ADS—B在低空空域監視與目標防護中的運用分析

邱鑄

摘 要：為了將無人駕駛飛行器所帶來的低空風行安全威脅消除，人們需要強化對ADS-B的研究力度。本文根據以往工作經驗，對ADS-B系統的組成及無人飛行器監視架構問題進行總結，并從數據鏈路及網絡覆蓋、身份表標識、小型民用無人飛行器、發射裝置四方面，論述了ADS-B在低空空域監視與目標防護中的運用。

關鍵詞：ADS-B；低空空域監視；目標防護

隨著我國航空技術的不斷發展，低空區域得到了開放，但這也為我國低空安全問題帶來了很大威脅。想要避免相關問題出現，人們需要在效率和安全層面上尋求新的平衡點，并通過對新技術、新方法等內容的應用，對相關管理需求進行全面滿足。除此之外，相關部門可以出臺相應規定，確保技術體系的有效完善。

1.ADS-B系統組成及存在的問題

1.1ADS-B系統組成

在ADS-B系統設計上，主要內容包括信息源、信息傳輸通道和信息處理等內容。其中，信息源是對飛機4維位置信息進行反映，并附加一些沖突警告等附加信息。另外，在整個ADS-B信息傳輸通道建設上，以空-空、空-地數據鏈應用為主，整個信息傳輸方式以報文形式為主。站在信息處理角度來說，主要工作內容便是報文解析，將附加在系統中的信息提取出來。當所有信息處理工作結束之后，工作人員便會進行偽裝雷達畫面顯示操作，從而為后續工作開展提供基礎條件。相比之下，ADS-B可以弱化地形對信號覆蓋面積的根本性影響，監測精度大幅提升，進而將整個系統的監測能力展示出來。除此之外，從ADS-B與一次雷達對比中可以看出，ADS-B技術的定位精度可以達到亞米級別，定位間隔時間為1s左右。實際工作時，ADS-B IN會對其他系統發來的信息進行接收，為機組提供更多的信息服務。

1.2低空安全與無人飛行器監視面臨的問題

隨著消費級無人航空器的不斷發展，相關監管工作無法及時開展，最終引發了大量的安全事故。例如，某機場曾出現無人機侵入跑道事件，對飛機的起降安全產生了嚴重干擾。現階段，消費級無人機已經在軍事活動之中得到了大范圍應用。但站在實際應用角度來說，低空空域中的無人飛行器監視工作還存在很多不足之處。相關部門研究的探測雷達只針對于“低、慢、小”目標，而且監測范圍十分有限，在探測精度、探測距離等方面還存在很多問題。此時，如果人們選擇對一次探測雷達進行部署，難度和費用均會大幅提升。為此，相關研究人員提出了ADS-B系統平臺，將三維數字化低空安全走廊體系加入其中，讓低空飛行安全得到更好保障[1]。

2.ADS-B在低空空域監視與目標防護中的運用

2.1數據鏈路及網絡覆蓋

截止到目前，我國在ADS-B推行過程中，其數據鏈應用形式為1090ES，但在通道使用上，該系統與航管應答、TCAS防撞共用一個通道，極容易發生阻塞問題。在無人機得到應用之后，阻塞情況將會變得更加嚴重。因此，相關管理人員需要根據實際情況，做好ADS-B鏈路改進操作，在提升容量的同時，確保相關通道與ADS-B相互兼容。站在網絡覆蓋角度來說，由于我國土地資源遼闊，很多重要目標的占地面積較大，區域分布很廣，想要實現有效的地面監測，ADS-B形成有效覆蓋的局面，擴大監測范圍。除了上述操作之外，人們還可以對大量的地面設備進行有效部署，降低費效。此時，原有的3G和4G單一型網絡無法滿足監視需求，管理人員應根據數據融合理念展開針對性研究，最終實現ADS-B的全面覆蓋。

2.2身份表標識

現階段，隨著無人飛行器的不斷發展，很多研究部門已經意識到無人機監管工作的開展顯得十分重要。例如，大疆無人機對廠內飛機進行了編碼，并將這種編碼命名為SN編碼，在任何時候，該種編碼不得被隨意篡改，而且不同部件編碼標識不同，且唯一。為了將其可追溯性特點展示出來，相關工作人員應保證零部件標識碼和無人機整機SN碼保持在一一對應的狀態下，從這里也可以看出，具體零部件標識碼可以代表無人機。而且每臺無人機均可以借助于ADS-B實現編碼和位置信息的有效傳遞，當無人機進入到特殊區域之后，監管部門可以根據相關信息來了解無人機的具體情況。該種產品在設計之初便加入了特殊的監管技術手段，所取得的管理效果極為明顯，各個部門可以對其進行全方位推廣。

2.3小型民用無人飛行器

現階段，我國在小型民用無人飛行器設計過程中，人們并沒有對ADS-B安裝提高重視程度。該類無人飛行器重量輕、體積小，難以搭載尺寸和重量較大的機載終端。為了，普通民眾如果想要在無人機之中安裝ADS-B終端，整體設備的小型化發展屬于是重中之重。在該領域研究過程中，很多國外企業已經取得了階段性進步。例如，在2016年4月份，uAvionix公司公開宣布了一款新的ADS-B接收器，這也是當時世界上最輕的ADS-B接收器，整體重量低于2g，功率消耗量極低，只是傳統ADS-B接收器的10%。但該類接收器也存在一些劣勢，如波段數量少，只有1090MHz和978MHz。從實際報道研究之中可以看出，在該類設備的作用下，無人機可以對100mi半徑信號進行實時檢測。除此之外，還有很多公司參與到微型便攜式ADS-B接收機研究之中，該類接收機支持雙頻模式，使用起來十分便利靈活，在與無人機表面接觸上，應用了帶吸盤的球形云臺，供電電源為5V的微型USB接口[2]。

2.4發射裝置

隨著ADS-B IN的小型化發展，能夠將傳統設備安裝困難等相關問題解決。但在此過程中，為了方便實際工作開展，人們需要對與之相對應的發射裝置進行深入性研究。一般情況下，無人機中的小型ADS-B IN可以實現對相關廣播信息的全面接收，而且ADS-B在低空無人監視工作上已經取得了很大優勢，工程應用效果越來越明顯。因此，從低空監視網絡架構設計角度來說，我國需要開展系統性的平臺建設工作，將ADS-B IN+ADS-B地面站有效結合在一起，實現對重要區域之中無人機的全面監視，維護實際工作的有效開展。

總結：綜上所述，在人們生活和工作之中，無人飛行器的應用提供了很多便利，但同時對我國低空空域安全也帶來了極大影響。為了將這種問題解決，相關研究人員可以從硬件設備小型化、數據鏈優化等方面著手，讓監視網絡覆蓋面積大幅提升，維護ADS-B技術的進一步發展，幫助相關部門掌管低空區域。

參考文獻：

[1]黃永堅，羅會平.基于電視棒的ADS-B測試系統的設計與實現[J].機電工程技術，2019（03）：141-142+183.

[2]袁小凱，傅強，侯明利.基于遺傳算法的ADS-B飛行航跡規劃方法研究[J].市場周刊，2019（03）：170-171.