ADS—B技術(shù)在空管中的應(yīng)用分析

摘 要：目前我國航空事業(yè)雖然在持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，但是從整體上來看，還存在一定的不足，如空管一直都是需要整頓完善的部分。通過通信技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)飛行活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)保證飛行安全具有重要意義，是推進(jìn)航空事業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提。ADS-B作為一種可靠的監(jiān)控技術(shù)，將其應(yīng)用到空管中，具有可靠性、精確性與完整性優(yōu)勢(shì)，文章就應(yīng)用方式進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：ADS-B技術(shù)；空管；監(jiān)控技術(shù)

為滿足經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展要求，飛行流量在不斷增加，想要維持良好的空中交通管制效果，還需要在原有基礎(chǔ)上，積極引進(jìn)新型技術(shù)，消除傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用所存限制，提高空管作業(yè)實(shí)施的可靠性與有效性。ADS-B技術(shù)是目前解決空中交通管制最為有效的方法，在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用效果，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行信息的共享，便于對(duì)飛行活動(dòng)的監(jiān)視與控制。

1 ADS-B技術(shù)概述

ADS-B技術(shù)為一種新型的監(jiān)視技術(shù)，可以對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)化監(jiān)視，將其應(yīng)用到空管中，將會(huì)對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)航空事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。其中，ADS-B技術(shù)通信模式可以分為網(wǎng)狀與點(diǎn)狀，并配置了機(jī)載電子設(shè)備，降低了對(duì)地面輔助設(shè)備的需求。將其應(yīng)用到架空管中，通過與空管系統(tǒng)的結(jié)合，以及機(jī)載電子設(shè)備的連接，來提高飛行監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，對(duì)進(jìn)一步提高飛行活動(dòng)安全性與有序性具有重要意義，有效的緩解了空中各飛行活動(dòng)間的矛盾。從技術(shù)角度分析，ADS-B技術(shù)通過機(jī)載衛(wèi)星定位接收機(jī)來獲得航空器位置，且通過機(jī)載設(shè)備主動(dòng)向相鄰或地面航空器進(jìn)行自身基本資料的傳送，如高度、速度等，便于外部對(duì)航空器飛行活動(dòng)的監(jiān)控[1]。然后機(jī)載接收機(jī)通過衛(wèi)星獲得航空器位置信息，且經(jīng)過初步處理后，通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送給地面接收設(shè)備，最后傳輸給地面控制中心監(jiān)控系統(tǒng)，航空器所有信息將會(huì)直接展現(xiàn)在監(jiān)控屏幕上，同時(shí)機(jī)載設(shè)備也可以將位置信息呈現(xiàn)在自身終端上。

2 ADS-B技術(shù)在空管中應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 信息共享

以往空管中多選擇用雷達(dá)技術(shù)對(duì)各項(xiàng)飛行活動(dòng)信息進(jìn)行處理，整個(gè)過程復(fù)雜度高，且對(duì)遠(yuǎn)程信息截獲效率低，所有信息傳輸?shù)娇展芸刂浦行暮蟛荒苡行?duì)指定航線進(jìn)行篩選，信息利用率低。而ADS-B技術(shù)的應(yīng)用，主要是通過衛(wèi)星技術(shù)來形成空地一體模式，利用廣播信息方式保證控制人員以及相鄰航空器可以獲得所需信息，實(shí)現(xiàn)了飛行信息的共享，使得空管工作操作精確度更高[2]。對(duì)于空管來說，無論是本區(qū)域內(nèi)空管效果，還是情報(bào)區(qū)與不同空管體制情報(bào)區(qū)跨越飛行中，均可以將信息共享給相關(guān)管理機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)航跡信息的共享，對(duì)提高空管工作效率與準(zhǔn)確性具有重要意義。

2.2 相互監(jiān)控

ADS-B為一種對(duì)外廣播為主的監(jiān)控技術(shù)，將其應(yīng)用到空管中，可以有效實(shí)現(xiàn)相鄰航空器間信息溝通效率，提高空對(duì)空協(xié)調(diào)性。同時(shí)，ADS-B自發(fā)廣播位置報(bào)告準(zhǔn)確性高，甚至可以獲得航空器未詢問基本信息，與對(duì)答形式獲取信息的方式相比，此種方式的共同效果更佳。利用此特點(diǎn)在空管中的應(yīng)用，可以提高報(bào)告的準(zhǔn)確性與時(shí)效性，有效提升機(jī)載避撞系統(tǒng)TCAS基本性能，確保航空器間始終保持著有效的安全間隙，可以有效解決空對(duì)空協(xié)調(diào)中存在的沖突問題，減少了飛行活動(dòng)中存在的安全隱患[3]。

2.3 交通管制

對(duì)以往空中交通管制行為進(jìn)行分析，主要通過雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)各飛行活動(dòng)的監(jiān)視，技術(shù)上具有較大的局限性，ADS-B技術(shù)剛好可以彌補(bǔ)這一不足。確保在未部署航空雷達(dá)地區(qū)或者盲區(qū)區(qū)域，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器的監(jiān)視與跟蹤。而對(duì)于已經(jīng)被航空雷達(dá)覆蓋的區(qū)域，則可以在不增加設(shè)備的情況下，對(duì)航空器的飛行活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視強(qiáng)化，不必增加航空區(qū)域內(nèi)飛行容量，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新增航路的精確控制。另外，利用ADS-B技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，在面對(duì)實(shí)時(shí)化扇區(qū)密度與擁堵問題時(shí)，對(duì)航空器參數(shù)與航跡進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，來提高流量管理的有效性。

