tục cần được thực hiện một cách đầy đủ tính năng và tiềm
năng của các công nghệ mới để tăng cường khả năng và độ an toàn.
Sự kết hợp của hệ thống quản lý bay với tính chính xác của hệ thống dẫn đường
vệ tinh cho phép tầu bay không những bay chính xác trên những không gian 3 chiều
không cần sự trợ giúp của các phương tiện dẫn đường mặt đất mà còn sắp đặt cho tầu
bay vào các điểm báo cáo (waypoints) trong vài giây của thời gian định trước hoặc
theo yêu cầu của kiểm soát viên không lưu. Tính năng dẫn đường 4 chiều này có thể
được mở rộng ra cho việc điều khiển thời gian đến tại sân bay. Bất cứ sai lệch nào ở
phía thu sẽ được xử lý bởi hệ thống quản lý bay để xem xét xem đường hạ cánh còn
2
được dành sẵn hay không. Các cơ chế máy móc cơ khí khác cũng được thực hiện bổ
xung để có thể sử dụng tối đa đường lăn và không phận, do đó sẽ đảm bảo được phân
cách an toàn giữa các tầu bay mọi thời điểm..
Kết hợp với các thủ tục phù hợp cùng với các công cụ hiển thị sẽ giúp cho việc
cảnh báo tình trạng, CDTI sẽ giúp cho việc đảm bảo phân cách không lưu với sự việc
trách nhiệm phân cách được chia sẻ cho cả các kiếm soát viên không lưu và phi công.
Một liên kết thông tin không - đất và không - không thời gian thực được mở rộng cho
một số lượng lớn đơn vị sử dụng sẽ đòi hỏi một liên kết dữ liệu dung lượng cao và tin
cậy. VDL Mode 4 là một liên kết dữ liệu dung lượng lớn cung cấp một số lượng lớn
các dịch vụ và chức năng theo các yêu cầu của khái niệm CNS/ATM của ICAO.
Để bắt kịp sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ tiến tiến và đòi hỏi
ngày càng cao của ngành hàng không dân dụng Việt Nam cũng như quốc tế, việc
nghiên cứu công nghệ và triển khai các hệ thống Thông tin - Giám sát - Dẫn đường
mới là một đòi hỏi bức thiết cần được thực hiện. Với lưu lượng bay của nước ta hiện
nay các hệ thống kỹ thuật vẫn còn đảm bảo được, tuy nhiên với mức tăng trưởng trong
tương lai thì sự thay đổi là rất cần thiết vì vận tải hàng không là một môi trường trong
suốt không có biên giới và thay đổi trong công nghệ hàng không, nhất là đối với công
tác điều hành không lưu, cần phải đồng đều trên toàn thế giới để tương thích với mọi
chủng loại tầu bay của các hãng hàng không trên vùng lãnh thổ Việt Nam.
Luận văn “ ỨNG DỤNG CỦA VHF DATA LINK MODE 4 TRONG MÔI TRƯỜNG
CNS/ATM ” nghiên cứu công nghệ kỹ thuật VHF Data Link Mode 4, một liên kết dữ
liệu số sử dụng sóng VHF giữa các phương tiện tham gia giao thông hàng không. Đây
là nền tảng cho một loạt các ứng dụng điều hành quản lý không lưu khác sẽ sử dụng
đường truyền này để hoạt động thay thế cho các phương thức truyền dẫn tương tự
đang sử dụng hiện nay. Luận văn cũng đề cập đến vấn đề triển khai hệ thống mới trong
môi trường hàng không hiện nay và tiến trình thay thế các hệ thống cũ trong thời kỳ
quá độ.
Trong quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi nhiều thiết sót, tôi mong
muốn nhận được nhiều ý kiến đóng góp để luận văn được hoàn thiện và thực tế hơn.
Qua lời mở đầu này tôi xin được gửi lời trân trọng cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn
Phương, tập thể các giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đội ngũ cán bộ kỹ
thuật Trung tâm quản lý bay miền Bắc cùng các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt bài luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
