ADS-B技術(shù)給空中交通管制帶來的便利

馬晶

【摘 要】本文針對ADS-B技術(shù)在空中交通管制中的發(fā)展概況進行剖析，結(jié)合ADS-B技術(shù)的基本內(nèi)容和工作原理，通過研究ADS-B技術(shù)在飛機型號識別、飛行準(zhǔn)確定位、疏通空中交通中帶來的便利，目的在于提升空中交通管理水平，確保飛機在空中的有序運行。

【關(guān)鍵字】ADS-B技術(shù);空中交通管制;準(zhǔn)確定位

中圖分類號： V355.1 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）13-0014-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.006

ADS-B Technology Brings Convenience to air Traffic Control

MA Jing

（Yunnan Air Traffic Administration Branch， Southwest Administration of Civil Aviation of China， Yunnan Kunming 650211， China）

【Abstract】In this paper， the development of ADS-B technology in air traffic control is analyzed. Combining with the basic content and working principle of ADS-B technology， the convenience of ADS-B technology in aircraft type identification， flight accurate positioning and air traffic dredging is studied. The purpose is to improve the level of air traffic management and ensure the orderly operation of aircraft in the air.

【Key words】Ads-b technology; Air traffic control; Accurate positioning

0 引言

空中交通管制是針對空中航空器運行路線、速度、時間進行管理的業(yè)務(wù)。因為飛機具有速度快、耗時短等優(yōu)勢，目前已成為人們外出旅行、出差的主選交通工具之一。隨著空中交通流量的增加，如何提升空中管制的有效性，成為管制部門重點關(guān)注的問題。ADS-B技術(shù)的引入，對提升空域運行穩(wěn)定性有著重要作用。

1 ADS-B技術(shù)在空中交通管制中的發(fā)展概況

1.1 國外發(fā)展情況

ADS-B技術(shù)最初是在經(jīng)濟發(fā)展位于前列的西方國家中開始推廣[1]。在21世紀(jì)初期，美國以阿拉斯加為試運營地點，開始推廣ADS-B技術(shù)，在不斷嘗試和改善的過程中，目前已經(jīng)形成比較成熟的管理體系。尤其是在2002年，由FFA（遠(yuǎn)期運費協(xié)議）正式公布了ADS-B技術(shù)的應(yīng)用方法和相關(guān)政策，正式文件的頒布，為ADS-B技術(shù)創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間。與此同時，澳大利亞航空安全局也在積極研究ADS-B技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)實驗，在2002年首次成功完成運行試驗后，該安全局正式制定了ADS-B技術(shù)的相關(guān)使用計劃，并且在2005年開始在各個航空公司推廣匹配ADS-B技術(shù)運行的航空設(shè)備，同年，澳大利亞政府出臺了相關(guān)政策輔助航空設(shè)備的推廣，同時政府還制定了長久的發(fā)展計劃，使其成為最早收益的西方國家之一。

1.2 國內(nèi)發(fā)展情況

我國ADS-B技術(shù)應(yīng)用研究的起步時間幾乎與西方國家同步，早在1998年，中國航空管制部門為了提高西部地區(qū)空域運行的穩(wěn)定性，在國際航空發(fā)展背景下，我國啟動了第一條使用ADS-B技術(shù)的空中航線，并在本世紀(jì)初成功完成測試，正式投入使用。相較于國際上的其他國家，目前我國在ADS-B技術(shù)應(yīng)用上仍處于剛起步階段，很多應(yīng)用仍處于概念性階段，還沒有規(guī)劃出完善的實施方案。為了改善該現(xiàn)狀，我國積極與先進國家進行合作，委派技術(shù)人員進行考察學(xué)習(xí)，逐步完善我國的ADS-B技術(shù)應(yīng)用體系。

2 ADS-B技術(shù)概述

2.1 基本內(nèi)容

ADS-B技術(shù)最大的應(yīng)用優(yōu)勢是可以與雷達(dá)進行互補，即在雷達(dá)無法覆蓋的地區(qū)，ADS-B技術(shù)可以提供虛擬雷達(dá)服務(wù)，實現(xiàn)空中交通的實時監(jiān)管[2]。隨著國際間交流的頻繁，航空公司為了迎合國際市場發(fā)展趨勢，增設(shè)了多條國際航線。與此同時，很多國際航線都需要經(jīng)過海域，該區(qū)域?qū)儆诶走_(dá)無法覆蓋的區(qū)域，增加了空中交通管制的難度。ADS-B技術(shù)通過多地面站和機載站進行數(shù)據(jù)傳輸，多地面站主要負(fù)責(zé)信息接收、處理和調(diào)整指令的下達(dá)。機載站負(fù)責(zé)信息采集和調(diào)整指令的執(zhí)行，使空中交通管制部門能夠?qū)崟r監(jiān)管飛機的飛行速度、飛行高度和飛行位置，根據(jù)其他飛機傳遞的信息，實現(xiàn)空中交通疏通，提升空域飛行安全等級的目的。

