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空域规划技术

空域分类

1国际民航组织空域分类

1.1国际民航组织提出空域分类建议的背景

为了规范目视和仪表飞行对设备以及飞行员的各种要求，澄清在各类空域内仪表飞行和目视飞行需要提供的相关服务，结束高空管制区、中低空管制区、终端（进近）管制区和机场管制区之间空域管理的混乱状况，国际民航组织制定了空域分类的相关标准，将空中交通服务空域分为A、B、C、D、E、F、G七类基本类型。

1.2国际民航组织建议的空域分类标准

国际民航组织推荐将空域分为七类：

A类空域：

仅允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行，对所有飞行中的航空器提供空中交通管制服务，并在航空器之间配备间隔。

B类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，对所有飞行中的航空器提供空中交通管制服务，并在航空器之间配备间隔。

C类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，对所有飞行中的航空器提供空中交通管制服务，并在按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器之间，以及在按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器与按照目视飞行规则（VFR）飞行的航空器之间配备间隔；按照目视飞行规则（VFR）飞行的航空器应当接收其他按照目视飞行规则（VFR）飞行的航空器的活动情报。

D类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，对所有飞行中的航空器提供空中交通管制服务；在按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器之间配备间隔，按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器应当接受按照目视飞行规则（VFR）飞行的航空器的活动情报；按照目视飞行规则（VFR）飞行的航空器应当接收所有其它飞行的航空器的活动情报。

E类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，对按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器提供空中交通管制服务，并在按照仪表飞行规则（IFR）飞行的航空器之间配备间隔，所有航空器应当接受其它航空器的活动情报。

E类空域一般设为非管制空域。

F类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，所有飞行中的航空器应当在需要的情况下接受空中交通咨询服务和飞行情报服务。

G类空域：

允许航空器按照仪表飞行规则（IFR）飞行或者按照目视飞行规则（VFR）飞行，所有航空器在需要的情况下应接受飞行情报服务。

不同类型的空域垂直相邻时，在共用飞行高度层的飞行应当遵守限制较少的空域类型的要求，同时空域服务机构提供适合该类空域要求的服务。

2美国空域分类

2.1美国空域分类概况

1993年9月16日开始有选择地引入ICAO的空域分类标准，并与飞行员执照管理、机载设备相关连。

简单、有效、便于理解和与国际接轨。

IFR

非管制空域类型G管制空域类型A,B,C,D,E

VFR

非管制空域类型E，G有限管制空域C，D

管制空域类型A，B

美国A类空域

在美国国家空域系统中，A类空域是绝对管制空域，在A类空域中只允许IFR。

高度范围为平均海平面高度18000英尺（含）到标准气压高度60000英尺（含）之间，水平范围为美国大陆（48个州包括阿拉斯加和夏威夷）以及海岸线向外延伸12海里之上的空间。

A类空域的设立主要是满足高空航路区域的IFR飞行。

美国B类空域

在美国国家空域系统中，B类空域划设的主要目的是为了加强主要繁忙机场终端区范围内的空中交通管制，减少航空器空中相撞的危险。

B类空域一般建立在繁忙机场附近，高度范围通常为地表至平均海平面高度10000英尺（含），呈三环阶梯结构并具有30海里的C模式应答机区域。

地面附近的环阶结构半径为10海里，高度为平均海平面高度3000英尺以下，中间的环阶结构半径20海里，高度为平均海平面高度3000英尺至平均海平面高度5000英尺，顶层的环阶结构半径为30海里，高度为平均海平面高度5000英尺至平均海平面高度10000英尺，同时B类空域还包括一个半径为30海里，高度为地表向上至平均海平面高度10000英尺的C模式应答机区域。

标准的B类空域包含全部的仪表进近程序，空域内运行的飞机通常为大型机，其设计和运行原则是将大型飞机和小型飞机隔离。

美国C类空域

C类空域一般建立在中型机场终端区内，该终端区内的机场必须具有塔台和进近雷达管制单位。

C类空域的呈半径5海里、10海里两环阶梯结构并附有20海里的外围进近管制空域。

空域环阶的上限高度为空域内主要机场标高以上4000英尺。

内层半径为5海里的圆柱形区域，高度为地表至主要机场标高以上4000英尺，外层环阶半径为10海里，半径5海里至10海里的区域高度为真高1200英尺至主要机场标高以上4000英尺。

