淺談CPDLC設(shè)備和ADSB對(duì)民航空管的影響

劉冠志

（民航甘肅空管分局 甘肅蘭州 730070）

摘 要：隨著我國工業(yè)水平的不斷提高，民航業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，通信方式也在逐漸向數(shù)字化方向上靠攏，從原來的語音通信逐步向數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)變。廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視技術(shù)也對(duì)未來空中交通管理領(lǐng)域的發(fā)展影響極深遠(yuǎn)，其無可替代的優(yōu)越性，將為通信、導(dǎo)航、監(jiān)視技術(shù)帶來革命性變化。因此，基于此理念，本文闡述了數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)及廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視相關(guān)概念，并分析了其對(duì)民航空管的影響，以期能對(duì)未來民航通信系統(tǒng)的發(fā)展做出幫助，不足之處敬請各位同仁批評(píng)指正。

關(guān)鍵詞：ADSB；CPDLC；空中交通管制 影響

隨著民用航空業(yè)的高速發(fā)展，民航機(jī)場和航路的擁擠情況也日益加劇，造成航班準(zhǔn)點(diǎn)率下降的情況越來越嚴(yán)重。如何充分而合理地利用好航路資源，讓繁忙的空域變得更加有序而順暢，已成為目前極其緊迫和重要的問題。要解決這一問題，除了完善相關(guān)的空域管理，理清航線航路的行政手段外，還可以通過建立完善的空管交通管制系統(tǒng)，包括采用先進(jìn)的機(jī)載設(shè)備，部署配套建設(shè)的空-空數(shù)據(jù)鏈和地-空數(shù)據(jù)鏈，升級(jí)相關(guān)的地面設(shè)備等手段，建立起一個(gè)現(xiàn)代化、立體化的高效空管監(jiān)視、運(yùn)行和管制的設(shè)備體系。

1、相關(guān)概念

1.1 ADSB技術(shù)概述

廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADSB）是它的英文縮寫，是新航行系統(tǒng)（CNS/ATM）中非常重要的通信技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)。它利用全球衛(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）、飛行管理器把飛機(jī)的位置信息（經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間）和飛機(jī)的識(shí)別號(hào)、飛機(jī)的速度等通過數(shù)據(jù)鏈廣播出去，其他飛機(jī)的和地面站接收其廣播信息后經(jīng)過處理送給機(jī)艙綜合信息顯示器或者地面顯示器。ADSB作為空管監(jiān)視主推的新技術(shù)之一，在國內(nèi)部分機(jī)場、航線不斷進(jìn)行監(jiān)視試驗(yàn)。目前，成都—拉薩航線已經(jīng)完成布站工作，進(jìn)行ADSB監(jiān)視下的類雷達(dá)管制。

ADSB地面設(shè)備成本更低，布站靈活，信號(hào)刷新率快，精度高，在航路上覆蓋范圍能達(dá)到300KM以上，非常適合監(jiān)視非雷達(dá)覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)；在雷達(dá)覆蓋范圍內(nèi)，ADSB信息可用于獨(dú)立監(jiān)視或與雷達(dá)信號(hào)融合使用。 根據(jù)原理，不論機(jī)場場面還是航路、進(jìn)近，相比于多點(diǎn)相關(guān)系統(tǒng)，ADSB地面站布站都要少的多，所以ADSB設(shè)備適用于絕大部分區(qū)域的監(jiān)視。

1.2 CPDLC技術(shù)概述

數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)（Controller Pilot data Link Communications，CPDLC），是依靠數(shù)據(jù)鏈傳輸信息的飛機(jī)通信系統(tǒng)。CPDLC 能夠提供可以在ATS中使用的地空數(shù)據(jù)通信，其中包含了現(xiàn)階段所應(yīng)用的話音模式以及相應(yīng)放行和請求較為完善的標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)管制員和駕駛員之間的交流和溝通，提高管制移交與傳輸放行等功能質(zhì)量。而這種雙向的通信模式經(jīng)由地空數(shù)據(jù)鏈，對(duì)地面的的管制命令進(jìn)行答復(fù)，使數(shù)據(jù)通信以及管制命令能夠進(jìn)行很多次的閱讀。

2、ADSB技術(shù)對(duì)民航空管的影響

2.1在機(jī)場與空域均可發(fā)揮較好預(yù)防撞機(jī)的作用

ADSB系統(tǒng)能對(duì)機(jī)場地形進(jìn)行準(zhǔn)確地標(biāo)識(shí)，甚至可很清晰地顯示機(jī)場跑到、滑行道以及停機(jī)坪等地標(biāo)輪廓，而飛機(jī)在安裝ADSB系統(tǒng)后，其在機(jī)場內(nèi)的具體位置也可通過ADSB系統(tǒng)顯示器精確顯示，在此種情況下，機(jī)場指揮人員便可很方便地根據(jù)這些飛機(jī)的適時(shí)位置來更合理和有序地指揮飛機(jī)的滑行和起飛，大大避免了飛機(jī)在機(jī)場內(nèi)相撞事件的發(fā)生。同時(shí)在空域范圍未改變但飛機(jī)飛行例次增多的情況下，監(jiān)管飛機(jī)飛行動(dòng)態(tài)的人員必須時(shí)刻對(duì)飛機(jī)的空中坐標(biāo)與飛行航線與方向進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，繼而分析其是否有發(fā)生沖突的可能，通過將ADSB進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)后，即實(shí)現(xiàn)了在塔臺(tái)或辦公室對(duì)飛機(jī)動(dòng)態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，空中相撞的危險(xiǎn)系數(shù)顯著下降。

