1.引言
随着现代飞机数量的日益增加，空域中飞机的密度增大，这导致航空器之间非安全接近的概率大大增加。为了避免航空器之间危险接近或碰撞的情况发生，绝大部分航空器都安装了机载防撞系统。机载防撞系统作为现代航空器的重要机载电子设备，具有探测范围大，探测精度高，反应速度快以及显示清晰易辨读等特点，是保障航空器安全飞行的重要帮手，在避让飞行冲突，防止空中飞机相撞中发挥着非常重要的作用。
2.术语与定义
2.1 机载防撞系统(ACAS)
ACAS(Airborne Collision Avoidance System)以二次监视雷达（SSR）应答机信号为基础并有TCAS实现的机载避让系统，独立于陆基设备为飞行员提供存在潜在冲突的航空器的建议。
2.2 空中交通警戒与防撞系统(TCAS)
TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System)是一种安装于中、大型航空器上独立于地面设备的机载设备，它通过应答机相互通话，探测和跟踪邻近空域，根据接近程度，向机组提供警告和推荐避让措施。（感觉ACAS和TCAS概念差别不大）
2.3 交通咨询(TA)
Traffic Advisories (TAs) 旨在帮助航空器驾驶员目视获取飞行冲突航空器，并提醒他们做好潜在碰撞威胁的解决方案的咨询。
2.4 决断咨询(RA)
Resolution Advisories (RAs)向航空器驾驶员提供的避让操作咨询，以防止航空器碰撞事件的发生。RA告警将告诉驾驶员避让威胁航空器的垂直速率范围。
2.5 短期冲突告警(STCA)
Short Term Conflict Alert (STCA)是空管自动化系统的一种自动告警功能，它旨在及时为管制员提示存在的，或潜在的飞行冲突。
3.基础知识
3.1 机载防撞系统的发展历程
TCAS的历史可追溯到1955年，当时本迪克斯航空电子公司（目前并入霍尼韦尔公司）的J．S．Morrell博士发表了“碰撞物理”一文。其中包括确定进近飞机间接近速率的计算机算法，这也是研究所有防撞系统的基础。
1956 年，发生在美国大峡谷（Grand Canyon）上空两架客机的相撞事故促使了FAA 重视机载防撞系统的研究。
在20世纪60年代和七十年代，本迪克斯航空电子公司为美国陆军和美国联邦航空管理局（FAA）研制了数架原理样机，并在80年代后期获得了FAA对TCAS的首次鉴定。
1978 年，一架轻型航空器和一架客机在圣地亚哥（SanDiego）上空的相撞事故促使 FAA 开始规划研发 TCAS 系统， 3 年后开发出TCAS。
1981 年， FAA 决定发展并装备 TCAS。该系统利用“空中交通管制雷达信标系统（ATCRBS）”的应答机发回的数据来决定闯入者的距离与高度。
1986 年，一架 DC-9 与一架私人飞机的相撞事故，促使美国国会联合 FAA，开始对航空器安装防撞系统进行立法。
1989 年，联邦航空法规定：在美国空域飞行的国内和国外民用航空器必须安装TCAS。同年 4 月 ICAO 决定在全球范围评估 TCASII 6.0。
1993年FAA规定美国境内30座以上的客机（或最大起飞重量超过15000公斤）都必须具有TCASⅡ的能力。
1997 年，TCASII 7.0 设计完成。
1999 年，TCASII 7.0 投入使用，功能增加了：水平距离渐进靠近（Horizontal miss distance filter）和兼容 RVSM。
2002 年，德国乌伯林根（Uberlingen）空难发生后， ICAO 修改 ACAS 的相关规定和操作流程。
2003 年，ICAO 要求全球范围内所有 30 座含以上的航空器，必须安装 TCASII 7.0。中国民航总局要求2003年1月1日前，在最大起飞重量15000公斤或30人以上飞机，强制安装TCASⅡ。
2008 年，设计完成能更好地提升安全效能的 TCASII7.1。
2011 年，欧洲要求全面使用 TCASII 7.1。
3.2 ACAS 与 TCAS 的区别
3.2.1 ACAS是国际民航组织定义的一套标准和建议措施，而TCAS 是实际装配在航空器上设备名字的缩写。目前TCAS II是唯一符合ACAS ICAO标准和措施建议的机载装置。因此我们一般用ACAS表示一种标准或者概念，而用TCAS表示实际的机载设备。然而在一般情况下，这两个概念是往往是互换使用的。如表1所示：
表1 ACAS和TCAS：标准和装置
3.3 TCAS的分类
3.3.1 TCAS I：只有TA咨询信息，没有RA咨询信息。
3.3.2 TCAS II:有TA、 RA咨询信息，可提供垂直避让信息。
3.3.3 TCASIII：有TA、RA咨询信息，不仅能提供垂直避让信息，还可以提供水平避让信息。尚在研制中。
3.4 TCAS的组成（如图1所示）
3.4.1 1台单通道的 TCAS 计算机；
3.4.2 2部 TCAS 天线；
3.4.3 2台 S 模式 ATC 应答机（主备各一）；
3.4.4 1个应答机/空中交通警戒与防撞系统（ATC/TCAS） 控制面板
