基于ADS—B空管模擬培訓系統研究

摘要：廣播式自動相關監視系統（Automatic Dependent Surveillance – Broadcast，ADS-B）不僅成功應用于無雷達地區的遠程航空器運行監視，且對于空中的高密度服務有廣泛的應用前景。在對ADS-B技術的推廣應用過程中，需要對空中交通管制員進行基于該系統的模擬培訓，從而保證該系統安全高效地工作。該研究利用計算機仿真技術解決ADS-B空管模擬培訓系統軟件上的幾個關鍵問題，較好地實現了飛機加入各種飛行程序的模擬仿真，并實現了通過鼠標和鍵盤對飛機的高度、航向、速度等參數的實時調整功能，模擬實現管制指揮過程。

關鍵詞：ADS-B 飛行仿真 管制模擬

中圖分類號：V355.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-02

廣播式自動相關監視，簡稱（ADS-B），是利用空地、空空數據通信完成交通監視和信息傳遞的一種航行新技術。國際民航組織（ICAO）將其確定為未來監視技術發展的主要方向，國際航空界正在積極推進該項技術的應用，一些國家已投入實用。隨著各航空大國對新技術的應用，ADS-B的應用前景將越來越來廣闊。在對ADS-B技術的推廣應用過程中需要對使用該系統的空中交通管制員和飛行指揮員進行模擬培訓，從而保證該系統安全高效地工作。該文將在計算機仿真技術建立的ADS-B管制模擬培訓系統軟件上，通過計算機語言模擬實現飛機自動加入運行各種飛行程序，并對管制模擬指揮的應用進行探討。

1 ADS-B簡介

ADS-B：（廣播式自動相關監視）依靠空中每架航空器自動廣播自身位置報告，并接收鄰近航空器的位置報告，互相了解對方處置位置和行蹤，駕駛員自主地承擔著維護空中交通間隔的責任，不再依賴地面雷達監視和管制，這就是最近發展中的廣播式自動相關監視—ADS-B所起的作用，為將來的自由飛行奠定了設備保障基礎。

ADS-B的應用是保障飛行的安全，有效的實施空中交通，航空業也將成為我國重要的標志之一。

ADS-B與雷達系統相比，它更能夠提供實時的消息和準確的位置，建設投資只有前者的1/10左右，使用壽命長且費用低。使用ADS-B可以增加無雷達區域的空域容量，減少有雷達區域對雷達多重覆蓋的需求，從而大幅度的降低了空中管制的費用。

ADS-B可以防止跑道侵入的有效方法是飛行區的地面交通管理（圖1）。

2 基于ADS-B管制模擬系統的實現

2.1 創建公共模塊

創建公共模塊必須新建一個模塊Module，在里面編寫代碼。

首先定義一個Aircraft類型的自定義類型數據，就是把飛機的各參數信息做成一個數據集合體，這樣就可以通過不同的索引值調用飛機。

2.2 管制指令控制菜單

對空中飛機發布管制指令，是讓航空器改變當前的運行狀態。在模擬系統上，點擊管制指令欄下面的飛機呼號按鈕，或用鼠標右鍵點擊飛機圖框，即會彈出一個管制指令菜單欄（見圖2），可以通過點擊某管制指令的按鈕來改變該飛機的航向、高度、速度，或讓其直飛導航臺、加入某飛行程序（如等待程序，修正角程序，左/右盤旋等）等。

為了便于管制員和指揮員識別飛機動態變化，飛機標牌會有相應變化或相關信息提示。飛機在平飛時，飛機標牌是黑顏色顯示；當飛機下降高度時，飛機標牌會用綠顏色顯示，飛機標牌的Alt信息欄會以“當前高度↓目的高度”格式顯示，并調用機型數據庫中該飛機機型的；當飛機爬升高度時，如從飛機標牌會用黃顏色顯示；當飛機在運行左等待程序時，飛機標牌信息會顯示“L_H”字段進行提示；飛機在進行盲降進近時，飛機標牌會顯示“AP”字段信息。

圖2 管制指令控制菜單欄

2.3 飛行程序模擬仿真

2.3.1 修正角程序

修正角程序又稱基線轉彎，是反向程序的一種，是儀表進近程序的重要模式。基線轉彎的開始點必須是電臺。飛機按規定高度（起始高度）飛越電臺后，沿出航航跡飛行規定的時間（出航時間t），并下降到切入向臺航跡的規定高度，接著轉彎切入向臺航跡（圖3）。

圖3 飛機自動加入修正角程序算法邏輯結構

2.3.2 ILS程序

飛機自動建立ILS精密進近的過程跟前面預判飛機加入修正角程序的過程類似，建立盲降之前需要將著陸航空器的航行諸元調整到合適狀態，也就是模擬管制員將飛機引導著陸的指揮過程。自動建立盲降進近的含義只是說在最后進近階段，飛機的航行諸元滿足要求后，就能對準跑道方向自動下降高度和減速（圖4）。

圖4 顯示系統ILS最后進近實施條件

3 結語

ADS-B已成為未來新航行技術的發展趨勢，我國首先在中國民航飛行學院實現了基于UAT數據鏈的ADSB系統，中國民航局也已經在成都到九寨溝航線上開展高空基于S模式的ADSB試驗，并將在全國推廣使用。隨著各航空大國對新技術的應用，ADS-B的應用推廣前景將越來越來廣闊。ADS-B空管模擬系統終較好地實現了ADS-B軟件系統的仿真效果，并針對實施ADS-B技術下的飛行模擬和管制指揮進行了研究和探討。

參考文獻

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