3
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Mục lục
Chữ viết tắt được sử dụng trong luận văn
Chương I. Kế hoạch quốc gia cho các hệ thống CNS/ATM
1.1. Hoạt động của Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam
1.2. Hiện trạng của hệ thống hiện tại
1.3. Phân tích đánh giá hiện trạng của hệ thống hiện tại.
Chương 2. Sự chuyển dịch sang các hệ thống mới
2.1 Nền tảng
2.1.1. Đặt vấn đề
2.1.2. Hiệu ứng cổ chai trong các hệ thống dẫn đường hiện tại
2.1.3. Những cân nhắc về sự an toàn
2.1.4. Sự thay đổi
2.2.Hệ thống CNS/ATM
2.3. Các thành phần của hệ thống CNS/ATM
2.3.1. Quản lý không lưu- ATM
2.3.2. Thông tin liên lạc
2.3.3. Dẫn đường.
2.3.4. Giám sát.
2.4. Hướng tới hệ thống ATM tương lai.
Chương 3: Các kỹ thuật VDL và vai trò của VDL Mode 4 trong hệ thống
CNS/ATM
3.1. Giới thiệu
3.2. Tổng quan các dịch vụ VDL
3.2.1. VHF Digital Link
3.2.2. Các chuẩn của ICAO về VDL
3.2.3. VDL Mode 1&2
3.2.4. VDL Mode 3
3.2.5. VDL Mode 4:
3.2.6. Kết luận.
3.2. Tầm cỡ của VDL Mode 4
Chương 4. Mô tả kỹ thuật và nguyên lý hoạt động
4.1. Giới thiệu
4.2. Kỹ thuật nền tảng
4.3. Cấu hình vật lý
4.3.1. Máy thu GNSS
4.3.2. Máy thu phát VHF
4.3.3. Bộ xử lý thông tin
4.4. Các nguyên lý chức năng
4.5. Các thành phần chức năng
1
3
6
12
12
13
16
21
21
21
22
23
23
24
25
25
26
27
27
28
29
29
29
29
29
30
33
35
37
38
39
39
39
39
40
40
41
42
44
4
4.5.1. Lược đồ điều chế
4.5.2. Cấu trúc khung TDMA
4.5.3. Thời gian hệ thống
4.5.4. Các chùm đồng bộ và thông tin vị trí.
4.5.5. Cấu trúc và phân loại các bản tin
4.5.6. Việc lựa chọn khe thời gian
4.6. Các chế độ hoạt động
4.6.1. Báo cáo độc lập.
4.6.2. Báo cáo trực tiếp
4.7. Quản lý truy cập khe thời gian.
4.7.1. Giao thức quảng bá định kỳ.
4.7.2. Quảng bá tăng cường.
4.7.3. Các bản tin yêu cầu chung
4.7.4. Yêu cầu một hướng.
4.7.5. Yêu cầu trực tiếp/dành riêng đáp ứng khẩn cầu (Directed
Request/Plea response Reservation)
4.7.6. Yêu cầu trực tiếp/Dành riêng tự động điều chỉnh(Autotune
Reservation)
4.7.7. Yêu cầu truyền tin tức
4.7.8. Truy cập ngẫu nhiên
4.7.9. Truy cập cố định.
4.7.10. Các thủ tục xử lý xung đột khe
4.7.11. Các thủ tục phát lại.
4.8. Các cơ chế thông tin end-to-end
4.8.1. Giao thức dịch vụ liên kết dữ liệu (DLS-Data link service)
4.8.2. Chức năng hội tụ phụ thuộc mạng di động (Mobile Subnetwork
Dependent Convergence Function - SNDCF)