航空器在进入C类空域之前必须实行雷达管制，为了减轻工作负荷，C类空域通常附有20海里的外围进近管制空域，同时需要注意的是C类空域没有规定的C模式应答机区域。

C类空域提供基本的雷达服务和进近排序服务，快速（喷气式）和慢速（螺旋桨式）飞机通常混合运行。

美国D类空域

在美国国家空域系统中，D类空域也叫管制地带，一般划设在拥有管制塔台的小机场。

这类机场的交通流量非常小，主要为机场区域范围内运行的VFR飞行和IFR飞行提供管制服务。

D类空域划设的目的是使飞机从航路飞行至目的地机场的全过程能为管制空域所覆盖。

标准的D类空域为一个半径4.3海里的环形结构，高度范围通常为地表至场压高度2500英尺，同时包括场压高度1000英尺至地面的仪表进近程序，地面至相邻管制空域下限的仪表离场程序。

美国E类空域

在美国国家空域系统中，E类空域是美国面积最大，应用最为广泛的一类空域，E类空域是除A、B、C、D类空域范围以外的管制空域，包括美国的中低空空域，终端区同航路之间的过渡空域，无塔台机场的管制空域等。

E类空域的空域范围比较大，垂直范围通常为地表或一个设定的高度向上至各类管制空域（A、B、C、D类空域）的底部，具体有以下三种情况：

（1）在美国东部，E类空域的高度从场压高度1200英尺至平均海平面高度18000英尺；在美国西部，E类空域的高度从平均海平面高度14500英尺至平均海平面高度18000英尺，此空域范围为美国的中低空空域，是美国中低空航路的主要运行空间。

（2）当E类空域处于B类、C类、D类空域同A类空域之间时，此时的E类空域就是过渡空域。

（3）E类空域同时也包括无管制塔台的机场管制空域，高度范围通常为地面以上，包括仪表进近程序的全部，或者场压高度700英尺以上，包括进近程序的仪表部分，这时要注意同G类空域配合使用。

E类空域属于管制空域，在E类空域中，可以同时存在IFR飞行和VFR飞行，IFR飞行进入E类空域需要ATC的许可，IFR飞行同ATC之间需要保持持续双向的无线电通信。

在E类空域中，ATC对IFR飞行之间，IFR和VFR飞行之间提供间隔服务，塔台管制提供跑道运行间隔服务。

ATC负责向空域内的航空器提供安全咨询服务，当管制员的工作负荷允许时，ATC可以向空域内的航空器提供交通咨询服务。

美国G类空域

G类空域为美国的非管制空域。

航空器在G类空域中飞行时，ATC不提供管制服务，飞行安全由飞行员自己负责。

美国国家空域系统中，大多数G类空域高度范围都是地表至真高1200英尺，但是在美国的西部山区，当空域不包含航路区域时，该空域也是G类空域，这时G类空域的高度范围是地表至平均海平面高度14500英尺。