2.2 工作原理

ADS-B技術(shù)屬于新型的空中監(jiān)管技術(shù)，可以對飛機飛行位置進行精準(zhǔn)定位，同時能夠提升信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確度，對提高空中交通穩(wěn)定性有著積極的意義。ADS-B的工作原理包括以下幾方面內(nèi)容：首先，自動性。ADS-B在進行飛行數(shù)據(jù)傳輸時，不需要人為操作進行干預(yù)，系統(tǒng)會根據(jù)所需傳遞的數(shù)據(jù)類別，以不同的頻率輸出至對應(yīng)的接收設(shè)備當(dāng)中，由相應(yīng)設(shè)備對信息進行集中分析，能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴Ｆ浯危嚓P(guān)性。在應(yīng)用ADS-B技術(shù)時，飛機上也會裝配相應(yīng)的輸出和輸入裝置，在多地面控制站輸出調(diào)整指令后，由機載系統(tǒng)對指令內(nèi)容進行解答，駕駛員根據(jù)指令進行飛機高度和速度的調(diào)整，可以提高調(diào)整指令的可用性。最后，監(jiān)視性。ADS-B技術(shù)會對空中航空器的飛行狀態(tài)進行實時監(jiān)督，利用傳輸數(shù)據(jù)匹配既定的飛行航線，如果航空器偏離了預(yù)定軌道，多地面控制站會及時與航空器進行溝通，了解偏離既定航線的具體原因，根據(jù)原因下達(dá)相應(yīng)的調(diào)整指令，使其在可以盡快回歸既定飛行路線，確保航空器飛行的安全等級。除此之外，所有調(diào)控指令和飛行數(shù)據(jù)都是利用廣播的形式進行傳遞，所有的用戶都可以接收到此類信息，增加了信息共享程度，進而確保空域飛行環(huán)境的有序性。

3 ADS-B技術(shù)給空中交通管制帶來的便利

ADS-B技術(shù)是當(dāng)代GPS定位技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航和計算機技術(shù)有機結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)物，因為其可以有效彌補雷達(dá)定位缺陷，在空中交通中擁有較大應(yīng)用優(yōu)勢，所以目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于空中交通管制當(dāng)中。ADS-B在空中交通管制中帶來的便利可以分為以下幾方面內(nèi)容。

3.1 飛機型號識別

民航運營體系的成熟，豐富了我國空域的運行環(huán)境，與此同時，飛行航線的增加，對空中交通管制部門提出了更高的要求[3]。由于眾多飛行航線存在交叉、重疊、平行、垂直等情況，空中交通管制在下達(dá)調(diào)控指令，需要準(zhǔn)確識別飛機型號，確保調(diào)控指令下達(dá)的有效性。ADS-B技術(shù)的應(yīng)用，能夠輔助多地面站進行空域飛機型號的識別，系統(tǒng)將識別信號輸送至顯示屏中，管制人員根據(jù)屏幕顯示內(nèi)容與飛機標(biāo)識進行對應(yīng)，同時將現(xiàn)階段飛機的飛行高度、飛行速度、飛行情況、飛行目的地等信息進行匹配，借此提升空中交通管制的科學(xué)性。ADS-B技術(shù)在飛機型號識別中的具體操作步驟如下：第一，多地面站借助ADS-B對目前空域中經(jīng)過的飛機信息進行收集，信息內(nèi)容包括飛機代號編碼、飛行航線、飛行高度、飛行速度等。目前我國飛機型號均采用編碼排列，根據(jù)編碼內(nèi)容可以對飛機型號進行有效識別。第二，多地面站在接收到飛行數(shù)據(jù)后，借助系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行初步處理，將完成處理的數(shù)據(jù)直接輸送至顯示屏幕，由管制人員進行飛行型號的再次確認(rèn)。識別飛機型號的方法有兩種，一種是管制人員利用機載站配備的ADS-B標(biāo)牌來確定該飛機型號;另一種是利用上傳到代號編碼對飛機型號進行識別。第三，完成飛機型號識別后，結(jié)合空中航線擁堵情況和航線偏離情況下達(dá)調(diào)控指令，如調(diào)整飛機的垂直高度、調(diào)整飛行角度等，飛機機載站在接受到調(diào)整指令后，由駕駛員執(zhí)行調(diào)控指令，確保飛機始終處于平穩(wěn)的飛行環(huán)境中。需要注意的是，管制人員在進行飛機型號識別時，被識別目標(biāo)不能偏離管制空域，飛行高度不能低于安全高度，借此提高飛機型號識別的有效性。

