廣播式自動相關監視系統(ADS-B)在三亞情報區的應用研究

葛偉嘉 / 民航海南空管分局

廣播式自動相關監視系統(ADS-B)在三亞情報區的應用研究

葛偉嘉 / 民航海南空管分局

加快推廣應用ADS-B（廣播式自動相關監視）是我國由民航大國向民航強國邁進、建設新一代航空運輸系統的重要任務之一。到2020年，我國民航空中交通流量將達到2010年的3倍以上，年起降架次將超過1500萬。雷達等傳統監視技術及其布局、數量將難以滿足日益增長的航空運輸需要。我國南中國海地區空中交通流量大、飛行密度大、空域結構復雜，迫切需要ADS-B提供監視助力。

ADS-B；應用；交通管制

引言

近幾年，隨著航空航天事業的發展，空中交通管制表現出了很大的變革，其中ADS-B技術，得到了廣泛的應用。ADS-B在空中交通管制中，能有效處理擁堵、沖突的問題，提供廣播式的自動監視方法，此項技術的根本是ADS，也就是自動相關監視，在此基礎上，演變成了ADS-B技術，監督空中交通的運營，落實高效的監督和監視工作。

1.ADS-B的原理和構成

ADS-B技術，按照功能可以解釋為自動（Automatic）、相關（Dependent）、監視（Surveillance）、廣播（Broadcast）四項定義，在空中交通管制中，航空器的機載設備，會根據ADS-B的數據格式，實時不間斷的廣播飛機在空中交通系統中的狀態，構成了端到端尋址式的數據鏈，促使航空器、地面站，能夠按照約定構成對應的關系，既可以實現空中到地面的通信，又可以實現飛行員到管制員的通信[1]。ADS-B技術最大的優勢是全面監督空中交通運行，參與到空中交通管制內，ADS-B把地面、空中設備以及管制監控系統連接起來，向空中和地面實時發送信息。

空中交通管制中的ADS-B，在對空監視的過程中，涉及到了機載電子設備、外加TCAS信息顯示器以及自動相關監視設備等，發送了三維空間中飛機的基本數據[2]。ADS-B的構成，也可以劃分成監視源、傳輸介質、處理設備和顯示終端四個部分，還可根據空中交通管制的實際情況，配置專用的模塊構成，構建專屬報文形式的ADS-B通道，完成空對空、空對地的數據鏈廣播。

圖1 ADS-B工作原理示意圖

2.ADS-B技術對空中交通管制的意義

空中交通運行中，雷達覆蓋范圍有限，而ADS-B技術，不論在雷達區域以內還是以外，均能發揮有效的作用。

（1）空中交通管制在雷達覆蓋范圍以內，ADS-B的應用，可以在根本上提高空中交通管制的精準性和工作效率。ADS-B可以代替雷達，直接負責空中交通管制的工作，促使空中交通達到規范的管制標志。例如：空中交通運行中，雷達出現了突發性的故障，或者天氣惡劣降低了雷達的信號質量，此時ADS-B的自動相關監視系統，就可以取代雷達，獲取空中飛機的基本信息，實行空中的交通管制。

（2）空中交通管制在雷達覆蓋的范圍外，我國有的地區屬于非雷達區域，傳統的交通管制中，飛機通過短波報告，把自身的位置傳送給總控制塔，短波報告提供的信息中，沒有飛機的高度、速度等信息，需要總控制塔中的工作人員，自行估計相關數據并實行空中的交通管制，增大了空中交通的風險。ADS-B的應用，引入到了無雷達覆蓋的區域中，采用ADS-B技術，ADS-B會向地面的總控制塔，實時發送空中飛機的飛行數據，提供了實時的空中管制信息，維護了空中飛行在無雷達區域中的安全性。

3.ADS-B在三亞飛行情報區的應用

近年來，中國民航大力推進監視系統技術變革，努力構建空地一體化的ADS-B運行體系，不斷完善地面設施和網絡建設布局，從整體上提高民航安全水平、運行效率和服務能力，增大空域容量。

