 欧洲航行安全组织（简称“欧控”）是通信、导航和监视（CNS）技术集成化、数字化研究工作的核心组织。当前的CNS基础设施已经无法应对空中交通增长、频谱效率、安保以及新用户加入空域等各类挑战。部分高密度区域的空中交通管制（ATC）工作量已经接近饱和，需要通过现代化手段优化运行，同时升级CNS设备，其中最重要的改进是通过数字化交换能力实现自动化的航迹和飞行数据地-空交换，以此提高航空自动化水平，减少通过人工干预保持航空器间隔的情况。 欧控于2018年牵头制订的CNS路线图是新版欧洲空中交通管理总体规划（ATM Master Plan）的一部分，为航行服务提供商（ANSP）、立法者、行业和空域用户指明了未来20年内CNS/ATM基础设施的发展方向。同时，欧控与美国航空机构合作，在国际民航组织（ICAO）标准化概念的背景下通过研究活动推动CNS的概念发展，通过路线图将CNS基础设施中原本独立的领域整合为一个更加统一的运行概念。路线图强调了星基解决方案带来的发展机遇，包括利用不同应用的数据实现跨域协同，提升竞争力和降低成本等。在技术要求方面，路线图建议各方采用基于性能的方法。 航迹管理能力要求建立鲁棒的支撑框架，这对通信基础设施提出了最迫切的升级需求。欧洲从十年前就开始打造更加灵活的通信基础设施，包括为欧洲空中交通行业建立一种基于IP的地面专用网络，即泛欧网络服务（PENS），以及引入VoIP国际通信标准，从而实现从点对点传统通信模式向全互联通信网络的转型，为包括ANSP和空域用户在内的所有相关方提供了高效、经济的信息获取方式。新的通信基础设施也带来了赛博安全等新风险，需要采用专门的安全防护措施。 现有的地空通信基础设施是以甚高频数据链（VDL）模式2技术为基础，但带宽能力存在限制且无法支持全面航迹管理，因此已开始逐步向软件定义无线电和互联网技术转型，并正开发能够支持和提升未来数据交换能力的新技术，包括已经在洋区空域使用的卫星通信（SATCOM）技术、已部分投入使用的机场移动通信系统（AeroMACS）4G和2018年实现标准化的L波段数字航空通信系统（LDACS）。 2015年，欧洲的VDL模式2基础设施现代化工作未能符合欧委会航空电信网络（ATN）数据链服务的强制要求。地面基础设施和航电设备间连接中断的现象频繁发生，这种情况也被称为提供商中断（PA）。欧洲航空安全局（EASA）因此认定航空电信网络缺乏稳健性，不足以支持数据链服务。目前，ANSP和空域用户的工作已取得显著进展，地面基础设施和空中设备的发展进度都将满足欧委会重新制定的2018年和2020年期限。 截至2018年底，欧洲地区约40%的航空器已经装备了新的航电设备，新的地面基础设施也已在欧洲核心地区投入运行。航空公司为此已经投入4.5亿欧元，但仍然无法确保地面服务始终可用。此外，当前的强制装备要求主要针对ATC技术B1版本，而不是包含支持航迹管理所需的合同式自动相关监视（ADS-C）能力的B2版本。ADS-C能够直接提供从机载飞行管理系统（FMS）获取的航空器方位、航速和航行意图等数据，协助空管生成航迹告警信息，例如可直接更新飞行管理系统中下游航路点的估测数据。 B2版本已实现标准化，在接受检验后就将开始部署。该技术已经在欧洲初始四维（i4D）飞行试验以及美国联邦航空局（FAA）的4D航迹演示活动中得到应用。ATN B2版本与B1版本以及包括卫星通信在内的各类技术兼容，根据预测到2025年大部分新型航空器都将配备ATN B2版本。 欧洲的航空机构正评估VDL模式2需要多久才能满足包括加入新航空器等因素导致的数据链通信增长的要求。欧洲航空网络管理者发布的定期状态报告公布了在ATN上运行的管制员-飞行员数据链通信（CPDLC）的运行地点及其提供商中断次数。该数据从几年前的每100小时30次逐步降低至4.4次，未来还将继续改善，如下图所示。航空频率已经从2016年的1个增加为如今的4个，确保了VDL模式2能够继续正常运行。  长期PA率 中期的发展重点是展示L波段数字航空通信系统等新兴技术在航空安全和关键通信领域，以及商业技术在其他SESAR项目中的应用。L波段数字航空通信系统的开发工作已经完成，且预定了航空频谱，因此欧控正敦促SESAR加快该系统的检验流程，以防频谱资源被收回。另一项挑战是在全面4D航迹管理成熟度满足实施要求前对概念进行定义。 新技术不仅将取代VDL模式2技术，而且具有计时功能的新电台可测量移动电台和地面站之间的距离，从而为机载航迹和监视功能提供地面支持。CNS路线图中强调了新技术减少运行系统数量的潜力，例如通过减少机载系统和天线的数量实现成本削减，但这种想法目前还不成熟。当新技术的性能和成本效益都优于旧系统时，地面基础设施的成本也会相应降低。 专家正合作开发新的模型，旨在将包括网络节点在内的所有相关方整合起来以提供安全运行所需的数据。这要求从全球的角度开展CNS演化工作，让所有相关人员参与到数据交换流程中。 |
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