4.9. Quản trị kết nối.
4.9.1. Các chùm đồng bộ
4.9.2. Các khung nhận dạng chuyển giao (XID)
4.9.3. Truy nhập mạng
4.9.4. Giao thức khoá khe dành riêng
4.9.5. Cách ly mặt đất.
4.9.6. Kênh báo hiệu toàn cầu (Global signalling channels - GSC)
4.9.7. Quản lý tần số.
4.9.8. Bản tin danh mục dịch vụ (Directory of Services – DoS)
4.10. Hoạt động
4.10.1. Các trạm di động
4.10.2. Các trạm mặt đất
Chương 5. Các vấn đề về quản lý hệ thống VDL Mode 4
5.1. Các bản tin quản lý kết nối – Link Management
5.1.1. Cấu trúc bản tin chùm đồng bộ – SYNC BURST
5.1.2. Bản tin DoS – Directory of Service
5.2. Vấn đề quản lý phổ tần số
5.2.1. Quản lý phổ trong VDL Mode 4
44
44
47
48
49
50
54
55
56
56
56
58
59
60
61
61
62
63
63
64
64
65
65
66
66
67
67
67
72
75
76
77
78
78
79
81
84
84
84
88
89
89
5
5.2.2. Các quy tắc về vô tuyến của ITU
5.2.3. Kế hoạch phân bổ tần số cho VDL Mode 4
5.3. Vấn đề quản lý kênh.
5.3.1. Giới thiệu chung
5.3.2. Việc sử dụng đa kênh.
5.3.3. Quản lý kênh và chuyển mạch kênh
5.3.4. Trang thiết bị của trạm mặt đất cho việc sử dụng đa kênh.
5.3.5. Kế hoạch chuyển giao cho tương lai
5.3.6. Một số mô hình đặc trưng của quản lý kênh
5.3.6.1. Mô hình mật độ bay thấp
5.3.6.2. Mô hình mật độ bay trung bình.
5.3.6.3. Mô hình mật độ bay cao
Chương 6. Cấu trúc trạm VDL Mode 4
6.1. Giới thiệu
6.2. Vấn đề dự phòng.
6.3. Cấu hình trang bị trên tầu bay
6.3.1. Cấu hình cơ bản
6.3.2. Bộ thu phát
6.3.3. Thiết lập ăng ten trên tầu bay
6.3.4. Phương án trang bị dự phòng trên tầu bay
6.4. Các phương tiện hoạt động dưới đất
6.5. Cấu trúc trạm mặt đất
6.5.1. Các thành phần của kiến trúc mặt đất
6.5.2. Trạm mặt đất
6.5.3. Mạng mặt đất
6.5.4. Vấn đề dự phòng và tính toàn vẹn của hệ thống mặt đất
Kết luận đề xuất và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
89
90
90
90
90
94
97
97
98
98
99
102
104
104
104
105
105
105
106
108
109
109
110
110
112
115
117
120
6
CHỮ VIẾT TẮT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
3D
4D
Three-dimensional - Ba chiều
Four-dimensional - Bốn chiều
ABAS
ACARS
Aircraft-Based Augmentation System - Hệ thống tăng cường trên tầu bay
Aircraft Communication and Reporting System - Hệ thống báo cáo và chuyển
thông tin trên tầu bay
Airborne Collision Avoidance System - Hệ thống chống va chạm trên không
Area Control Centre - Trung tâm kiểm soát bay đường dài
Adjacent Channel Interference - Nhiễu kênh lân cận
ATC Clearance and Information - Dịch vụ thông tin kiểm tra không lưu
ATC Communications Management - Dịch vụ quản lý thông tin không lưu
Airborne Conflict Management - Quản lý xung đột không phận
Aerodrome of Departure - Sân bay cất cánh
Aerodrome of Destination - Sân bay hạ cánh
Automatic Dependent Surveillance - Giám sát tự động độc lập
Addressed ADS - Giám sát tự động độc lập phát trực tiếp
ADS-Broadcast - Giám sát tự động độc lập phát quảng bá
ADS-Contract - Giám sát tự động độc lập rút gọn
Airline Electronic Engineering Committee - Hội kỹ sư diện tử hàng không
Airborne Situation(al) Awareness - Cảnh báo tình trạng không phận
Aeronautical Information Services - Dịch vụ không báo
Aeronautical Telecommunications Panel - Phân ban thông tin hàng không
Aeronautical Mobile Satellite Service - Hệ thống vệ tinh lưu động hàng không
Air Navigation Commission - Hội đồng dẫn đường hàng không
Airline Operational Centre - Quản lý hoạt động khai thác hàng không
Approach Control - Kiểm soát tiếp cận
Approach with Vertical Guidance - Tiếp cận dẫn đường thẳng đứng
Airborne Separations Assurance System - Hệ thống bảo đảm phân cách không
lưu
Airspace Management - Quản lý vùng trời
Advanced Surface Movement Guidance and Control System - Hệ thống tăng
cường kiểm soát và chỉ dẫn các hoạt động bề mặt
Airborne Surveillance and Separation Assurance Processing - Xử lý bảo
đảm phân cách và dẫn đường hàng không
Air Transport - Loại tầu bay thương mại chở khách
hoặc Airborne Transponder - Máy thu phát trên không
Air Traffic Control - Công tác kiểm soát không lưu
Air Traffic Control Centre - Trung tâm kiểm soát không lưu
Air Traffic Flow Management - Quản lý luông không lưu
Automatic Terminal Information Service - Dịch vụ thông tự động khu vực
trung cận
