TCAS
随着空中交通的迅速发展,一些中心机场终端区和
其他繁忙空域中的飞机密度不断增大,飞机之间的
水平间隔和垂直间隔也随之减小,飞机之间出现危
险接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设
想,是研制一种装备在飞机上的电子系统,设法监
视本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及
运动状况,以使飞行员在明了本机邻近空域交通状
况的情况下,主动地采取回避措施,防止与其它飞
机危险接近。
TCAS概述
交通警戒和避撞系统(TCAS)有助于机组维持与
其他装有ATC应答机的飞机之间的空中交通安全间隔。
TCAS是一种机载系统,它独立于地面的ATC系统而工
作。
TCAS向邻近飞机发送询问信号,那些装有空中交
通管制雷达信标系统(ATCRBS)应答机或一种空中交通
管制S模式应答机的飞机响应此询问,TCAS利用这些应
答信号计算和它们之间的距离,相对方位和应答飞机的
高度。如果响应的飞机并不报告高度,TCAS不能计算该
飞机的高度。被TCAS所跟踪着的飞机称为目标。
利用应答信号中的信息和自身飞机的高度,TCAS
算出目标和自身飞机之间的相对运动。TCAS然后计算目
标将如何在最最接近点(CPA)贴近自身飞机。
TCAS分类
• TCAS I :
只有TA咨询信息,没有RA咨询信息。
• TCAS II:
有TA、RA咨询信息,可提供垂直避让信息。
• TCAS III:
有TA、RA咨询信息,不仅能提供垂直避让信息,
还可以提供水平避让信息。
入侵机分类
发射C模式或S模式询问信号探测、跟踪30n mile范围内的飞机。
• 决断咨询入侵机在RA TAU内
• 交通咨询入侵机在TA TAU内
• 接近入侵机在高度1200FT,距离6NM,低接近速率;
• 其它入侵机在高度2700FT,距离在计算机能计算的距离内。
系统组成
TCAS的工作概况
• TCAS具有方向性天线。1030MHz发送
询问信号,接收1090MHz应答信号。
• 只有相遇飞机的应答机具备高度报告能
力,TCAS计算机才能发出RA警告,不
能发出高度报告的入侵飞机作为同高度
飞机看待,只能发出TA警告。
S模式应答机信号
• S模式应答机每秒一次发送包含24位地址码
的信息
• 获取24位地址码后,TCAS将入侵飞机加入
到自己的滚动询问呼叫菜单中,定期询
问,持续跟踪。
• TCAS只有在ARCRBS全呼叫方式下才能有
效搜索装有A/C模式应答机的飞机。
• P430 图2.9-2
TAU的基定本义概1念
定义1
TAU的基本概念
TAU的定基义本2概念
TCASII基本原理
• TCAS计算机根据询问、应答的延迟确定两机的
距离,通过连续的询问和跟踪计算确定接近率,
并利用方向性天线来测量其方位,如相遇飞机的
应答机具备高度报告能力,则TCAS计算机获得
该机的高度信息,计算距该飞机的距离,TCAS
计算机利用所获得的距离、方位和高度信息,跟
踪并显示此类飞机,且可利用相对高度信息来计
算并显示其相对高度和升降速度,在必要时作出
垂直避撞机动咨询。
TCAS空域
• TAU区域
– TCASII计算机在本机周围建立一个防护区域,大小取
决于飞机的高度、速度和入侵飞机的接近率。
– 在本机周围,如果入侵飞机侵入且达到相对高度限制
值时,TCASII发出相应的TA、RA警告。
• 水平监视范围
– 监视前方距离可达30n mile,通常监视距离14n mile,
左右两侧的最大监视距离约为前方监视距离的65%,
后方为25%。
• 高度跟踪范围
– 正常范围:±2700ft,有高度跟踪范围选择开关的:
ABOVE为+9900~- 2700ft, BELOW为+2700~-9900
ft。
TCASII碰撞可能性计算
• TCASII计算机最大监视能力可达30架,最
大跟踪能力每平方海里0.32架。
• TCASII计算机预算出入侵飞机到达本机
CPA时的相对高度。
• 灵敏度SL2~SL7六个等级。
TCASII碰撞可能性计算
TA RA
FL ou « Z »
radiosonde
SL TAU
(s)
DMOD
(NM)
ZTHR
(ft)
TAU
(s) vtt*
DMOD
(NM)
ZTHR
(ft)
ALIM
(ft)
FL > 420 7 48 1.3 1200 35~25 1.1 800 700
FL200~420 7 48 1.3 850 35~25 1.1 700 600
FL100 ~ 200 6 45 1.0 850 30~22 0.8 600 400
FL50 ~ 100 5 40 0.75 850 25~20 0.55 600 350
2350ft ~ FL50 4 30 0.48 850 20~18 0.35 600 300
1000 ~ 2350ft 3 25 0.33 850 15~15 0.2 600 300
0 ~ 1000 ft 2 20 0.3 850 No RA No RA No RA No RA
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