应答机系统

145 TCAS 系统介绍空中防撞系统: TCAS（Traffic Collision Avoidance System）TA:Traffic Advisory 交通咨询显示了入侵飞机的范围，方位，相对高度，一般提前35到45秒RA:Resolution Advisory 动作咨询显示需要做的保证飞行安全的垂直动作.一般提前20到30秒TA或者RA都有音频警告，是由TCAS2000产生传递给AWU，从而发出提醒飞行员的声音。

概念空中防撞系统是安装于飞机的一组电脑系统，用以防止飞机在空中互撞。

有些飞行员昵称其为“鱼群探测器”，因为用途类似。

构成TCAS 2000 COMPUTER UNIT:收集计算其他飞机的数据，产生音频和视频信息MODE-S TRANSPONDER：应答机RMU：为TCAS与应答机提供接口LANDING GEAR：提供TCAS下降率的限制信息MFD/PFD：提供图像RADIO ALTIMETER：提供高度信息MADC (MICRO AIR DATA COMPUTER)：提供大气信息AWU (AURAL WARNING UNIT)：产生声音DIRECTIONAL ANTENNA：提供入侵飞机方位信息OMNIDIRECTIONAL ANTENNA：提供覆盖范围内的飞机信息用途TCAS显示邻近飞机与自己飞机的间距与航向，显示范围可以由飞行员决定（从6NM 至40NM），若是与别架飞机的距离或航向有相撞的危险时，TCAS会用声音及显示警告飞行员，此称为Resolution Advisory （RA）。

并且会用语音指示避撞的动作，例如：“爬升！爬升！爬升！”“下降！下降！下降！”。

别架飞机若有装TCAS，也会有同样的警告发出来各部分的功能TCAS主要由询问器、应答机、收发机和计算机组成。

监视范围一般为前方30海里，上、下方为3000米，在侧面和后方的监视距离较小。

（为了减少无线电干扰，管理条例对TCAS的功率有所限制。

转载S模式应答机在飞行中的应用新航行系统是国际民航组织(ICAO)提出并计划在2010年在全球推广的新一代通信、导航、监视和空中交通管理系统(CNC/ATM)。

其监视系统的发展方案是二次雷达监视(SSR)和自动相关监视(ADS)。

虽然A/C模式的二次雷达使用比较广泛，但它存大很多缺陷，ICAO把发展S模式二次雷达作为一种非常重要的监视方案推广，机载应答机也正在逐渐改装为S模式应答机。

所谓S模式，美国称为离散选址信标系统，其地面询问是一种只针对选定地址编码的飞机专用呼叫的询问。

装有S模式应答机的飞机，都有自己单独的地址码，它对地面询问会用本机所编地址码来回答，因而每次询问都能指向选定的飞机，实现点名式的询问应答;同时S模式的上下行数据链可以用地空双向数据交流。

在空中交通管制中的应用A/C模式二次雷达的不足表现在几个方面:其一，应答信号只有12位二进制，编码数量有限;其二，只能回答飞机的代号、气压高度，可交换信息少;其三，询问信号结构简单(只有P1、P2、P3三个脉冲)，不含识别成分，在询问信号工作范围内的全部飞机会同时获得询问信号，可能产生同时应答，造成混叠;其四，地面反射产生盲区，还有目标的方位、距离等参数的分辩率低等。

S模式二次雷达，其询问信号和应答信号都包含有56位二进制(短报文)或112位二进制(长报文)的数据块。

在S模式的询问信号中，一个15或29微秒的数据块可容纳56比特或112比特的数据，数据的前24位规定用于飞机的地址编码，这样的飞机的识别码数量可达1677万个，是现行的A/C模式的46千多倍，足以实现全球飞机一机一码。

其他的数据位可用于传送所需的飞机参数。

利用S模式询问、应答信号中的飞机识别码，可以对目标飞机预先进行编码。

S模式地面雷达站利用飞机地址识别码能与飞机单独联系，询问机只向它负责监视的飞机进行询问，它用跟踪装置保存每架飞机的预测位置，待天线波束指向被选址的飞机时，发出询问。

