在现代化的空中交通管理ATM系统中，航空器监视技术扮演着举足轻重的角色。它借助多元化的技术手段，对航空器的飞行状态、所处位置以及飞行航迹等信息进行全方位的实时监测，为空中交通管理提供监控目标的实时动态数据，从而有效提高空中交通管理的运行效率和安全保障能力。
从早期功能相对单一，仅能提供较为基础信息的一次监视雷达，到如今被广泛应用的自动相关监视技术。标志着航空器的监视技术从简单功能迈向复杂功能，从单一模式转变为多元模式，能够更好地契合当今愈发严格的安全运行标准以及高效的空中管理需求。本文聚焦于当前民航领域中所应用的监视技术，进行详细的阐释和剖析。
二次监视雷达SSR的工作原理主要是基于地面监控站与航空器之间的信号交互。地面站主动向航空器发射询问信号，机载应答机一旦接收到信号，便会发送包含飞机ID，位置和高度等关键信息的应答信号。地面站通过接受这些应答信号，达成对航空器实时状态的有效监控。
ATC应答机作为信号交互的重要设备，一般具有三种工作模式。A模式下，应答机仅提供飞机ID信息，可为地面监视提供最基础的身份识别信息。C模式除了提供飞机ID信息外，还能够提供飞机的气压高度信息。而S模式不仅能够提供比A模式和C模式更为详尽的监视信息，还在航空安全运行保障中发挥着关键的作用。S模式能够与机载TCAS系统协同工作，从而实现航空器的防撞功能。同时，在ADS-B的应用场景下，S模式还能够实现1090兆赫扩展电文的传输功能。
二次监视雷达主要用于空中的交通管制以及航空器的追踪监视，其显著优势在于精确的目标识别能力，能够让管制员清晰区分不同的监视目标，有效规避目标混淆的情况发生。此外，由于二次监视雷达采用定向波束和点对点通信模式，使其具备较强抗干扰能力，可以维持相对稳定的工作性能。
然而，二次监视雷达在实际应用中存在一定的局限性，它高度依赖于机载应答机，一旦两套应答机同时失效，ATC便无法获得该航空器的相关位置信息。并且在监视过程中，雷达波束宽度等因素会限制对目标位置的探测精度，导致出现误差。此外，顶空盲区的问题可能会导致当航空器处于地面站正上方一定区域时，无法被有效探测。最后，受到信号覆盖范围的限制，二次监视雷达技术一般仅适用于中低空区域的监视。
自动相关监视ADS作为一种基于卫星定位与数据链传输的监视技术，其原理是借助于机载导航定位系统精准获取飞机的定位数据，然后通过数据链将其发送至地面终端设备。经过系统处理后，ATC便能获取到所需监视航空器的相关信息数据。
自动相关监视ADS主要包含A（Addressed）、B（Broadcast）和C（Contract）三种工作模式。其中，寻址式自动相关监视ADS-A与合同式自动相关监视ADS-C均是基于点对点模式的ATN数据链信道。从本质上来讲，二者区别并不显著 ，属于相同概念。
在ADS-A工作模式下，地面站会借助于ACARS协议来向特定飞机发送寻址请求，以此来获取相关信息。ADS-C则是依据地面站与特定飞机之间事先约定好的通信协议来实现数据的传输。
无论是ADS-A还是ADS-C，数据的发送方与接收方都必须具备事先约定的双向通信协议。具体操作一般为：地面站通过SATCOM链路或者VHF链路向需要监视的航空器发送监控报文，机载设备接收到报文后，依据相应的通信协议，通过数据链传输将航空器的位置信息发送给ATC。通常，ADS-A/C被广泛应用于海洋、无人烟等缺乏监视的区域。
广播式自动相关监视ADS-B与ADS-A/C则存在着显著差异，ADS-B无需收发双方另行约定通信协议，航空器的监视信息经过内部系统处理后，通过广播的方式由数据链自动进行实时传输，以此完成空空、空地或者地地之间的数据传输，实现空中飞机间的相互监视、ATC对终端区和航路运行飞机的监视以及对机场准备起飞飞机的监视。
相较于传统的雷达监视技术，基于ADS-B应用的飞机定位信息主要源于机载GNSS系统，其监视定位精度可以精确至10米。此外，ADS-B应用还可以获得更多的监视参数以及更短的数据更新间隔。这些特性不仅使管制员能够更高效的追踪和监控运行中的航空器，还有助于对空域以及空中交通管理实施优化，从而提升飞行的安全性和运行效率，帮助飞行员和管制员及时察觉潜在冲突，迅速采取必要的避让措施。例如，在机场飞行区的地面交通管理中，ADS-B应用可以作为防止跑道侵入的有效手段发挥重要作用。
