地形提示和警告系统研究

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1、地形提示和警告系统研究ResearchofTerrainAwarenessandWarningSystem吴琛/WuChen（上海飞机设计研究院，上海200232）（ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute,Shanghai200232,China）摘要:地形提示和警告系统（TAWS）能够有效地避免可控撞地事故（CFIT）的发生，极大地提高了民用飞机飞行的安全性。目前，国外对TAWS的研究和应用比较成熟，而国内仍处于起步阶段。结合作者在设计中积累的经验，首先介绍了近地警告系统（GPWS）的功能特点，通过分析GPWS的

2、应用局限性，给出了TAWS系统的发展历程。对TAWS的主要功能和应用进行了深入研究，重点分析了TAWS的前视功能。并在此基础上，给出了TAWS系统在实际应用过程中的优点和尚待解决的问题。最后，提出了适应民航系统未来发展的新一代TAWS系统的发展趋势。关键词：可控飞行撞地；前视地形告警；地形显示；过早下降告警；近地警告系统[Abstract]TerrainAwarenessandWarningSystem(TAWS)iseffectivelyforpreventingaControlledFlightIntoTerrain(CFIT)accident,andth

3、ismakesthecivilairmuchmoresafe.Yearsago,theTAWStechnologybecamematureintheworld,butisjuststartedinChinarecently.Withtheexperienceofaircraftsystemdesign,thispaperherecoversthefunctionsanddisadvantagesofGroundProximityWarningSystem(GPWS),andfocusonthenewfunctionsofTAWS.Specialforthefo

4、rwardlookingfunctionsofTAWS,thispaperresearchandanalysisonTAWSandtelltheadvantagesandsomedisadvantagesthatexistwithTAWSnow.Intheend,thispaperpredictsthedevelopmentofTAWSforfuturecivilair.[Keywords]ControlledFlightIntoTerrain;ForwardLookingTerrainAvoidance;TerrainDisplay;PrematureDes

5、centAlert;GroundProximityWarningSystem0引言民用航空规章中的每一项要求都凝聚着人类用生命和鲜血换来的经验和教训，而地形提示和警告系统（TAWS）正是人类付出了生命和血的巨大代价换来的经验和教训的结晶。在现代商用航空的很多飞行事故中，并不是由于发动机失效等飞机本身原因造成的，而是在可控的情况下，由于缺少对地形的感知而发生撞地或坠海事故。对于此类事故，业内通常称为可控飞行撞地（CFIT）事故。据国际民航组织（ICAO）统计，CFIT已经成为导致商用喷气飞机发生机毁人亡事故的主要原因之一。1974年，美国联邦航空局（FAA）开始

6、对在美国空域飞行的航班发布强制安装近地警告系统（GPWS）的要求，1979年，国际民航组织推荐运营人安装该设备，此后CFIT事故明显减少。1985年后，CFIT事故每年仅发生1到2次，而强制安装前每年发生7到8次。目前，全球几乎所有的商用喷气飞机均装备GPWS。但即便如此，可控飞行撞地事故依然是导致商用喷气机人员死伤的主要原因之一。据统计，1988－1995年全球发生的空难事故中因CFIT事故死亡的人数，几乎占空难事故死亡总人数的一半。数据显示GPWS系统仍然存在需要改进的地方。为了解决这一问题，克服GPWS的局限性，1998年工业界推出了TAWS，即增强型近

7、地警告系统（EGPWS）。TAWS是在GPWS的基础上，增加了前视地形功能。此功能大大提前了系统的预警时间，给飞行员以更多的反应时间裕度，从而在更大程度上避免CFIT事故的发生。有资料显示，自1998年推出TAWS之后，到2004年，安装TAWS的飞机无一发生CFIT事故，证明了TAWS确实能有效地预防CFIT事故的发生。因此，FAA要求在2005年1月1日以后终止使用GPWS，而安装TAWS。目前，国外对TAWS的研究已经比较成熟，而国内对于TAWS研究还处于起步阶段，本文主要结合在日常设计工作中积累的经验对TAWS的功能和系统设计进行研究和分析，阐述了TA

8、WS的发展历程和现状，并对TAWS在这