ADS—B監(jiān)視技術(shù)在空中交通服務(wù)中的應(yīng)用初探

朱超猛

摘 要 ADS-B技術(shù)的核心就是利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)對(duì)通用航空器進(jìn)行有效監(jiān)視的目的。因?yàn)槠渚邆鋬r(jià)格低廉、性能突出的優(yōu)點(diǎn)，使其在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，成為民航組織想要重點(diǎn)發(fā)展的新技術(shù)，我國(guó)因?yàn)楸旧淼奶赜袑傩詫?duì)推廣普及ADS-B技術(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)也存在一定的問(wèn)題，本文對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述并進(jìn)行了一定的應(yīng)用探討。

關(guān)鍵詞 ADS-B監(jiān)視技術(shù)；空中交通服務(wù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0142-01

隨著創(chuàng)新型科技的不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)軍事和民航業(yè)迎來(lái)了巨大的發(fā)展空間，與此同時(shí)航空領(lǐng)域也出現(xiàn)了不同的需求，同時(shí)空間領(lǐng)域資源分配不足的問(wèn)題也凸顯出來(lái)，并且因?yàn)槲覈?guó)雷達(dá)技術(shù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全覆蓋，因此加強(qiáng)ADS-B系統(tǒng)的研究對(duì)我國(guó)航空系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義，本文闡述了ADS-B技術(shù)在應(yīng)用中的問(wèn)題，以及對(duì)未來(lái)應(yīng)用進(jìn)行了有效探討。

1 ADS-B技術(shù)的簡(jiǎn)述和意義

1.1 ADS-B的含義和系統(tǒng)組成

ADS-B的含義包括自動(dòng)、相關(guān)、監(jiān)視和廣播，是飛機(jī)周期性廣播由機(jī)載星基導(dǎo)航和定位系統(tǒng)生成精準(zhǔn)信息，地面設(shè)備和其他飛行設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)鏈對(duì)該信息進(jìn)行接收，利用衛(wèi)星系統(tǒng)、飛機(jī)和地基系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)對(duì)空天地一體化協(xié)同監(jiān)視的一種技術(shù)[1]。ADS-B機(jī)載設(shè)備主要是由下行設(shè)備和機(jī)載交通信息顯示器組成。

1.2 ADS-B技術(shù)的意義

第一，ADS-B技術(shù)可以完善地面監(jiān)控手段，使用雷達(dá)對(duì)地面進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候，會(huì)有一定的局限性和監(jiān)視盲區(qū)，并且成本相對(duì)來(lái)說(shuō)比較昂貴，ADS-B可以有效的解決雷達(dá)監(jiān)控存在的覆蓋面積受限的問(wèn)題，使得監(jiān)控質(zhì)量得以提高，并且可以在雷達(dá)監(jiān)控?zé)o效區(qū)內(nèi)提供有效的監(jiān)控手段；第二，可以有效促進(jìn)飛行監(jiān)控，ADS-B通過(guò)飛行器向周邊的接收站發(fā)送信息，來(lái)保證飛行器能夠有效地進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別相對(duì)位置，來(lái)保證一定的安全間距，并且還可以通過(guò)接收器與空管系統(tǒng)以及其他飛行器進(jìn)行有效結(jié)合，使其可以在空地也能夠提供精確的信息。