2.4 地面監(jiān)控

將ADS-B技術(shù)應(yīng)用到空管中，不僅可以在空中發(fā)布定位信息，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)地面廣播位置信息，機(jī)場(chǎng)管理中心便以可利用此特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)地面區(qū)域的監(jiān)控。以往機(jī)場(chǎng)地面監(jiān)控，主要是通過設(shè)置雷達(dá)監(jiān)視裝置，雖然可以獲得眾多監(jiān)視信息，但是也存在未被覆蓋的停機(jī)位，對(duì)登機(jī)門的監(jiān)控管理不到位。ADS-B技術(shù)的應(yīng)用，可以將其當(dāng)做為原有雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)的輔助部分，利用航空器自身信息廣播，通過基礎(chǔ)管理系統(tǒng)便可以準(zhǔn)確確定航空器基本信息。且可以將監(jiān)視從空中擴(kuò)大到地面機(jī)場(chǎng)登機(jī)橋，實(shí)現(xiàn)航空器登機(jī)門到登機(jī)門的管理，在不需要監(jiān)控雷達(dá)的情況下，實(shí)現(xiàn)地面情況的有效監(jiān)控。

3 ADS-B技術(shù)在空管中應(yīng)用優(yōu)化方向

3.1 地面站應(yīng)用

就我國航空地面站建設(shè)現(xiàn)狀來看，基本上均被建設(shè)在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，如果想要將ADS-B技術(shù)有效應(yīng)用到空管作業(yè)中，首先必須要克服地面站建設(shè)位置環(huán)境惡劣性，解決溫差大問題，充分發(fā)揮出技術(shù)所具有的基礎(chǔ)功能，體現(xiàn)出技術(shù)所具有的獨(dú)立性特點(diǎn)，降低管理人員工作壓力。地面站建設(shè)過程中，因環(huán)境影響大，數(shù)據(jù)傳輸將要面臨著較大壓力。ADS-B技術(shù)應(yīng)用時(shí)要想要保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性，應(yīng)將地面線路與衛(wèi)星通信兩者有效結(jié)合，來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩耘c穩(wěn)定性。因此在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)地面站建設(shè)場(chǎng)地實(shí)際情況，對(duì)各項(xiàng)信息進(jìn)行綜合分析，選擇合理高效的方法，積極引進(jìn)各項(xiàng)新型技術(shù)，降低各項(xiàng)因素的限制，總結(jié)以往成功經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)性與失效性。

3.2 技術(shù)兼容優(yōu)化

3.2.1 兼容問題

（1）雙向通信制。ADS-B技術(shù)主要采用廣播式雙向通信模式，而我國一直所用通信制式為航跡跟蹤和管制數(shù)據(jù)通信的地空數(shù)據(jù)鏈，為AEEC618/AEEC622協(xié)議方式，屬于應(yīng)答式雙向通信。此種通信模式數(shù)據(jù)刷新率會(huì)受到應(yīng)答協(xié)議限制，且實(shí)時(shí)性與同步性并不能安全滿足高密度飛行管制要求，如果將ADS-B技術(shù)應(yīng)用于空管中，兩種通信制式不能兼容，為技術(shù)應(yīng)用需要解決的問題之一。

（2）數(shù)據(jù)連容量。ADS-B技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以有效滿足高密度飛行監(jiān)視要求，通信速率以及數(shù)據(jù)長(zhǎng)度均有著嚴(yán)格要求。為滿足這一要求，國際上一般會(huì)選擇用ADS-B廣播數(shù)據(jù)鏈-1090MHzS模式擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈1090ES，最大下行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可以達(dá)到112位。而就我國空管現(xiàn)狀來看，主要應(yīng)用的為RGS地空數(shù)據(jù)鏈，最大下行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度僅為32度，不能與ADS-B廣播電文有效兼容，會(huì)影響ADS-B技術(shù)在空管中的應(yīng)用效率。

3.2.2 兼容技術(shù)優(yōu)化

想要解決現(xiàn)有空管系統(tǒng)與ADS-B技術(shù)間的兼容問題，需要選擇合適的空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。如歐洲應(yīng)用較多的是高頻數(shù)據(jù)鏈模式4，SOTDMA協(xié)議為核心技術(shù)；美國應(yīng)用較多的萬能數(shù)據(jù)鏈，可以有效應(yīng)用于航空飛行活動(dòng)管理，利用二進(jìn)制連續(xù)相移監(jiān)控CP-FSK；以及1090MHzS模式擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈1090ES，利用選擇性詢問、雙向數(shù)據(jù)通信[4]。

4 結(jié)束語

ADS-B技術(shù)在空管中的應(yīng)用對(duì)推動(dòng)航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義，與現(xiàn)有空管系統(tǒng)的有效結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)飛行活動(dòng)信息的有效收集與處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器的實(shí)時(shí)監(jiān)控。雖然目前在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定問題，但是通過對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的專業(yè)分析，勢(shì)必會(huì)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的全面性與高效性，消除存在的各類問題。

參考文獻(xiàn)

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[3]劉滟波.ADS-B技術(shù)在空管中的應(yīng)用研究[J].科技與企業(yè)，

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[4]袁鷹.探討ADS-B在空管中的應(yīng)用體會(huì)[J].科技傳播，2014，14：107+85.