ATIS-Broadcast - Dịch vụ thông tự động khu vực trung cận phát quảng bá
ACAS
ACC
ACI
ACL
ACM
ADEP
ADES
ADS
ADS-A
ADS-B
ADS-C
AEEC
AIRSAW
AIS
AMCP
AMSS
ANC
AOC
APP
APV
ASAS
ASM
A-SMGCS
ASSAP
AT
ATC
ATCC
ATFM
ATIS
ATIS-B
7
ATMCP
ATS
ATSAW
ATSU
Air Traffic Management - Quản lý bay
Aeronautical Telecommunications Network - Mạng thông tin viễn thông hàng
không
Air Traffic Management Concept Panel - Nhóm nghiên cứu về quản lý bay
Air Traffic Services - Dịch vụ không lưu
Air Traffic Situation(al) Awareness - Cảnh báo tình trạng không lưu
Air Traffic Services Unit - Đơn vị dịch vụ không lưu
BER
BND
Bit Error Rate - Tỉ lệ lỗi bit
Big Negative Dither - Giao thức dung sai âm lớn
CA
CAA
CARD
Conflict Alert - Cảnh báo xung đột
Civil Aviation Authority - Nhà chức trách hàng không dân dụng
CNS Applications Research and Development program - chương trình nghiên
cứu và phát triển úng dụng Thông tin/Dẫn đường/Giám sát
Cost Benefit Analysis - Phân tích quan hệ vốn/ lãi
Co-Channel Interference - Nhiễu đồng kênh
Conflict Detection - Dò tìm xung đột
Conflict Detection and Resolution - Dò tìm và giải quyết xung đột
Cockpit Display of Traffic Information - màn hình hiển thị nền không lưu
trong buồng lái
Cockpit Display Unit - Màn hình hiển thị trên buông lái
Central Flow Management Unit - Đơn vị quản lý luồng trung tâm
Communications, Navigation and Surveillance - Thông tin, dẫn đường và giám
sát
CNS Ground Station - Trạm thông tin, dẫn đường và giám sát mặt đất
Communications, Navigation, Surveillance [in support of] Air Traffic
Management - Thông tin, dẫn đường và giám sát [hỗ trợ cho] Quản lý không
lưu
Conflict Prevention - Chống xung đột
Controller-Pilot Data Link Communications - Thông tin kết nối dữ liệu giữa
kiểm soát viên không lưu và phi công
Compact Position Reporting - Báo cáo vị trí rút gọn
Conflict Resolution - Giải quyết xung đột
Cyclic Redundancy Check - Mã kiểm tra dư vòng
Controller Working Position - Vị trí điều hành bay (của kiểm soát viên )
Downlink of Aircraft Parameters - Thu các tham số của tầu bay
Delegated Airborne Separation - Phân cách không lưu tiêu chuẩn
Departure Clearance Service - Dịch vụ dọn đường khởi hành
Data link FIS - Liên kết dữ liệu dành cho dịch vụ thông tin bay
Differential GNSS - Dẫn đường vệ tinh vi sai
Data Link Initiation Capability - Tính năng khởi tạo liên kết dữ liệu
VDL Mode 4 Data Link Services - Các dịch vụ VDL Mode 4
Distance Measuring Equipment - Thiết bị đo khoảng cách
Directory of Services - Bản tin danh sách dịch vụ
ATM
ATN
CBA
CCI
CD
CD&R
CDTI
CDU
CFMU
CNS
CNSGS
CNS/ATM
CP
CPDLC
CPR
CR
CRC
CWP
DAP
DAS
DCL
DFIS
DGNSS
DLIC
DLS
DME
DoS
8
European Civil Aviation Conference - Hiệp hội hàng không dân dụng châu Âu
Extended Flight Rules - Các quy tắc bay mở rộng
Estimated Time of Arrival - Giờ tới dự kiến
Enhanced TIBA - TIB tăng cường
European Telecommunications Standards - Chuẩn viễn thông châu Âu
Extended Visual Acquisition - Tầm nhìn mở rộng
European Union - Liên minh châu Âu
European Organisation for Civil Aviation Equipment - Tổ chức châu Âu về
phương tiện hàng không dân dụng
EUROCONTROL
European Organisation for the safety of Air Navigation - Tổ chức châu
Âu về an toàn dẫn đường hàng không
FAA
Federal Aviation Agency - Chi nhánh hàng không liên bang
FANS
Future Air Navigation System - Tổ chức nghiên cứu các hệ thống dẫn đường
tương lai
FARAWAY Fusion of Radar & ADS data through two WAY data link - Sự kết hợp Radar
và ADS trong liên kết dữ liệu 2 chiều
FAS
Final Approach Segment - Đoạn tiếp cận cuối cùng
FDPS
Flight Data Processing System - Hệ thống xử lý dữ liệu bay
FFAS
Free Flight Airspace - Vùng bay tự do (bay bằng)
FIR
Flight Information Region - Vùng thông báo bay
FIS
Flight Information Services - Dịch vụ thông báo bay
FIS-B
FIS Broadcast - Dịch vụ thông báo bay quảng bá
FL
Flight Level - Mực bay
FLIPCY
Flight Plan Consistence - Bản tin kế hoạch bay
FMC
Flight Management Computer - Máy tính quản lý bay
FMS
Flight Management System - Hệ thống quản lý bay
ECAC
EFR
ETA
E-TIBA
ETSI
EVA
EU
EUROCAE
GS
GSC
General Aviation - Tầu bay nhỏ (thường)
Ground-based Augmentation System - Hệ thống tăng cường mặt đất