2 ADS-B技術(shù)應(yīng)用在空中交通服務(wù)中存在的問(wèn)題

2.1 技術(shù)體制問(wèn)題

由于ADS-C的技術(shù)體制的自身特有屬性，導(dǎo)致其航跡報(bào)告是具有一定的選擇性和優(yōu)先處理性，ADS-C和ADS-B雖然在管理控制方法的使用上，存在一定的差異性，但是在其他方面的內(nèi)容上具有基本的一致性。ADS信息的使用是具有一定的契約制，具體流程是為了獲得ADS報(bào)告，需要對(duì)飛機(jī)和航線進(jìn)行全程的監(jiān)控，來(lái)獲取必要的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行約定報(bào)告，而且還需要和各方面的運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行有效的溝通，從而制定完善的信息傳輸服務(wù)，這樣雖然可以得到更多的飛行軌跡和信息要素，并使重復(fù)報(bào)告周期縮短，但與此同時(shí)需要支付昂貴的通訊費(fèi)用，在這樣的體制下，ADS-B監(jiān)管技術(shù)雖然在低密度航路上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空中交通服務(wù)和航空公司的運(yùn)營(yíng)管理，但是高昂的成本還是讓很多航空公司和空管等用戶對(duì)其產(chǎn)生一定的猶豫和懷疑，因此航空器配置的各種先進(jìn)設(shè)備以及配套的科技手段都被當(dāng)成擺設(shè)，無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的效果和作用。

2.2 技術(shù)兼容問(wèn)題

首先ADS-B的主要通信技術(shù)采用的是廣播式雙向通信，但是我國(guó)對(duì)航跡追蹤和管制數(shù)據(jù)通信的地空數(shù)據(jù)鏈，使用的都是應(yīng)答式的雙向通信，導(dǎo)致出現(xiàn)了一定的差異性和不兼容性，從而無(wú)法滿足國(guó)家對(duì)飛行管制提出的硬性要求；其次ADS-B對(duì)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和通信速率都有著很高的要求，國(guó)際通用的ADS-B廣播數(shù)據(jù)鏈的最大下行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是112位，數(shù)據(jù)率可達(dá)到1兆比特每秒，而我國(guó)先用的地空數(shù)據(jù)鏈的最大下行數(shù)據(jù)長(zhǎng)度只有32位，數(shù)據(jù)率也僅有2400比特每秒，因此無(wú)法與ADS-B廣播電文兼容；最后ADS-B廣播電文的傳輸方式采用的是比特的數(shù)據(jù)串傳輸，并且下行數(shù)據(jù)傳送到地面后，馬上傳輸?shù)胶娇毡O(jiān)管下的地面用戶端，并通過(guò)衛(wèi)星的下行數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換，利用SITA格式通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)網(wǎng)來(lái)傳送到用戶端，這樣增加了傳輸延時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，因此不適合高密度的飛行監(jiān)控[2]。

3 空中交通服務(wù)未來(lái)的發(fā)展方向

當(dāng)前，我國(guó)的航空運(yùn)輸業(yè)正處在高速成長(zhǎng)期，因此，空間領(lǐng)域范圍和機(jī)對(duì)規(guī)模都在不斷的擴(kuò)大，同時(shí)需要面臨機(jī)型更新、空管設(shè)備需要改造的問(wèn)題，所以要對(duì)其進(jìn)行全新的思考。因此ADS-B技術(shù)開(kāi)始成為我國(guó)研究的重中之重，也是未來(lái)發(fā)展的主要方向。但是該項(xiàng)技術(shù)仍然存在一定的問(wèn)題，比如先進(jìn)技術(shù)在研發(fā)使用上不合理、空管地面設(shè)備結(jié)構(gòu)單一等，這需要各方從整體的角度看待問(wèn)題，為共同的目標(biāo)一起團(tuán)結(jié)合作，還需要國(guó)家出臺(tái)有效的調(diào)控政策，為該項(xiàng)技術(shù)提供一定的保障作用。因此要對(duì)ADS-B技術(shù)進(jìn)行一定的計(jì)劃安排，使其可以更好的在未來(lái)應(yīng)用。

4 ADS-B監(jiān)視技術(shù)在空中交通服務(wù)中的應(yīng)用探討

4.1 數(shù)據(jù)鏈的考量

ADS-B系統(tǒng)目前正在成為通用航空的標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在發(fā)送信號(hào)速率、精密時(shí)間基準(zhǔn)和報(bào)文調(diào)制和接入規(guī)定等方面，并可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離參數(shù)的獨(dú)立測(cè)量。并且還具備一定的拓展能力，可實(shí)現(xiàn)廣播式交通信息服務(wù)和廣播式航行輕薄服務(wù)的同時(shí)進(jìn)行。在地面上，管制員在氣象、距離、地形等輔助現(xiàn)實(shí)下，可以對(duì)飛機(jī)識(shí)別的高度、航向、速度等進(jìn)行監(jiān)控；與此同時(shí)在駕駛艙中，機(jī)載顯示設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)和地面顯示同步，更好的幫助飛行員了解周圍的空中交通動(dòng)態(tài)信息，盡可能地避免了飛行沖突。并且成本相對(duì)較低，增加了實(shí)現(xiàn)的可能性。