G类空域可以同时存在IFR飞行和VFR飞行，航空器可以自由进入G类空域，不需要ATC的许可，同时航空器同ATC之间也不需要保持持续双向的无线电通信。

对于VFR飞行最低能见度要求是1英里，航空器只要保持云外飞行就可以。

ATC不对空域中飞行的航空器提供飞行间隔服务，航空器驾驶员自己负责安全飞行间隔。

当管制员工作负荷允许的情况下，可以通过飞行情报服务站向航空器提供交通咨询服务，ATC向空域中运行航空器提供安全咨询服务。

常规ATS航路

1、建立ATS航路网

1.1为何要建立

从理想上说，除非是遇到恶劣天气现象，航空器希望在其起飞地点与目的地之间的最直接的路线飞行。

但是，因为许多不同的空域用户对空域使用有许多矛盾的需求，并且因为环境和安全保卫方面的考虑，常常不能飞行最直接的航线。

因此，需要在希望和现实之间找到合理的折衷办法。

1.2如何去建立

ICAO推荐的建设一个ATS航路网的大纲：

A.经营人提出在他们使用的机场之间，他们对航路实际的和预期的需求；

B.然后把各个经营人广泛不同的需求，综合成为一个合理的、一致的航路需求；

C.航路需求的衡量应考虑到空域的其他限制来进行，如：

军事飞行区，飞越敏感地域等。

同时提出可供替换的航路设计方案。

D.就上述方案同有关经营人协商，争取达成一个合理的折衷方案；

E.当由于各种原因未能取得折衷时，需求应当保留一段时间，直到一些问题得到解决。

经验表明:

采用上述方法通常能符合经营人的要求，产生令人满意的结果。

1.3具体建立措施

ATS航路网中单个ATS航路的建立细节应按以下所述进行：

Ø建立给定区域内服务于主要交通流量的主航路以及由此延伸的航路；

Ø建立或审查这些航路，要求其提供不是从或到航路直接服务地点的进出航路的通道；

Ø建立或审查其他航路，要求其容纳次要交通流量或者减轻主航路交通负荷；

Ø建立或审查地方航路，这些航路用于满足特别的国家需要或者特种使用集团的需要（直升机、VFR、军用低空航路、夜航等）。

然后确定这些地方航路是否与整体航路网结合。

1.4航路的特点和分类

航路中的大多数将永久可以使用，但也有下列情况：

a）一年中只在特定期间需要的航路（季节性航路），以便休假季节的运输；

b）只在周末才供使用的航路，因为它们通过一些区域，在周日期间这些空域保留以供其他活动之用；

c）一些航路以所涉及的特殊飞行为基础，并视当时情况，经特殊的程序进行协调，方可使用。

航路可分为管制航路和非管制航路，由使用航路的交通量和类型决定。

1.5航路代号

ICAO在附件11中规定了航路代号，代号应考虑到便于实施飞行计划、ATC自动化、并且使ATC能以短小而精确的方式发出放行许可。

为保证兼容性，与其他地区和国家的协调是重要的。

ATS航路代号应含有基本代号，基本代号应包含一个字母，后随以1-999的数码。

可以在基本代号上加一个字母作前缀。

经有关ATS当局规定或地区航行协议，可在有关ATS航路代号之后加一个补充字母以表示该航路提供服务种类。

注：

组成代号所需字数限制最多为五个，任何情况下不应超过六个字符。

1.6设置重要点

沿ATS航路需要设置重要点，是为了提供以下服务：

A协助飞行员作飞机导航；

B通过下列方法协助飞行员和ATS：

C协助飞行员和ATS确定特别许可；

D协助ATS在两个ATC设施之间确定管制移交点（通信或管制或者两者兼有）。

2、沿VOR标定的航路

2.1容纳

容纳：

提供的保护空域可以容纳占沿所考虑的航路飞行的总飞行时间（即累积所有航空器）的百分比。

ICAO规定：

作为最低限度，保护防止相邻空域的活动进入航路，应当提供95％的容纳。

2.295％容纳

ICAO研究表明：

VOR系统性能如根据95％容纳的概率，则要求沿航路中心线两侧有下列的保护区以容许可能的偏航：

a）VOR航路，两部VOR台之间相距50海里以下：

±4海里；

b）VOR航路，两部VOR台之间相距达150海里：

从VOR台起到25海里处为±4海里，然后逐渐扩张，在距VOR75海里处为±6海里。

2.3大于95％容纳

如果有关ATS主管当局认为需要较好的保护，例如，因为靠近禁（航）、限制或危险区、军用航空器的爬升或下降航路，等等，可能决定应提供较高水平的包容。

为划定保护空域应采用下列数值：

a）在VORs之间的航段等于或小于93公里（50海里），使用下表中A行所给定的数值；

b）在VORs之间的航段大于93公里（50海里）而小于278公里（150海里），使用下表中A行的数值至46公里（25海里）处，然后按直线扩张到B行中所给定的数值至距VOR139公里（75海里）处。