说明A、C模式应答机系统的功用。

主要是向地面管制中心报告飞机识别码和气压高度。

可发送紧急代码。

飞行员只能从绿色应答灯获知已进入监视区，正在应答。

说明S模式应答机系统的功用。

向地面管制中心报告飞机识别码和气压高度；可自动报告本机的24位地址码；可以应答数字式询问信号，应答56 或112位数字式数据字，包含大量信息；可以应答ACAS的数字式询问信号，以实现空中避撞。

可发送紧急代码。

说明A、C模式应答机所发射的高度应答信号的特点和编码方式。

为L波段脉冲编码信号。

Fo＝1090MHz；τ=0.45μS；由包含在帧脉冲F1，F2间的4组脉冲表示高度。

D，A，B组脉冲为格雷码；C组为五周期循环码，只可能出现两个C组脉冲。

说明常规应答机识别码的组成与编码方式。

帧脉冲F1、F3；4组共12个信息脉冲，分为A，B，C，D组；每组三个脉冲，如A组为A1，A2，A4。

八进制码。

SPI脉冲。

说明A、C模式询问信号的特点和基本参数。

为L波段的三脉冲信号。

Fo＝1030MHz；τ=0.8μS；P1、P3间的间隔为8或21μS。

P2为旁瓣抑制脉冲。

说明ATC应答机发射信号与接收机信号的差别与共同点。

应答信号由编码脉冲串组成，射频为1090MHz，脉冲宽度0.45μS。

接收信号由P1、P2、P3组成，其P1、P3的间隔随模式不同而不同。

脉冲宽度为0.8μS。

射频为1030MHz。

ATC应答机系统可提供的信息及其信息来源。

飞机识别码与气压高度。

识别码由ATC控制盒选择确定。

气压高度由ADC提供给应答机，再由应答机编码发射。

什么是ATC应答机询问信号的模式？有几种模式？不同模式有何区别？询问模式就是表示不同询问内容的信号。

（P1、P3脉冲）表示的询问内容。

A模式：P1、P3间隔为8μS。

C模式：P1、P3间隔为21μS。

S模式：选择性询问与应答方式。

什么叫旁瓣抑制？应答机中是如何实现旁瓣抑制的？当机载应答机接收到地面SSR天线所发射的旁瓣信号时，使应答机不应答。

TCAS的工作原理TCAS (Traffic Collision Avoidance System) 是用来防止飞机之间的空中相撞的一种防撞系统。

它在飞行中监测周围的飞机，并提供冲突解决建议，以便飞行员能够采取适当的行动来避免相撞。

TCAS 的工作原理涉及到飞机间的通信、数据交换和算法分析，并需要计算机和雷达等设备的支持。

1.主雷达系统：TCAS系统中的主雷达用来监测周围的飞机。

这个雷达系统负责收集目标飞机的数据，例如飞机的位置、速度和高度等。

这些数据通过雷达系统发送给TCAS的计算机进行分析和处理。

2.数据处理与分析：TCAS系统中的计算机负责接收和分析来自雷达系统的数据。

通过对数据的处理和分析，TCAS系统能够判断周围的飞机与本飞机之间是否存在冲突。

计算机会将这些数据转化为目标飞机的三维坐标和速度等信息，并根据特定的算法来评估冲突的可能性。

3.相撞威胁评估：TCAS系统根据计算机分析的数据，评估目标飞机与本飞机之间的相撞威胁。

这个评估包括计算目标飞机和本飞机之间的距离、速度和高度等信息，并通过算法判断威胁的严重程度。

如果存在潜在的相撞威胁，TCAS系统会发出警告信号。

4.冲突解决建议：在判断出潜在的相撞威胁后，TCAS系统会提供冲突解决建议。

这些建议是基于当前飞机状态和目标飞机的位置等信息而确定的。

冲突解决建议以语音和显示方式告知飞行员，指导他们采取适当的行动来避免相撞。

冲突解决建议通常包括上升、下降或转向等操作，以保持安全的间隔。

5. 目标飞机通信：TCAS系统中的计算机可以通过通信链路与目标飞机的TCAS系统进行通信。

这种通信通常通过应答机（Transponder）进行。

目标飞机的TCAS系统会根据请求发送目标位置和速度等信息给本飞机的TCAS系统，以帮助其更准确地评估冲突威胁。

6.计算机算法：TCAS系统的运行需要一系列的算法来分析和处理数据。

这些算法负责评估飞机之间的距离、速度以及高度等因素，并根据飞机状态和航路等信息进行冲突解决建议的生成。