4.2 可借鑒的經(jīng)驗(yàn)

在中國(guó)民航飛行學(xué)院，2006年已經(jīng)對(duì)ADS-B的驗(yàn)證和應(yīng)用取得了一定的成績(jī)，并且開(kāi)始全面應(yīng)用于日常飛行訓(xùn)練和管理，與傳統(tǒng)方式相比，ADS-B系統(tǒng)使飛行員和空中交通管制員能清晰的看到飛行動(dòng)態(tài)和飛行航線，使得飛行的效果有效的提高，也使指揮員的方式提高了效果，并且可以在一定程度上，可以使管理者對(duì)飛行訓(xùn)練的實(shí)際情況和效果進(jìn)行更好的監(jiān)控，從而更加的了解飛行員的學(xué)習(xí)狀況。ADS-B很好的取代了雷達(dá)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了低成本可以解決航行監(jiān)控的問(wèn)題[3]。

4.3 地面站的設(shè)置考慮

ADS-B系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有的通用航空器機(jī)載設(shè)備可以進(jìn)行有效的規(guī)模整改，使其相應(yīng)的地面設(shè)施投入成本也相對(duì)減少，并且可以對(duì)有雷達(dá)設(shè)施的直升機(jī)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)同屏現(xiàn)實(shí)功能，也能對(duì)沒(méi)有雷達(dá)設(shè)施的直升機(jī)選配座艙顯示器，從而使飛行員感受到一樣的效果，更好的掌握空中交通信息，并且要進(jìn)行地面站直接的相互聯(lián)網(wǎng)，這樣才能使效果最大化。

4.4 地面信號(hào)模擬

以渤海灣為例，用ADS-B監(jiān)控技術(shù)和雷達(dá)監(jiān)控技術(shù)做實(shí)驗(yàn)對(duì)比，利用分析軟件對(duì)兩種技術(shù)的信號(hào)覆蓋范圍進(jìn)行檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)雷達(dá)安裝設(shè)備受到的限制因素和影響因素都相對(duì)較多，而ADS-B監(jiān)控技術(shù)可以在雷達(dá)覆蓋覆蓋空白區(qū)域提供有效的解決手段，引入ADS-B監(jiān)控技術(shù)為低空飛行監(jiān)管監(jiān)視提供了新思路，不僅能在復(fù)雜的天氣因素下為運(yùn)行中的航空器提供安全保證，還能使航空公司對(duì)新的監(jiān)管技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，來(lái)滿足新時(shí)代所需的要求同時(shí)，還可以推動(dòng)中國(guó)通用航空事業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

5 結(jié)論

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，對(duì)航空業(yè)的要求也開(kāi)始不斷的變化，未來(lái)滿足這種社會(huì)要求，ADS-B監(jiān)控技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為了未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。衛(wèi)星監(jiān)控技術(shù)在我國(guó)普遍應(yīng)用，但是也存在一定的問(wèn)題，ADS-B監(jiān)控技術(shù)可以對(duì)其進(jìn)行有效的改善，并且因?yàn)槠浔旧韮r(jià)格低、性能好的特殊性質(zhì)，使其地位逐漸凸顯出來(lái)，為了更好的適應(yīng)社會(huì)以及使航空事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，發(fā)展ADS-B技術(shù)是十分必要的。

參考文獻(xiàn)

[1]杜萬(wàn)營(yíng)，陳惠萍.ADS-B監(jiān)視技術(shù)在空中交通服務(wù)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，10（6）：23-26.

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