容纳百分比

99.5

A公里

±7.4

±8.3

±9.3

±10.2

±11.1

海里

±4.0

±4.5

±5.0

±5.5

±6.0

B公里

±11.1

±12.0

±13.0

±15.7

海里

±6.0

±6.5

±7.0

±8.5

2.4转弯保护区

由VOR划定的ATS航路的两个航段的交角大于25度，在转弯的外侧应提供增加的保护区；当有需要时，转弯的内侧亦应提供增加的保护区。

2.4.1在VOR处60度转弯

2.4.2在交叉定位点60度转弯

2.4.3转弯保护区

表中列出一些实例情况所需用的距离，为提供在FL450及其以下的航段的增加保护空域之用，该交点距每个VOR台的距离都不超过139公里（75海里）。

相交角（度）

VOR

A公里/海里

5/3

9/5

13/7

17/9

21/11

B公里/海里

46/25

62/34

73/40

86/46

92/50

交叉点

A公里/海里

7/4

11/6

17/9

23/13

29/16

B公里/海里

66/36

76/41

88/48

103/56

111/60

2.5转弯内侧保护

2.6平行航路

当VOR之间的距离等于或小于278公里（150海里）时，在航路中心线的距离（图中的S），通常的最低标准是：

a）在平行航路上，航空器相对飞行33.3公里（18.0海里）；

b）在平行航路上，航空器同向飞行30.6公里（16.5海里）。

2.7非平行航路

非平行的相邻航路之间保护空域不得小于容纳为99.5％的数值，而且不重叠。

此节图例请参见课本

空域的扇区化

1.1引言

1．1．1空中交通管制（ATC）系统必须能够适应暂时的或较为长久的空中交通量及其组成的变化。

通常空中交通的增加导致管制员工作负荷的增加，并且如果预期重新发生长时期的超负荷的情况，可能需要重行分配职责。

因此，可能要把空域划分为几个扇区，其中空中交通管制服务可能由一个或几个工作席位提供。

通常，扇区是管制区和/或飞行情报区（FIR）/高空情报区（UIR）的一部分。

它也可能是在主要机场周围的终端区，在其中实施指定的进近职能。

1．1．2在审查把空域划分为几个扇区的需要时，应考虑下述因素：

a）ATS航路网的形态；

b）交通量及其混合情况；

c）交通的地理分布；

d）ATS人员（所能处理的）容量；

1．1．3在评估ATS航路网形态时，应顾及下述因素：

a）所服务的航路数；

b）ATS航路交叉点数；

c）平飞的航空器和在爬升与下降的航空器的比例；

d）重要航空器的性能特点。

1．1．4此外，地空通信中的限制和空域指定部分的雷达覆盖，对于扇区的形态可能有所影响。

1．1．5当估计扇区内的交通量时，应完成有关下列各项因素的工作：

a）高峰小时交通负荷，它是在活动次数最多的时钟小时内所要处理的交通负荷。

这项高峰小时交通负荷应从一年中的高峰星期的一个平均所收集的交通数据中导得；

b）最大瞬间交通负荷，它是在按上述方法确定的高峰小时最繁忙瞬间的交通负荷。

1．1．6目前，对于估计管制员的容量还没有被普遍接受的方法。

但是，已有一些国家对于这个题目做了些工作。

英国研究制定的方法与美国的方法相似，是根据一观察员（他本人就是一个有经验的、通常是在视观察的扇区内管制过交通的空中交通管制员）（以任意的规模）的全面评估。

然后把这项评估与从一瞬间到另一瞬间的交量流量在统计上关联起来。

1．6．1．1进行评估的主要困难是确定一个可接受的正常工作负荷。

但是，从超负荷条件下所取得的经验，如果已知一个扇区的容量，就可以预计这项评估。