Ground Earth Station - Trạm vệ tinh mặt đất
Gaussian Filtered Frequency Shift Keying - Khoá dịch tần lọc Gaussian
Global Orbiting Navigation Satellite System - Hệ thống dẫn đường vệ tinh quỹ
đạo toàn cầu
GNSS Landing System - Hệ thống hạ cánh sử dụng dẫn đường vệ tinh
Ground channel - Kênh mặt đất
Global Navigation Satellite System - Hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu
Global Positioning System - Hệ thống định vị toàn cầu
Ground Proximity Warning System - Hệ thống cảnh báo va chạm mặt đất
General Request - Bản tin yêu cầu chung
Ground-based Regional Augmentation System - Hệ thống tăng cường mặt đất
vùng
Ground Station - Trạm mặt đất
Global Signalling Channel - Kênh báo hiệu toàn cầu
HF
High Frequency - Tần số cao
GA
GBAS
GES
GFSK
GLONASS
GLS
GND
GNSS
GPS
GPWS
GR
GRAS
9
I/O
ICAO
ID
IFR
IMC
INS
IPV
IRS
ISO
ITC
Input/Output - Vào/Ra
International Civil Aviation Organization - Tổ chức hàng không dân dụng quốc
tế
Identification - Mã nhận dạng
Instrument Flight Rules - Các quy tắc bay có khí tài
Instrument Meteorological Conditions - Công cụ đo điều kiện khí tượng
Inertial Navigation System - hệ thống dẫn đường quán tính
Instrument approach with vertical guidance - Hệ thống tiếp cận dẫn đường dọc
Inertial Reference System - Hệ thống chuẩn quán tính
International Standards Organisation - Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
Integrated Timing Concept - Khái niệm thời gian kết hợp
LAN
LC
LD
LOS
LSC
Local Area Network - Mạng nội bộ
Lead Climb - Tăng độ cao
Lead descent - Hạ độ cao
Line of Sight - Trong tầm nhìn thẳng
Local Signalling Channel - Kênh báo hiệu tại chỗ
m
MAS
MET
MER
METAR
MIDS
meter - Mét
Managed Airspace - Vùng trời được quản lý
Meteorological Services for Air Navigation - Dịch vụ khí tượng cho dẫn đường
Message Error Rate - Mức độ lỗi bản tin
Meteorological Aerodrome Report - Báo cáo thông tin thời tiết vùng trời
Multifunctional Information Distribution System - Hệ thống phân phát thông
tin đa năng
Multimode Receiver - Máy thu đa chế độ
Mode Select - Chế độ lựa chọn (Lựa chọn hoạt động kết hợp cùng hệ thống
Radar thứ cấp)
MTSAT Satellite-based Augmentation System - Hệ thống tăng cường vệ tinh
MTSAT
MMR
Mode S
MSAS
NUC
Navigation - Dẫn đường
Navigation Display - Hiển thị dẫn đường
North European CNS/ATM Applications Project - Dự án ứng dụng CNS/ATM
Bắc Âu
Nautical Mile - Dặm (= 1.835 km)
Notice to Airmen - Thông báo hàng không
Non-Precision Approach - Tiếp cận không chính xác
Non-Precision Approach with Vertical Guidance - Tiếp cận không chính xác
với dẫn đường dọc
Navigation Uncertainty Category - Dẫn đường không chính xác
OAT
OLDI
Operational Air Traffic - Hoạt động điều hành bay
On-Line Data Interchange - Trao đổi thông tin trực tuyến
NAV
ND
NEAP
NM
NOTAM
NPA
NPV
10
PA
PDC
PFD
PIREP
PR
PRM
PSR
PSU
Precision Approach - Tiếp cận chính xác
Pre-Departure Clearance - Kiểm tra trước khi cất cánh
Primary Flight Display - Hiển thị thông tin bay thức cấp
Pilot Report - Báo cáo từ phi công
Position Report - Báo cáo vị trí
Precision Runway Monitoring - Giám sát đường lăn chính xác
Primary Surveillance Radar - Radar giám sát sơ cấp
Power Supply Unit - khối cấp nguồn
QoS
Quality of Service - Chất lượng dịch vụ
RF
RNAV
RNE
RSC
Rx
Radio Frequency - Cao tần
Area Navigation - Vùng dẫn đường
Rapid Net Entry - Truy nhập mạng nhanh
Regional Signalling Channel - Kênh báo hiệu vùng
Receiver - Máy thu
s
SA
SAR
SARPs
SATCOM
SBAS
SIGMET
SMGCS
second - Giây
Separation Assurance - Bảo đảm phân cách
Search and Rescue - Tìm kiếm cứu nguy
Standards and Recommended Practices - Chuẩn và khuyến nghị thực thi
Satellite Voice and Data Communications - Thông tin dữ liệu và thoại vệ tinh
Satellite-Based Augmentation System - Hệ thống tăng cường vệ tinh
Significant Meteorology - Bản tin khí tượng quan trọng
Surface Movement Guidance and Control System - Hệ thống kiểm soát và chỉ
dẫn các hoạt động bề mặt
Surface Movement Radar - Radar giám sát hoạt động bề mặt
Secondary Surveillance Radar - Radar giám sát thứ cấp
Self-organising Time Division Multiple Access - Đa truy nhập phân chia thời
gian tự tổ chức
