波音747-8飛機ADS-B OUT功能簡介及故障處理

白濤

（北京飛機維修工程有限公司，北京100621）

1 ADS-B技術簡介

ADS-B技術在應用中，通過空中飛行飛機對于自身位置的實時報告，也可以獲取臨近飛機的飛行參數，從而對之間的位置和行蹤進行了解，駕駛員自身也就具備有空中交通間隔的管理責任，在此過程中可以降低對地面雷達監視以及管制的依賴性。

ADS-B技術在應用中，與兩達監視系統相比，不但能夠進一步提升數據更新速度，也能夠提高數據的精確度，同時和雷達監視系統相比安裝以及適用成本偏低。基于ADS-B系統定義分析，組成主要包括三部分，分別為信息源、信息處理與顯示、信息傳輸通道，即屬于集通信和監視為一體的信息系統。信息源則主要為飛機的四維位置信息和附加信息、識別信息以及類別信息，具體為經度、緯度、時間、航線拐點、沖突告警信息等。對于飛行中所獲取的相關信息可以通過全球衛星導航系統（GNSS）等航空電子設備得到。

2 ADS-B原理

ADS-B技術是飛機飛行中定期傳輸狀態向量和參數信息的技術。在應用中的含義主要有：①自動（Automatic）。可實現全天候運行，整個過程不用值守。②相關（Dependent）。單純借助于GNSS定位數據即可實現。③監視（Surveillance）。可以提供監視服務，同時和雷達相比更具有優勢，能夠得到飛機位置、航向和高度等相關參數。④廣播（Broadcast）。不用應答機，通過廣播方式在傳輸范圍內，即可以實現飛機和飛機或飛機和地面站的數據相互傳播，對于用戶來講只要飛機上安裝有ADS-B設備，以上信息均可以接收并實施處理。

結合飛機信息傳遞的方向，ADS-B技術能夠被分成兩大類，分別為發送（ADS-B OUT）和接收（ADS-B IN），本文主要對ADS-B OUT功能進行闡述。

2.1 ADS-B OUT

ADS-B OUT即為飛機ADS-B發射機在固定周期內將位置或其他附加信息向其他飛機或地面站實施發送，其中在發送的信息中主要包括有飛機識別信息、速度、高度和位置等相關參數。機載ADS-B設備的一個基本功能即為OUT。飛機上ADS-B設備發送的OUT信息在被地面站接收后，能夠實現對空中交通現狀的監視，這一功能和雷達監視有一定類似，但是效果比雷達監視更好。

2.2 機載設備配置

應用中在只需要具備有ADS-B OUT功能的情況下，就需要GNSS接收機（即為機載GPS接收機）、S模式1090ES應答機（主要功能為ADS-B功能）這兩個主要電子設備。

2.3 信號格式

ADS-B OUT采用1090ES信號格式。1090ES信號格式與S模式應答機發射信號格式雷同，1090ES DF17格式的擴展斷續振蕩信息，可以及時將飛機相關參數發送給地面和機載監視系統，其中GPS接收機獲取導航信息發送中接收者為S模式應答機，可以將其進行組合轉變成為適合S模式應發及傳輸的報文格式，借助于ATC天線采用固定速率實施廣播，以能夠確保地面接收站以及其他飛機可以獲取這些信息并處理，在此過程中也就可以及時了解飛機的飛機軌跡和狀態，實現對飛機的完整空地—地空監視功能。

ADS-B信息傳輸通道是ADS-B報文形式，在傳輸過程中的數據技術包括有三種，分別為：①模式4VDL，在歐洲地區比較普及，應用中的缺點即為甚高頻頻段資源緊張發生率高；②1090ES，即為中國采用的形式，同時也得到了國際民航組織的推薦，應用功能主要為選擇性詢問以及雙向數據通信；③UAT，在美國的應用比較普及，應用中存在的不足主要是容易和DME（測量飛機與導航臺距離的導航設備）出現嚴重干擾。

3 故障處理

自B747-8飛機啟用ADS-B功能以來，在與飛行機組交流體會后，在使用過程中得到機組積極肯定的答復。但在具體維護過程中，由于飛機制造廠家維護手冊資料并沒有詳細的維護說明，以往的排故經驗不足以解決現階段的具體問題，造成維護人員在排除故障時無從下手，無法從根本上解決問題。