按照國際民航組織東南亞地區ADS-B運行總體規劃和民航局空管局的統一部署，三亞飛行情報區于2008年在西沙永興島安裝ERA公司的ADS-B設備，同年在西沙雷達站建設地面站作試驗，并于2009年升級海口管制中心Telephonics自動化系統和引入該ADS-B信號進行融合顯示。2013年12月31日零時，三亞飛行情報區L642、M771航路正式實施ADS-B運行，有效彌補了南中國海地區雷達監視能力不足的問題，提高了該區域空管運行安全水平。為滿足ADS-B航路管制需求，2014年，中南空管局在該地區建設了4個ADS-B地面站，并在三亞區管建設了全國首個ADS-B數據站，為管制指揮提供優質的信息服務。2016年，中南空管局完成了南中國海ADS-B正式運行前的設備優化工作，主要解決了地面站、數據站和自動化系統處理等方面的技術難題。至此，中南空管局完成了ADS-B在南中國海由點及面的覆蓋，擴大了航空監視范圍，提高了洋區的保障能力和服務水平。

ADS-B技術在南中國海地區的應用，不僅有效優化了該區域的航路設置，增大了空域容量，而且也為空管人員提供了更精確的地空信息，讓他們能夠更好地進行空中和地面交通監控，提高空管人員對緊急事件的處理能力和工作效率。

按照上級統一部署，三亞區管中心還將設立ADS-B二級數據中心，將來承擔對香港、越南等國家（地區）的ADS-B數據服務工作，并為在三亞區管建設南中國海地區流量管理中心提供數據服務。這樣一來，三亞區管乃至中國民航在南中國海地區的影響力也將得到極大增強，從而為中國民航在南中國海地區的戰略發展提供強有力的支撐。

4.ADS-B在我國的發展前景

ADS-B是一項優質的空中交通管制技術，其在安全、效率和效益上，表現出了運行優勢。ADS-B在空中交通管制中的未來發展，要注重硬件設施的運用，根據實際情況修改ADS-B的工作程序，而且在發展期間，還要落實通信系統、空管設備的建設，逐步普及機載設備，引進先進的軟件，積極提高ADS-B在空中交通管制中的發展水平，進而為空中交通管制，提供便捷、安全的應用技術。

首先在成本上ADS-B建設投資只有二次雷達的十分之一左右，并且維護成本低，使用壽命長。其次ADS-B可提供比二次監視雷達更多的目標信息，可實現空-地監視、空-空監視和地-地監視，定位精度更高，更新率更快，地面站建設簡便靈活且不受地形限制，各地面站可獨立運行。

澳大利亞的空管范圍占目前全球空域的1/11，而其雷達數量卻僅僅相當于我國上海飛行情報區的雷達數量，正是由于澳大利亞對ADS-B技術的超前規劃和大膽應用。相比之下，我國在ADS-B的實用技術研究、機載設備配備、地面系統建設、飛行和管制人員的操作技能培訓等方面，還缺乏現實可行的規劃安排。

ADS-B技術是未來航空監視技術發展的趨勢已是不爭的事實，如何完成從二次雷達到ADS-B的過渡，以及在什么情況下使用ADS-B管制和如何制定ADS-B管制下的標準是中國航空事業將要面臨的重要課題。

5.結語

伴隨著中國航空事業的不斷發展壯大，空域、流量等問題也不斷突出，航班延誤、流量控制弄得乘客怨聲載道。ADS-B這種新技術的出現，由于其先進的技術優勢（比如定位精度高，對縮小航空器最小間隔有著積極的作用，因而可以增加單位空域內的流量，從而提高航班正點率），未來必然會成為民航管制監視的重要手段。因此，建設新一代空管系統，通過應用ADS-B技術，提升對空監視能力，進而提高安全水平、增大空域容量、提高運行效率，對中國航空事業的發展有著深遠的意義！

[1]付強.ADS-B原理及在空中交通管制中的應用[D].吉林大學，2011.

[2]陳惠峰.ADS-B技術在民航空管中的應用及前景展望[J].軟件導刊，2012.