Special Use Airspace - Vùng trời sử dụng đặc biệt
SMR
SSR
STDMA
SUA
TAF
TCAS
TCP
TCP/IP
TDMA
TIBA
TIS
TIS-B
TMA
TWR
Aerodrome Forecast - Dự đoán vùng trời
Traffic alert and Collision Avoidance System - Hệ thống chống va chạm và
cảnh báo lưu lượng
Trajectory Change Point - Điểm thay đổi quỹ đạo bay
Transmission Control Protocol/Internet Protocol - Giao thức điều khiển
phát/Giao thức internet
Time Division Multiple Access - Đa truy nhập phân chia thời gian
Traffic Information Broadcast by Aircraft - Quảng bá thông tin bay bởi tầu
bay
Traffic Information Service - Dịch vụ thông báo bay
TIS Broadcast - Dịch vụ thông báo bay quảng bá
Terminal (Movement) Area - Vùng đầu cuối
Control Tower - Đài chỉ huy
11
Tx
Transmitter - Máy phát
UAT
UDP
UMAS
UTC
Universal Access Transceiver - Máy thu phát truy nhập toàn cầu
User Datagram Protocol - Giao thức gói dữ liệu người sử dụng
Unmanaged Airspace - Vùng trời chưa quản lý
Co-ordinated Universal Time - Thời gian chuẩn toàn cầu
VDL
VFR
VHF
VLMC
VMC
VOLMET
VSS
VHF Digital Link - Liên kết dữ liệu sử dụng sóng VHF
Visual Flight Rules - Quy tắc bay bằng mắt
Very High Frequency - Tần số rất cao
Virtual Link Management Channel - Kênh quản lý liên kết ảo
Visual Meteorological Conditions - Điều kiện khí tượng nhìn được
Aeronautical Meteorological Broadcast - Bản tin quảng bá khí tượng hàng
không
VDL Mode 4 Specific Services - Các dịch vụ dặc trưng VDL Mode 4
WAAS
Wide Area Augmentation System - Hệ thống tăng cường vùng rộng
XID
Xmt
XPDR
Exchange Identity frames - Khung nhận dạng trao đổi
Transmit - Phát
Transponder - Máy thu phát
12
CHƯƠNG I. KẾ HOẠCH QUỐC GIA CHO CÁC HỆ THỐNG CNS/ATM
-
Nội dung của chương này đề cập đến các vấn đề sau:
Giới thiệu về trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam, các dịch vụ cung cấp
-
và hệ thống trang thiết bị đảm bảo cho hoạt động hiện tại.
Đánh giá theo tiêu chuẩn của Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO về
hiện trạng của các hệ thống hiện tại cũng như theo sự phát triển của ngành hàng
không để nêu nên sự cần thiết cải tổ các hệ thống hiện tại
1.1.
Hoạt động của Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam (VATM –
Viet Nam Air Traffic Management).
Là một doanh nghiệp nhà nước hoạt động trong ngành hàng không, chức năng và
nhiệm vụ chính của VATM là:
a) Cung cấp các dịch vụ không lưu bao gồm:
- Dịch vụ điều hành không lưu bao gồm tại sân bay (TWR), vùng tiếp cận
-
(APP) và đường dài (ACC).
Công tác thông báo bay (FIS) và các dịch vụ cảnh báo (ALRS)
b) Quản lý vùng trời, không phận quốc gia:
- Quản lý các phương tiện cơ sở hạ tầng cho không vận
- Thiết lập các đường bay và phối hợp trong việc sử dụng vùng trời
Ngoài ra còn có các dịch vụ khác như Dịch vụ khí tượng, tìm kiếm cứu nguy,
huấn luyện đào tạo ...
Cùng yêu với cầu phát triển của ngành hàng không quốc tế, tổ chức hàng không
quốc tế ICAO đã có những giám sát, khuyến nghị hướng dẫn các quốc gia trong các hệ
thống tổ chức quản lý không lưu. Theo ICAO yêu cầu, để cung cấp các dịch vụ tốt
nhất theo yêu cầu của các khách hàng thì một hệ thống quản lý bay cần phải cung cấp
tất cả các dịch vụ cơ bản là:
i. Quản lý không lưu - Air traffic management: Quản lý chung các dịch
vụ cung cấp, phối kết hợp đồng bộ các dịch vụ để đạt được kết
quả tốt nhất.
ii. Dịch vụ không lưu - Air traffic services: Điều hành bay trực tiếp các
tầu bay trong vùng thông báo bay.
iii. Dịch vụ thông tin liên lạc - Communication services: Hay còn gọi là
các dịch vụ thông tin cố định hàng không bao gồm thông tin
13
thoại, số liệu giữa các đơn vị kiểm soát không lưu nội địa, quốc tế
với nhau và với tầu bay. Mạng bao gồm các hệ thống thông tin
trực thoại, hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động sử dụng các
đường truyền dẫn viễn thông quy mô lớn.
iv. Dịch vụ giám sát - surveillance services: Giám sát tất cả các hoạt động
bay trong vùng thông báo bay, sử dụng các Radar tại các trạm thu
thập xử lý, lưu trữ và phân phát các dữ liệu bay về trung tâm phục
vụ cho việc điều hành bay
v. Dịch vụ dẫn đường - Navigation services: Sử dụng các phương tiện
dẫn đường như đèn hiệu, NDB, VOR/DME hoặc vệ tinh để dẫn
đường cho các tầu bay.