機組在飛行過程中曾報告，左ATC在主EICAS出現咨詢信息，ADS-B功能不可用，轉換成右ATC系統后正常工作。5 min后，左、右ATC系統均顯示故障的咨詢信息。落地后，機務人員檢查左、右ATC系統工作正常，地面測試無相關信息。繼續執行航班任務后，該故障現象未發生。機組在飛機推出滑行時，出現ATC-L、ATC-R狀態信息及ATC應答機L/R咨詢信息，循環ATC-L、ATC-R跳開關后，信息清除，繼續執行航班，后續該故障未出現。B747-8飛機在進入機庫進行維修時，曾多次出現ATC-L、ATC-R狀態信息及ATC應答機L/R咨詢信息，但飛機中央維護計算機（CMC）未監控到該系統故障，機務人員根據故障隔離手冊，循環系統跳開關無效，更換ATC應答機地面測試系統正常，測量線路正常，但信息始終無法清除，而且ATC應答機前面板系統狀態指示燈顯示紅色故障。當飛機拖出機庫后，ATC-L、ATC-R狀態信息及咨詢信息自動消失，進行ATC系統測試時系統工作正常，ADS-B功能正常。在詢問boeing技術部門得到明確答復，該故障現象是由于ADS-B Out功能失效從而引起的，具體闡述如下。

當一架選裝DO-260B型號ATC應答器（柯林斯廠家型號為TPR 901-205）的B747-8飛機出現機載GPS信號丟失或損壞時，ADS-B Out功能失效是會出現飛機駕駛艙效應（FDE）級別的信息。ADS-B Out功能故障的目的是通知機組，由于GPS數據接收中斷，ATC應答器無法實現ADS-B Out功能，無法進行廣播。但此時，是符合FAAAC 20-165B和EASA CS-ACNS ADS-B Out要求的必要條件，此要求為ADS-B Out功能失效后進行飛行任務提供理論支持。

在使用過程中，B747-8飛機的ADS-B Out功能失效是通過以下方式表示出來以提醒機組和維護人員的：ATC應答器L/R咨詢信息在主EICAS上顯示，此時TCAS系統仍在工作（主飛行儀表中導航顯示上沒有TCAS關閉信息），ATC應答機控制面板上的ATC系統狀態指示紅色故障燈也將點亮。

系統在正常工作過程中，當提供給ATC應答器的GPS數據中斷10 s時，ADS-B Out功能故障的咨詢信息將會在駕駛艙主EICAS上顯示出來。如果ATC應答機的L/R咨詢信息持續顯示60 s，則在輔助EICAS上顯示ATC L/R狀態信息。此時，雖然由于GPS數據信號無效造成ADS-B Out功能失效從而引起ATC應答機L/R咨詢信息，但TCAS系統工作正常，不會顯示故障信息，與之配對的ATC系統詢問和應答的功能也不會失效。

由于各種變化的外部條件影響，飛機在飛行過程中和地面停放及維護過程中會有GPS數據信號中斷的情況發生。GPS數據信號中斷可能由飛機姿態、飛機操縱、衛星中斷、太陽風暴、故意干擾、信號阻塞（建筑物、門等）等多種情況造成。一旦脫離外部條件的影響，GPS數據信號重新捕獲，ADS-B Out系統就會恢復，ADS-B Out信息的廣播功能也會恢復。

當ADS-B Out功能在飛行過程中出現故障時，機組人員可以在ATC控制面板切換應答器選擇，但兩個應答器都有可能受到GPS數據信號中斷的影響，此時不建議采取進一步的行動，因為轉換過程中會造成兩部ATC應答機故障同時出現，造成一定的不安全因素。飛機左邊的ATC應答器連接到左側的MMR/GPS接收機，右邊的ATC應答器連接到右側的MMR/GPS。如果GPS數據信息中斷同時影響左右MMR/GPS接收機，兩個ATC應答器都會產生應答器咨詢信息。

因此，可以說明，由于ADS-B Out功能故障引起的主EICAS上顯示的ATC應答器L/R咨詢信息和輔助EICAS上顯示的ATC L/R狀態信息，與維護信息無關，因此，不建議在當地采取任何維護工作。但是，請注意，ATC應答器的L/R故障信息也可能是由其他情況觸發，包括TCAS系統故障、ATC天線故障、ATC應答器內部故障和ATC控制面板故障。當在中央維護計算機（CMC）上檢查到有相關故障信息時，請根據故障信息代碼參照故障隔離進行排故工作。

4 總結

ADS-B功能使用越來越普及，對機務維護人員提出更高的要求，希望通過該文章能對機務人員了解ADS-B技術、原理及維護工作有一定的幫助，進一步提高自身的維護技能。