然后可以确定其余扇区的容量。

1．1．7在决定引用扇区化或增加扇区数之前，应理解：

这一步骤在所有情况下，可以不会导致容量和/或效率的增加，因为需要增加管制员之间的协调，可能产生如此加多的通信工作负荷以致所期望的效益并不明显。

一个替代的办法可以增加每个现有工作席位的效率，从而减少全面的工作负荷并增加容量而不需增加工作席位。

为达到这点，应考虑：

改变交通流动、所使用的管制方法和增设技术设备，诸如雷达、自动化等等。

1．2进近管制

（具体请参见“终端区设计”）

1．3区域管制中心

1．3．1在ACC国一个工作席位可以管制的航空器数量，很大程度上取决于该席位为之服务的ATC航路的结构和利用情况。

在一扇区内，那里所处理的大部分交通是沿着只供单向交通用的ATS航路的平飞，管制员的容量就会显著地高于另一扇区，那里包括一些交叉点，，经常改变高度层，并要管制反向的交通，或者那里的航路网，很大的地理区域是被在其上面的扇区所覆盖。

1．3．2对于主要航路结构要采用ACC扇区化。

每个扇区应尽可能地包括一个长长的航段，目的是使协调和改变无线电频率的需要减至最低限度。

在那里的交通中包含大量的高空飞越航空器的情况下，应考虑垂直的划分（高空扇区和低空扇区）。

1．3．3除ATS航路结构外，ACC扇区还应包括所需的等待区（高空、中空）。

在一扇区内的沿航路和在等待区航行所需的空域，应完全包括在该扇区之内。

1．3．4对于飞行下降阶段，还应给以应有的重视。

空中交通为进近而下降，比较其他飞行阶段，通常需要管制员更多的注意，并应小心不要由于在一个扇区内包括过多的这样航径，而使一扇区管制员承受负荷。

1．3．5在确定扇区形态时，应考虑管制员工作席位的具体组织安排和有关通信与雷达覆盖的限制。

1．3．6为保持把协调降至最低限度，ATC应如此将空域划给扇区，供它与相邻的ATC单位的相邻的周边扇区相对应，即不应使每一个单位的扇区需要与相邻单位多于一个的扇区进行协调。

1．4扇区的合并

在一年或一日之内，在部分空域中，空中交通的需要可能有相当大的变化。

ATS系统应与交通变化相适应。

因此，当交通情况允许时，应作出安排：

使扇区合并（例如，在夜间）。

这将允许此期间内减少所需的值班管制员人数。

对于地一空与地一地通信、雷达监视的技术安排以及数据流通的安排，应预想不需作大的改变的可能性。

——DOC9426

附件四：

管制扇区划设指导材料

——《民用航空使用空域办法》

第一节一般规定

一、划设管制扇区的目的是充分合理地利用空域资源，有效地减轻管制人员的工作负荷，降低地空无线电通话密度，提高空中交通服务能力。

二、管制扇区的划设应当考虑以下因素：

本地区的空域结构；空中交通服务航路网，包括航路和航线数量、交叉点数量及位置、航空器飞行状态的分布情况（如平飞、上升、下降的百分比）；空中交通流量的分布情况；管制员工作能力；空中交通管制设备的保障能力；机场及跑道情况；飞行剖面；空域需求；空中交通服务方式；与相关单位之间的协调；管制扇区之间的移交条件；航空器转换扇区飞行的航路及高度。

第二节划设管制扇区的原则

一、划设雷达管制扇区应当保证管制扇区范围内达到雷达信号覆盖，并根据雷达信号覆盖状况确定管制扇区的最低雷达引导高度。

单向航路、航线或者无交叉的航路、航线较多情况下，可以适当扩大管制扇区的范围。

划设雷达管制扇区时，管制扇区之间的管制移交地段应当在雷达信号覆盖范围内，以便管制员监视其他有关管制扇区的活动，特别是多个管制扇区的航空器进入同一个管制扇区时，接收航空器的管制扇区的管制员可以根据本管制扇区的情况，以及掌握的其他管制扇区的情况，对其他管制扇区的活动提出限制。