vi. Dịch vụ khí tượng hàng không - Metereological services: Giám sát
các hiện tượng thời tiết trong vùng thông báo bay, xử lý các số
liệu thời tiết và cấp phát cho tất cả các đơn vị liên quan
vii. Dịch vụ cảnh báo, tìm kiếm & cứu nạn - Alert, search and rescuse
services: Tổ chức tốt các mạng lưới tìm kiếm cứu nguy trên quy
mô quốc gia, quốc tế, sắn sàng ứng phó với các tình huống lâm
nạn của tầu bay.
Hiện trạng của hệ thống hiện tại
Không phận Việt Nam được quản lý chia thành 2 vùng thông báo bay (FIRFlight Information Region) là FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh.
FIR Hà Nội bao gồm 9 đường bay, trong đó có 3 đường bay quốc tế, 6 đường
bay nội địa với 01 sân bay quốc tế và 04 sân bay địa phương. FIR Hồ Chí Minh rộng
1.2.
hơn với 18 đường bay quốc tế và 11 đường bay nội địa (Hình 1.1).
Hệ thống thông tin cố định hàng không sử dụng các tuyến truyền dẫn VSAT,
Viba, và cáp quang cung cấp các dịch vụ trực thoại Hotline giữa các trung tâm chỉ huy
bay. Việc liên lạc không địa sử dụng các hệ thống điều khiển xa VHF với cơ chế điều
biên AM 25kHz công suất phát lớn lên đến 250W tạo nên mạng lưới các trạm VHF
bao phủ toàn bộ các FIR (hình 1.2) và hệ thống thu phát HF đơn biên.
Hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động AMSC được đặt tại các trung tâm HAN,
DNA, HCM và Trung tâm điều hành chỉ huy bay kết nối sử dụng các phương tiện
truyền dẫn nêu trên.
Hệ thống giám sát được cơ cấu bởi các trạm Radar sơ cấp (PSR) tầm phủ 80
dặm và các trạm Radar thứ cấp (SSR) tầm phủ 250 dặm có nhiệm vụ thu thập các
14
thông tin tầu bay cung cấp cho các trung tâm xử lý số liệu Radar tại 2 FIR. Sơ đồ trạm
và tầm phủ được mô tả như hình 1.3 dưới đây.
Hình 1.1. Các vùng thông báo bay Việt Nam và các đường bay.
Hình 1.2. Các trạm VHF và
tầm phủ tương ứng trên lãnh
thổ Việt Nam
15
Dịch vụ dẫn đường được cung cấp bởi các đài NDB (Non-Directional
Beacons) và DVOR/DME (VHF Doppler Omi Range/Distance Mesuring Equipment)
trải dài trên các tuyến bay nội địa và quốc tế phục vụ việc dấn đường (Hình 1.4).Tại
các sân bay với yêu cầu cao về lưu lượng có sự phối hợp giữa các đài NDB, hệ thống
đèn tín hiệu và các phương tiện hạ cánh lắp đặt tại đường băng.
Hình 1.3. Tầm phủ Radar trên lãnh thổ Việt Nam
Dịch vụ cảnh báo, tìm kiếm và cứu nạn SAR được tổ chức thành ba trung
tâm được quản lý trực tiếp bởi VATM bao gồm:
+ 02 trung tâm tìm kiếm và cứu nạn tại HAN và HCM
+ 01 trung tâm con tại DNA
Các trung tâm trên hoạt động có sự phối hợp cùng các nhà chức trách các cụm
cảng hàng không và trung tâm tìm tiếm cứu nạn quốc gia đảm bảo dịch vụ nhanh nhất
trong mọi trường hợp khẩn cấp.
16
Hình 1.4. Hệ thống các
phương tiện dẫn đường kết
hợp.
1.3. Phân tích đánh giá hiện trạng của hệ thống hiện tại.
Như đã giới thiệu trên, quá trình bảo đảm cho tàu bay bay an toàn từ điểm khởi
hành ban đầu tới điểm đến kết thúc yêu cầu các hệ thống quản lý không lưu phải hoạt
động có hiệu quả và phải có sự phối hợp chặt chẽ của ba hệ thống chức năng chính:
Thông tin liên lạc, Dẫn đường và Giám sát. Trong đó Thông tin liên lạc là việc trao
đổi các thông tin thoại và dữ liệu giữa người lái và kiểm soát viên không lưu hoặc các
trung tâm kế cận. Dẫn đường chỉ vị trí tàu bay cho tổ lái. Giám sát chỉ vị trí tàu bay
cho kiểm soát viên không lưu, việc đó bao gồm chuyển các tin tức về dẫn đường từ tầu
bay cho các trung tâm kiểm soát không lưu để tạo điều kiên giám sát và ghi hình liên
tục các vị trí liên quan của tàu bay của tàu bay. ICAO gọi ba chức năng chính này là
17
CNS và xem chúng là các dịch vụ hỗ trợ cơ bản cho các hệ thống quản lý không lưu.
