民航航空運行對ADS—B技術的應用

呂春利

摘 要：近幾年，我國民航航空快速發展，運輸總人次、總飛行周轉量均增加，進而對空中交通管理、通信、監視、導航提出更高要求。為了獲得更為真實、準確的飛機運行信息，ADS-B技術在民航航空運行中廣泛應用，為航空空管監視提供新的途徑。該文主要對ADS-B技術進行概述，并在此基礎上探究我國民航航空運行對ADS-B技術的具體應用。民航航空是航空的一部分，指的是使用各類航空器從事除了警察、國防、海關等軍事性質以外的所有航空活動。當前，我國民航業發展迅速，機型不斷更新，機隊規模不斷擴大，需要進一步改造、完善傳統空管設置。傳統雷達監視手段在我國空中交通管制中廣泛應用，為空中交通安全提高保障，但是，傳統手段已不滿足空管監視需求，可用的空域資源緊缺與空域資源的需求之間存在較大矛盾，新的監視手段急需提出。ADS-B技術是基于地-空、空-空數據鏈通信的GPS全球衛星定位系統，在目前民航航空運行廣泛應用。

關鍵詞：民航航空 ADS-B技術 應用

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0024-01

ADS-B即廣播式自動相關監視，英文全稱是Automatic Dependent Surveillance Broadcast，主要利用數據鏈技術、GPS定位，監視指揮空、地目標[1]。ADS-B技術的工作原理是通過機載設備收到GPS信號進行信息定位，并在此基礎上以一定的間隔，把飛機位置等數據向外傳播。這樣，地面基站、周圍飛機將收到這樣數據廣播，且空域中其他飛機數據廣播向本飛機傳播，在地面基站、飛機共同作用下看到空中飛機、地面狀況。同時，從ADS-B概念可看出該技術的含義和特點，其中，A表示自動，即無需地面詢問和人工操作，D為相關，基于機載設備收集全部信息，S為監視，提供用于監視的數據，獲取飛機航向、高度、位置等信息，B為廣播，向任何一個合適裝備的用戶周期性地廣播信息，無需應答[2]。同時，相比于現行雷達系統，ADS-B技術具有獲取信息準確、可靠、維護費用低、抗干擾性強等特點。

1 民航航空運行對ADS-B技術的具體應用

1.1 系統建設

在ADS-B系統建設中，硬件建設是前提。在硬件建設方面，ADS-B系統結構主要由地面站系統、機載系統兩部分構成，其中地面站系統主要包括天線、配套的網絡設備、控制顯示計算機、地面收發機、主服務器等，而機載系統主要包括顯示適配器、駕駛艙顯示器、GPS天線、氣壓高度編碼器等。在具體建設中，在UAT收發機安裝架上安裝數字式高度編碼器，飛機尾部的行李艙內安裝UAT收發機，駕駛艙上方、機身頂部安裝GPS天線，且在機身上下部無遮擋位置安裝UAT數據天線。同時，在具體建設中，應確保ADS-B系統滿足監控能力、機載 UAT性能、機載GPS性能、地面收發機性能。例如，在滿足監控能力要求方面，根據基站具體位置確定監控距離、監控容量等，將機載GPS通道數設為12，坐標為WGS-84，天線溫度-55～+85℃[3]。

1.2 結合飛行計劃確定ADS-B航跡

在ADS-B技術應用中，管制中心接收任何一種數據鏈接收的ADS-B信息，并通過空管自動化系統處理、顯示ADS-B信息。同時，ADS-B數據均帶有各種標準經緯度、24位地址碼、航班呼號、空速、高度等豐富的目標信息，但這些信息無法向管制中心提供所有參考，還需航空器機載設備、航路、落地機場等各種計劃信息，以此為管制移交、報文發送提供可靠依據。因此，在ADS-B技術應用中，需要重復考飛行計劃、二次雷達航跡等因素關系。如需要飛行計劃中設定的二次代碼與雷達航跡中的二次代碼一致，且需要雷達航跡在飛行計劃范圍內。此外，還應根據二次代碼相關、24位地址碼相關、通過位置、航向等相關因素確定飛行計劃、ADS-B航跡。例如，根據無SSR碼的ADS-B技術，為了確保航班呼號的正確性，而看補充航向、飛機時間等因素，避免呼號出現缺位、使用二字碼等錯誤[4]。此外，還應合理分析、處理ADS-B航跡，處理流程包括航跡起始、航跡濾波、航跡終止等，具體處理為分析飛行過程特點、數據特點，根據飛行特點建立航跡濾波建模，根據建模分析飛機航線數據值，處理信息。

1.3 系統工作流程及模式

ADS-B系統工作流程為：首先，機載設備定時地以廣播方式向外發送GPS定位系統輸出的高度信息、位置、其他關鍵附加數據、飛機識別代碼等，并對地面站、空中信息進行接收。然后，地面站對飛機發出的下行信息進行接收，對指令、交通、氣象等多種信息進行上傳，在此基礎上機載發送飛機-飛機數據互傳數據鏈。最后，利用計算機系統，地面臺計算法分析接收到的空中交通信息，空管人員對飛機高度信息、位置進行跟蹤。在整個過程中，機載通過UAT對GPS衛星信號進行接收，對氣壓高度信息進行采集，定位計算飛機自身，同時根據預設程序，UTA對ADS-B信息電文進行編制，向外發出本機代碼、高度、位置等數據，并接收其他飛機電文，計算機顯示UAT信息。此外，作為地面系統最重要的設備，地面收發機需要科學控接收時、發射時的軟件流程。例如，設計信號處理器軟件，將許多“信息包”傳送給處理軟件，利用軟件驗證ADS-B信息，確保信息無誤后確認信息。在此過程中，根據接收信息分析報告對上傳信息進行確定，確定信號傳送時間，準確發送信息。

2 結語

ADS-B技術具有信息可靠、處理能力強等特點，應用于民航航空運行中，檢測航路點、航跡偏差情況，提供更加及時、種類多的監視信息，使空管部門、飛行人員全面、準確評估空域情況，預測飛行狀況，確保飛行安全，實現自由飛行。在ADS-B技術具體應用中，可全面建設系統、結合飛行計劃確定ADS-B航跡、處理航跡，提高技術應用效率。

參考文獻

[1] 齊雁楠，王興隆，張召悅.基于北斗的ADS-B技術在我國通用航空中的應用[J].航空計算技術，2013，43（5）：24-26.

[2] 孫雙成.ADS-B技術在航空運行中的應用[J].科技信息，2011（15）：J0060.

[3] 徐玉梅.ADS-B技術在民航的應用與發展[J].華章，2013（16）：355.

[4] 陳惠鋒.ADS-B技術在民航空管中的應用及前景展望[J].軟件導刊，2012（3）：42-43.