2.2在飛行管理中實(shí)現(xiàn)了方便的地圖加載

ADSB可十分方便地加載地圖，同時(shí)還可將地圖按比例放大或縮小。在對(duì)地圖進(jìn)行放大的時(shí)候，可將某區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)很清晰地顯示出來，并能很直觀地判斷飛機(jī)的相對(duì)地理與空間坐標(biāo)；當(dāng)對(duì)地圖進(jìn)行縮小時(shí)，則可將較大范圍內(nèi)的飛機(jī)全部顯示出來。飛機(jī)在安裝ADSB系統(tǒng)后，也可立即將飛行的航線地圖進(jìn)行加載并識(shí)別地形，如此便等于是相對(duì)地增加了飛行員的視野。另外，在ADSB的地圖與系統(tǒng)上面，還能很容易地進(jìn)行地圖與航路的繪制，標(biāo)識(shí)出機(jī)場的進(jìn)港程序，飛行管理員可很容易地對(duì)飛機(jī)的航線進(jìn)行監(jiān)測一及時(shí)發(fā)現(xiàn)其偏離航線的情況，或是是否有按既定的進(jìn)港離港的程序降落或起飛，同時(shí)挺行飛行員進(jìn)行合理修正。如此一來，在ADSB系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)位置、速度、航線方向等信息充分掌握的情況下，在顯著增強(qiáng)管制員對(duì)飛機(jī)航行的掌控力的同時(shí)，也大大減少了其管制工作的負(fù)擔(dān)。

2.3顯示了對(duì)飛機(jī)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的跟蹤管理模式

ADSB系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)動(dòng)態(tài)的更新頻率高于雷達(dá)，飛機(jī)在顯示器上顯示，給管制員的感覺是實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤。在顯示器上每一架飛機(jī)都有自己的航跡，管制員可以清楚的判斷出飛機(jī)實(shí)時(shí)的航向、飛機(jī)的高度和速度。在塔臺(tái)終端區(qū)域，管制員根據(jù)比例尺判斷：同高度層以訓(xùn)練飛機(jī)為中心，半徑6千米范圍內(nèi)不允許有其他飛機(jī)。在航路上同高度層上，飛機(jī)的間隔是至少10千米。ADSB系統(tǒng)還可以記錄飛行的整個(gè)動(dòng)態(tài)，可以像電影一樣選擇任意時(shí)間段的進(jìn)行播放。

3、ADSB在我國的應(yīng)用建議及發(fā)展

ADSB能夠達(dá)到低空飛行的通航小飛機(jī)實(shí)現(xiàn)空空監(jiān)視的目的，進(jìn)而縮小相互間的安全間隔，提高空域利用率，使用ADS技術(shù)還可以顯著的縮短航路距離等。鑒于ADSB 種種優(yōu)勢，世界范圍內(nèi)都在積極推進(jìn)ADSB 系統(tǒng)的建設(shè)，中國民航已經(jīng)在成都至九寨的航路上實(shí)施全程ADSB監(jiān)視，并逐步在我國非雷達(dá)覆蓋區(qū)域的航路上實(shí)施ADSB監(jiān)視的運(yùn)行。成都-拉薩航線監(jiān)視工程于2009年6月獲得民航局批準(zhǔn)，2011年7月8日，該航線開始實(shí)施 ADSB監(jiān)視條件下縮小間隔。ADSB技術(shù)作為主推技術(shù)，不僅具有造價(jià)更低廉，精度更高，監(jiān)視范圍更廣等優(yōu)點(diǎn)，更有各技術(shù)政策的支持，為我國開放低空、發(fā)展通用航空事業(yè)，提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，建議在雷達(dá)已經(jīng)覆蓋的區(qū)域繼續(xù)使用雷達(dá)監(jiān)視，而在雷達(dá)無法覆蓋的區(qū)域，比如沙漠地區(qū)以及洋區(qū)，則可以使用ADS來提供監(jiān)視服務(wù)，其他滿足條件的地區(qū)可以嘗試MLAT與空地協(xié)同監(jiān)視以及ADSB技術(shù)的選擇性或者配合使用。

4、結(jié)束語

總而言之，我國國內(nèi)的民航業(yè)正處于發(fā)展階段，地空通信技術(shù)以及通信企業(yè)正在不斷地發(fā)展和完善，空管設(shè)施需要進(jìn)一步改造和完善，CPDLC設(shè)備及ADSB系統(tǒng)對(duì)空中交通管制的發(fā)展具有十分重要的意義，根據(jù)沖突檢測和交通態(tài)勢圖顯示，可實(shí)現(xiàn)飛行器相互監(jiān)視和指揮，從而增加航行的安全性。因此我們相信，在地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐漸增大以及通信鏈不斷拓寬的今天，地空通信技術(shù)未來的發(fā)展前景是無法估量的。

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