Sự phát triển của ngành Hàng không dân dụng cũng như sự phát triển ngày càng tinh
vi của tàu bay và công nghệ điện tử đã làm các hệ thống hiện tại ngày càng bộc lộ
nhiều hạn chế.
Đầu những năm 1980, tổ chức HKĐ quốc tế đã thừa nhận những hạn chế đang
gia tăng của các hệ thống không vận hiện tại và sự cần thiết phải cải thiện để đưa
ngành HKĐ vào thế kỷ 21. Năm 1993 ICAO đã thành lập uỷ ban đặc biệt về các hệ
thống dẫn đường tương lại (FANS) với nhiệm vụ nghiên cứu, xác định và đánh giá các
khái niệm, công nghệ mới và đưa ra các khuyến cáo cho phối hợp xây dụng hệ thống
không vận theo thể thức tiến trình trong 25 năm tới. Các khuyến cáo đã được đưa ra
cho từng quốc gia về việc lập kế hoạch thực hiện thành công các hệ thống CNS/ATM
trên phạm vi toàn cầu. Việc đánh giá, lập kế hoạch và thực hiện cần được thực hiện
đồng bộ trên mọi phương diện của CNS/ATM tức là trên các hệ thống Thông tin liên
lạc, Dẫn đường, Giám sát và Hệ thống quản lý không lưu ATM. Việc thực hiện cũng
phải có sự phối hợp tham gia đầy đủ của các đối tác và trên ba phạm vi: Toàn cầu,
Quốc gia và Khu vực. Trong khuôn khổ của luận văn này chỉ đề cập đến việc đánh giá
và lập kế hoạch phát triển kỹ thuật cho hệ thống trong phạm vi quốc gia.
Trước hết cần phải đánh giá khả năng sẵn có của các hệ thống kỹ thuật và dịch
vụ. Cần đánh giá hạ tầng cơ sở hiện tại trên các hạng mục : Các cảng hàng không,
Vùng trời, Thông tin liên lạc. Các thông kê về hệ thống hiện tại được thể hiện trong
các bảng sau:
Bảng 1.1. Hiện tại hạ tầng cơ sở – Các cảng hàng không
Stt
Tên sân bay
Quốc tế
và/hoặc địa
Bố trí mặt
bằng sân bay
phương
1
Đà Nẵng
2
Nội Bài
3
Tân Sơn
Nhất
Điện Biên
Nà Sản
Cat Bi
Vinh
Phú Bài
Phù Cát
Pleiku
4
5
6
7
8
9
10
Quốc tế&quốc
nội
Quốc tế&quốc
nội
Quốc tế&quốc
nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Số lượng và cấu
hình các đường
cất hạ cánh
Đơn giản
01
Đơn giản
01
Phức tạp
02/song song
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
01
01
01
01
01
01
01
18
11 Dương Đông
12
Rạch Giá
13
Vũng Tàu
14
Đông tác
15
Cam Ly
16
Cà mau
17 Liên Khương
18
Nha Trang
19
Cần Thơ
20
Gia lâm
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Quốc nội
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
Cơ bản
01
01
01
01
01
01
01
01
01
01
Bảng 1.2. Hiện tại hạ tầng cơ sở – Vùng trời
Stt
Vùng
thông báo
bay
1
HAN
2
TSN
Đại dương
Tổng
cộng
(NM2)
Vùng
hạn chế
(NM2)
Lục địa
Vùng
hạn chế
(%)
Tổng
cộng
(NM2)
Vùng
hạn chế
(NM2)
Vùng
hạn chế
(%)
Bảng 1.3. Hiện trạng hạ tầng cơ sở – Các loại phương tiện dẫn đường hiện tại
Vị trí
Đến khi hệ
thống hiện tại
đảm bảo thích
ứng dịch vụ
Stt
Hệ thống
Số lượng
1
NDB
19
\
2
VOR/DME
06
\
01o W
3
DVOR/DME
5
\
01o W 1990
/015o W
4
ILS/LLZ
02
\
5
ILS/DME
01
\
Như hình
1.4
Ghi chú
Bảng 1.4. Hiện trạng hạ tầng cơ sở – Phương tiện Giám sát hiện tại
Stt
Hệ thống
Vị trí
Số lượng
Tầm phủ
(km)
Đến khi hệ
thống hiện tại
đảm bảo thích
ứng dịch vụ
1
SSR/PSR
(#1)
Nội Bài
01
370/370
\
2
SSR/PSR
Nội Bài
01
463/148
\
3
SSR
Vinh
01
463
\
- Xem thêm -