ADS—B在空管中的應(yīng)用

徐智剛

摘 要：目前航空領(lǐng)域所面臨的的嚴(yán)重問題，是建立含有先進機載設(shè)備、配套建設(shè)的空-空數(shù)據(jù)鏈、地-空數(shù)據(jù)鏈、地面用戶設(shè)備的完善的空管系統(tǒng)，以及更加充分合理科學(xué)并且可靠的利用空域，這些都已經(jīng)成為日漸緊迫的工作。在國際上最有效的處理空中交通管制的方法即是自動相關(guān)監(jiān)視（ADS）技術(shù)，基于空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈通信和GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B），亦是航空器運行監(jiān)視技術(shù)在新航行系統(tǒng)發(fā)展中的一項及其重要的成果。

關(guān)鍵詞：自動相關(guān)監(jiān)視（ADS）；空管；應(yīng)用

1 ADS-B系統(tǒng)簡介

ADS-B技術(shù)在通信和監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用方面，展示了非常豐富的功能，將沖突的探測、避免、解決、ATC監(jiān)視、ATC一致性監(jiān)視和機艙綜合信息顯示完美的結(jié)合起來，同時也為新航行系統(tǒng)提升了經(jīng)濟效益和社會效益。ADS-B是廣播式自動相關(guān)監(jiān)視的英文縮寫，對空對空監(jiān)視實行實施，包括了信息源、信息傳輸通道、信息處理與顯示三個部分，將監(jiān)視和通信融為一體，并通過航空電子設(shè)備得到其主要信息，比如通過全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、慣性參考系統(tǒng)（IRS）、飛行管理器和其它機載傳感器等手段獲取，其主要信息顯示了有關(guān)飛機的經(jīng)度、緯度、高度、時間的位置信息，以及航跡角、航線拐點、沖突告警信息、飛機的識別信息等等可能的信息，另外，比如飛機航向、風(fēng)速、風(fēng)向以及外界溫度等附加信息也有顯示。ADS-B對飛機思維位置信息的通過有效算法和提取處理，以偽雷達(dá)畫面給用戶實時的呈現(xiàn)一個清晰和直觀的背景地圖、航跡、交通態(tài)勢分布、參數(shù)和報文窗口。ADS-B以網(wǎng)狀、多點對多點方式，通過多地面站和機載站，進行數(shù)據(jù)的雙向通信。ADS-B接收機與空管系統(tǒng)和其它飛機的機載ADS-B連接起來，處理接收其他飛機和地面的廣播信息傳送給機艙綜合信息顯示器，這樣無論空地，都可以實時的提供速度、高度、飛機是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降、以及沖突告警、避碰策略、氣象等等的信息。

2 ADS-B技術(shù)應(yīng)用

2.1 ADS-B技術(shù)實現(xiàn)了飛行信息共享

傳統(tǒng)的雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)，由于信息處理成本高、格式紛雜、遠(yuǎn)程截獲能力差的缺點，使得指定航線難以實現(xiàn)篩選，信息無法共享，而ADS-B技術(shù)在“空地一體化”、“全球可互用”指導(dǎo)原則下橫空出世，實現(xiàn)了航跡信息的共享。無論本區(qū)域的空管實施，還是情報區(qū)尤其是不同空管體制的情報區(qū)的跨域飛行，在管理空中交通活動中獲取的航跡信息都是十分珍貴的資源，對提高運行管理效率有著重要的影響。

2.2 ADS-B技術(shù)應(yīng)用于空中交通管制

傳統(tǒng)空中交通監(jiān)視技術(shù)將取得革命性的突破，其標(biāo)志即是ADS-B在空中交通管制中的應(yīng)用。即使在無法部署航管雷達(dá)的大陸地區(qū)，空管ATM仍然可以提供良好的虛擬雷達(dá)管制服務(wù)，并且優(yōu)于雷達(dá)間隔標(biāo)準(zhǔn)。在雷達(dá)可以覆蓋的地區(qū)，更可以在不增加雷達(dá)設(shè)備的前提下，增強雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)視能力，并且僅僅付出較低的代價，乃至提高航路和終端區(qū)的飛行容量，同時提供良好的空管服務(wù)，同時不低于標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)間隔。實現(xiàn)飛行動態(tài)在較大的區(qū)域內(nèi)監(jiān)視、改進改善飛行流量管理、為航空器提供各類信息情報等等，都可以通過ADS-B技術(shù)實現(xiàn)。

2.3 ADS-B在增強航空器之間相互監(jiān)視能力的同時，對加強空-空協(xié)同方面也有著重要的作用

ADS-B自發(fā)廣播式的位置報告速度更快，即便航空器沒有發(fā)出問詢，也可進行接受和處理，比應(yīng)答式機載避撞系統(tǒng)（ACAS/TCAS）能提供更快速、更準(zhǔn)確的位置報告，增強了航空器間的協(xié)同能力，提升機載避撞系統(tǒng)TCAS性能，保持最小安全間隙的同時，又避免、解決了空-空協(xié)同中發(fā)生的沖突。ADS-B是實現(xiàn)“自由飛行”必不可少的重要技術(shù)。