ADS-B应用根据信息传递方向的不同，可以分为IN和OUT两种功能。ADS-B OUT作为ADS-B应用的基础功能，以广播飞机自身位置等关键信息的方式，向ATC和其他飞机发送用于监视用途的信息。这些信息涵盖了飞机ID，位置，高度，速度，方向，爬升率等。由于不同的机载设备性能存在差异，可以提供的监视参数也会不尽相同。
ADS-B IN作为ADS-B应用的一项扩展功能，能够接收来自其他飞机或者地面服务设备所发送的信息。这些信息能够为飞行员提供运行方面的有力支持，帮助其作出更合理的决策。地面站借助该功能，可以向目标飞机发送两类重要广播，分别是涵盖空中交通信息的空中交通情报服务广播TIS-B以及提供与运行相关信息的飞行信息服务广播FIS-B。
ADS-B应用凭借其定位精度高、实时性强、低成本和易于部署等显著优势，通过提供更加准确和及时的航空器位置等关键信息，在很大程度上提高了空中交通管理的安全性和效率。然而，ADS-B应用也同样存在局限性，其工作高度依赖于GNSS系统定位，一旦飞机上的（两套）GNSS设备完全失效，将会导致ADS-B功能无法工作。除此之外，ADS-B的信号还容易受到如电磁波等干扰。随着部分国家对于ADS-B技术应用的逐渐普及甚至于强制要求，为了避免单一系统失效情况下对于空中交通管理造成的影响，通常会将二次雷达作为备份监视手段。
FAA与EASA针对监视技术所涉及的机载设备和性能标准，各自制定了对应的规章要求。由于篇幅原因，此处仅以ADS-B机载设备为例进行详细说明。
如下图，关于ADS-B机载设备和所需性能标准的相应FAA和EASA规章要求分别为FAR91.225、FAR91.227以及EU No 1207/2011。其中，在EASA体系架构下，通信、导航和监视系统审定规范CS-ACNS和可接受符合性方法AMC 20-24分别为EU No 1207/2011规章提供了能够满足机载设备与所需性能标准的符合性验证方法和规范。
AMC 20是EASA关于民用航空产品和部件设计所需满足的适航性要求而发布的可接受符合性方法文件。其中所包含的AMC 20-24文件，作为相关规章的符合性基础，具体阐述了通过1090兆赫扩展电文（1090 ES）功能实施ADS-B应用于无雷达覆盖区域增强空中交通服务时，所进行的适航和运行合格审定的可接受符合性方法。
CS-ACNS标准作为型号合格审定基础的一部分，是针对机载通讯、导航以及监视功能进行开展适航审定的规范类文件。其为型号合格审定工作以及型号设计更改提供了相应的审定标准和基础，确保航空器满足在相关空域运行的要求，并且其机载设备性能能够完全符合对应的审定规范要求。
依据CS-ACNS的标准，航空器在进行ADS-B运行时，最小运行间隔可以达到3/3海里；而在AMC 20-24符合性方法中，所规定的最小运行间隔则为5/5海里。如下图所示，空客320机型在对ADS-B机载设备进行适航审定时，采用的是CS-ACNS标准作为审定规范。
CS-ACNS与AMC 20-24针对ADS-B机载设备所需的性能符合性标准，从参数、系统连续性和整体性方面均存在显著差异。CS-ACNS对机载设备所需性能提出了更为严苛的标准。以系统整体性为例，其规定不能超过1*10-5F.H，与之相比，AMC 20-24对于整体性的符合性要求则为2*10-4F.H。标准的差异性使得部分机载设备的性能难以满足CS-ACNS标准。因此，这类机载设备在适航审定的过程中，需要按照AMC 20-24文件的要求进行。
最后，针对EASA体系架构，需要从以下两个方面具体判定某一机型的ADS-B改装是否属于重要改装。
1）若采用CS-ACNS作为适航审定规范，则该ADS-B改装被视为重要改装方案。
2）若依据AMC20-24规定的方法来验证ADS-B机载设备的符合性，并且同时满足如下三个条件，则该ADS-B改装责备认定为一般改装方案。
i）应答机依据ETSO-2C112b技术标准规定进行设计和生产，且能够符合ED-102/DO-260或者DO-260A中关于“MOPS for 1090MHz for ADS-B”的最低运行性能标准的要求。
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