3.2 飛機準(zhǔn)確定位

為了降低飛機空中相遇導(dǎo)致安全隱患的發(fā)生概率，空中交通管制人員需要借助設(shè)備對目前飛機飛行位置進行精準(zhǔn)定位，根據(jù)空中交通擁堵情況下達(dá)調(diào)整指令，確保空域環(huán)境運行的可靠性。借助ADS-B進行飛行位置定位時，主要是采用雙向傳遞信息的方式確定飛行位置，即駕駛員根據(jù)飛機設(shè)備顯示向多地面站報備目前飛行高度、經(jīng)過航站點時間、飛行速度等，而管制人員除了告知駕駛員飛行位置時，還需要告知機場飛行跑道、指揮站、控制站等位置的方位及距離。結(jié)合兩者信息，對飛行位置進行精準(zhǔn)定位，同時根據(jù)實際飛行情況下達(dá)調(diào)控指令。傳統(tǒng)地面控制雷達(dá)受到地面波影響及空中電磁波干擾，容易造成信息傳輸失敗，增加空中飛行風(fēng)險。ADS-B技術(shù)的應(yīng)用，使飛行員可以借助機載設(shè)備進行數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確傳輸，管制人員借助雙向傳輸?shù)姆绞剑軌驅(qū)崿F(xiàn)飛行位置的精準(zhǔn)定位，對提高空中交通管制效率有著積極的意義。另外，在應(yīng)用ADS-B技術(shù)時，為了提高定位精準(zhǔn)度，管制人員會借助GPS系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對航空器間距進行調(diào)整，使空域飛行環(huán)境變得更加合理，有效提高空中環(huán)境的利用率。

3.3 疏通空中交通

空中環(huán)境相對復(fù)雜，在面對突發(fā)狀況時，飛機需要臨時調(diào)整飛行狀態(tài)，如上升氣流、過厚云層等。面對此類突發(fā)狀況，管制人員需要結(jié)合其他飛機目前飛行狀態(tài)、飛行距離、飛行位置等情況，對飛機進行正確引導(dǎo)，使其可以在確保其他飛機飛行安全的基礎(chǔ)上，保證該飛機的飛行安全。在利用ADS-B進行航線引導(dǎo)時，管制人員可以借助相關(guān)設(shè)備下達(dá)調(diào)控指令，如上升、下降、轉(zhuǎn)速調(diào)整、速度調(diào)整等。通過引導(dǎo)飛行航線，管制人員將各飛機間距離控制在安全范圍內(nèi)，使其在規(guī)避不利飛行因素后，能夠回歸正常航線。為了提高調(diào)控指令下達(dá)的準(zhǔn)確度，管制人員會根據(jù)機場上空環(huán)境、機場所處位置、機場天氣情況、飛機飛行情況等內(nèi)容進行綜合評價，根據(jù)分析結(jié)果下達(dá)正確的引導(dǎo)指令，借此達(dá)到疏通空中交通的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的提高，為我國民航事業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利的空間。同時，空中流量的密集增加了空中交通管制難度。通過將ADS-B技術(shù)應(yīng)用到空中交通管制當(dāng)中，不僅可以提高飛機型號識別準(zhǔn)確度，提升調(diào)整指令的有效性，而且能夠強化空域環(huán)境的運行結(jié)構(gòu)，確保空中交通的有序性。

【參考文獻】

[1]吳朝.ADS—B技術(shù)在空中交通管制中的發(fā)展探討[J].科技風(fēng)，2019（09）：80.

[2]安德倫.ADS-B技術(shù)原理及其在空中交通管制中的應(yīng)用分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（40）：130.

[3]孫莉.關(guān)于ADS-B技術(shù)在空中交通管制中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（04）：246.