2.4 ADS-B在廣大的機場地面活動地區(qū)進行的航空器活動監(jiān)視，降低了成本的同時，也扮演著重要的角色

在ADS-B出現(xiàn)之前，機場繁忙，裝置的場面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)，無法覆蓋航站樓的所有停機位，在追求實現(xiàn)“登機門到登機門”的管理預(yù)期過程中，ADS-B應(yīng)運而生，通過輔助場面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)，通過接收、處理廣播信息，可以將監(jiān)視從空中延伸到機場的登機橋，空中交通管理終于實現(xiàn)了“登機門到登機門”，并且即使不依賴場面監(jiān)視雷達(dá)，也可以對機場地面移動目標(biāo)進行監(jiān)視管理。

3 ADS-B技術(shù)在我國應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題

1998年，一個戰(zhàn)略機遇出現(xiàn)在中國新航行系統(tǒng)探索發(fā)展的道路上，那就是開辟歐亞新航路，加快我國西部地區(qū)的航空運輸業(yè)的發(fā)展，同時以國際航空組織相關(guān)的新航行系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃為，開始了新航行系統(tǒng)航路（L888航路）的建設(shè)工程，也是我國第一條以ADS-B技術(shù)為基礎(chǔ)的新航路。同年，在北京地區(qū)成立了網(wǎng)管數(shù)據(jù)中心，并為L888航路專門裝備了FANS1/A定義的ADS-C監(jiān)視工作站。2000年，L888航路建設(shè)完成，并且通過了嚴(yán)格的評估和測試，正式投入運行。2004年，相繼建成了北京、上海、廣州三大區(qū)域管制中心，并且其空管自動化系統(tǒng)都具備了ADS航跡處理的能力。經(jīng)實踐驗證，可以實施“航管員/飛行員數(shù)據(jù)鏈通信”（CPDLC），同時處理來自ACARS數(shù)據(jù)的自動相關(guān)的監(jiān)視航跡，新系統(tǒng)的建成，是我國主要空管設(shè)施具備ADS監(jiān)視能力的重要表示。近年來伴隨著航空公司規(guī)模擴大和新機型的不斷更新，航空器通過裝配適合新航行系統(tǒng)的機載電子設(shè)備，已經(jīng)擁有了地空雙向數(shù)據(jù)通信的能力。

4 發(fā)展方向

我國航空運輸業(yè)正在飛速發(fā)展，在面對空域范圍的不斷擴大、機隊規(guī)模的不斷增加、機型種類不斷更新的大環(huán)境下，與之相匹配的空管設(shè)備設(shè)施也需要即時的更新和完善。是針對發(fā)達(dá)國家的ADS-B技術(shù)進行全面的引進，還是依靠我國現(xiàn)有資源實施自主研發(fā)，是當(dāng)局面對的一個艱難的、影響深遠(yuǎn)的選擇。這兩種方式，都需要將現(xiàn)有的機載設(shè)備、地面設(shè)施、研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品等等方面進行全面的系統(tǒng)的更新，同時依靠航空宏觀政策的大力支持，各方協(xié)調(diào)、整體推進。從已有的機載設(shè)備為基礎(chǔ)、兼顧最終目標(biāo)，制定有所側(cè)重的政策規(guī)則，為推進空中交通管制一體化的建設(shè)，需積極的、更好的完成如下工作：（1）對現(xiàn)有的機載設(shè)備進行全面的檢測、更新。（2）制定切實可行的ADS-B實驗計劃。（3）得到實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并依據(jù)制定ADS-B的應(yīng)用程序、服務(wù)規(guī)則和地面系統(tǒng)操作技術(shù)規(guī)范。（4）針對西部地區(qū)的特殊情況，實行限制雷達(dá)布局策略，即ADS-B監(jiān)視為主、雷達(dá)監(jiān)視為輔。（5）在雷達(dá)管制區(qū)以ADS-B航跡處理為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)的應(yīng)急備份系統(tǒng)。

5 結(jié)束語

由于我國在空管技術(shù)更新上仍然在ADS-C技術(shù)框架內(nèi)進行，使得新航行系統(tǒng)的發(fā)展和空中交通監(jiān)視技術(shù)的改進方面難雖然了一些成績，并開展了一系列建設(shè)性活動，但是卻難以取得更大的成就，尤其在改進空管安全和效率、面對突出問題時，沒有取得行之有效的解決方法。由于ADS-B技術(shù)系統(tǒng)對空中交通管制的發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實意義，當(dāng)今國際發(fā)達(dá)國家的ADS-B技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并且已經(jīng)進入了實用階段，正在逐步用新航行監(jiān)視技術(shù)代替雷達(dá)，我國與之相比，航空事業(yè)起步較晚，技術(shù)力量相對薄弱，仍然停滯在ADS概念階段，還停留在部署雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的階段，應(yīng)當(dāng)正視差距，科學(xué)的推進ADS-B系統(tǒng)的實施，為我國的ADS-B技術(shù)發(fā)展尋找突破，為我國的航空事業(yè)尋求更高的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王魯杰.中國民航應(yīng)優(yōu)先發(fā)展ADS-B應(yīng)用技術(shù)[J].中國民用航空，2006（1）.