二、划设管制扇区时应当保证管制扇区范围内达到地空通信信号覆盖，并根据通信信号覆盖状况确定最低航路通信覆盖高度。

划设管制扇区应当考虑通信频道的拥挤程度，适当平衡各管制扇区单位时间内的地空通话量。

三、划设管制扇区时应当考虑管制扇区内的导航设施布局。

导航设施多，则表明航线交叉多，飞行冲突多，所需雷达引导少，航空器可以按照导航设施确定精确的位置，减轻管制员的工作量。

四、划设管制扇区应当考虑管制扇区内航空器的飞行性能和运行类型。

适用于高速航空器活动的管制扇区，其范围应当适当扩大，便于大的转弯半径；适用于慢速航空器活动的管制扇区，应当尽可能在本管制扇区内解决所有交叉冲突。

管制扇区内特殊空域，如放油区、训练空域、限制空域等的特殊运行即使只是偶尔发生，其空中交通服务活动也应当列为管制扇区的工作量，最好是在特殊运行发生时，能够将该扇区的工作量适当转移至其他扇区。

五、划设管制扇区时应当考虑管制员注意力的分配和工作负荷。

（一）管制扇区的划设应当有利于管制员将注意力控制在特定区域内的所有飞行活动，且管制员不应当受到较多的干扰。

（二）雷达管制扇区的划设应当有利于管制员将注意力集中到雷达屏幕上，减少雷达屏幕上视频图像对管制员的干扰，减少协调移交的工作量。

（三）根据管制扇区内航空器的运行类型，应当限定管制员同一时间最多可以管制的航空器的架次。

（四）雷达管制扇区应当考虑雷达引导、排序等因素，为管制员提供足够的调配空间。

六、划设管制扇区应当考虑空中交通管制的需要，避免不必要的管制通报和协调。

划设管制扇区应当具有逻辑性，便于管制员掌握。

管制扇区的边界应当避免重叠交叉。

相邻区域、终端（进近）管制区或者机场塔台管制区之间的管制协调和移交应当避免涉及多个管制扇区。

如果相邻的两个或者多个终端（进近）管制区之间达到充分的雷达信号覆盖，而且管制工作程序严密时，终端（进近）管制区之间的空域可以委托相关的机场塔台提供空中交通管制服务。

七、管制扇区的最低飞行高度和最低雷达引导高度

（一）管制扇区的最低飞行高度，是在管制扇区以及管制扇区边界外9千米范围内的最高障碍物的标高加上最少400米的最低超障余度，然后以50米向上取整。

如果在高原和山区，则应当在最高障碍物的标高之上加上600米的最低超障余度，然后以50米向上取整。

（二）雷达管制扇区最低雷达引导高度是指应当在雷达管制扇区内，根据地形、通信和雷达信号覆盖情况确定的，满足最低飞行高度和管制员实施雷达引导所需的高度，这个数值应当以50米向上取整。

（三）管制扇区应当标明最低飞行高度，雷达管制扇区还应当标明最低雷达引导高度，以便为航空器驾驶员和管制员所遵守。

第三节管制扇区的划设和使用方法

一、管制扇区的划设可以采用以下方法：

（一）平面几何象限划分。

以主要机场或者主要导航设施（如VOR/DME）为中心，根据空中交通流量分布特点，将整个区域采用几何划分的办法划设管制扇区，合理分配工作量。

（二）按照高度划分管制扇区。

根据上升、下降和飞越的高度，选定区域内的高度界定值，在该值附近确定管制扇区的高度范围。

（三）按照航路、航线的繁忙程度、使用性质和飞行特点划分管制扇区。

根据进离场航线的单向进出特点和航路飞行交叉冲突矛盾点的分布，选定比较繁忙的几条航路、航线，将这些航路、航线合理地分配至相应的管制扇区，使得管制员的注意力能够集中在这些主要的航路、航线上，做到工作负荷比较平均。

二、管制扇区通常应当明确开放使用的时间。

各区域应当根据本区域空中交通流量随着时间变化的特点，确定各个管

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