ADS—B在空管中的应用

徐智刚

摘 要：目前航空领域所面临的的严重问题，是建立含有先进机载设备、配套建设的空-空数据链、地-空数据链、地面用户设备的完善的空管系统，以及更加充分合理科学并且可靠的利用空域，这些都已经成为日渐紧迫的工作。在国际上最有效的处理空中交通管制的方法即是自动相关监视（ADS）技术，基于空-空、地-空数据链通信和GPS全球卫星定位系统的广播式自动相关监视（ADS-B），亦是航空器运行监视技术在新航行系统发展中的一项及其重要的成果。

关键词：自动相关监视（ADS）；空管；应用

1 ADS-B系统简介

ADS-B技术在通信和监视技术应用方面，展示了非常丰富的功能，将冲突的探測、避免、解决、ATC监视、ATC一致性监视和机舱综合信息显示完美的结合起来，同时也为新航行系统提升了经济效益和社会效益。ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写，对空对空监视实行实施，包括了信息源、信息传输通道、信息处理与显示三个部分，将监视和通信融为一体，并通过航空电子设备得到其主要信息，比如通过全球卫星导航系统（GNSS）、惯性导航系统（INS）、惯性参考系统（IRS）、飞行管理器和其它机载传感器等手段获取，其主要信息显示了有关飞机的经度、纬度、高度、时间的位置信息，以及航迹角、航线拐点、冲突告警信息、飞机的识别信息等等可能的信息，另外，比如飞机航向、风速、风向以及外界温度等附加信息也有显示。ADS-B对飞机思维位置信息的通过有效算法和提取处理，以伪雷达画面给用户实时的呈现一个清晰和直观的背景地图、航迹、交通态势分布、参数和报文窗口。ADS-B以网状、多点对多点方式，通过多地面站和机载站，进行数据的双向通信。ADS-B接收机与空管系统和其它飞机的机载ADS-B连接起来，处理接收其他飞机和地面的广播信息传送给机舱综合信息显示器，这样无论空地，都可以实时的提供速度、高度、飞机是否转弯、爬升或下降、以及冲突告警、避碰策略、气象等等的信息。

2 ADS-B技术应用

2.1 ADS-B技术实现了飞行信息共享

传统的雷达监视技术，由于信息处理成本高、格式纷杂、远程截获能力差的缺点，使得指定航线难以实现筛选，信息无法共享，而ADS-B技术在“空地一体化”、“全球可互用”指导原则下横空出世，实现了航迹信息的共享。无论本区域的空管实施，还是情报区尤其是不同空管体制的情报区的跨域飞行，在管理空中交通活动中获取的航迹信息都是十分珍贵的资源，对提高运行管理效率有着重要的影响。

2.2 ADS-B技术应用于空中交通管制

传统空中交通监视技术将取得革命性的突破，其标志即是ADS-B在空中交通管制中的应用。即使在无法部署航管雷达的大陆地区，空管ATM仍然可以提供良好的虚拟雷达管制服务，并且优于雷达间隔标准。在雷达可以覆盖的地区，更可以在不增加雷达设备的前提下，增强雷达系统监视能力，并且仅仅付出较低的代价，乃至提高航路和终端区的飞行容量，同时提供良好的空管服务，同时不低于标准雷达间隔。实现飞行动态在较大的区域内监视、改进改善飞行流量管理、为航空器提供各类信息情报等等，都可以通过ADS-B技术实现。

2.3 ADS-B在增强航空器之间相互监视能力的同时，对加强空-空协同方面也有着重要的作用

ADS-B自发广播式的位置报告速度更快，即便航空器没有发出问询，也可进行接受和处理，比应答式机载避撞系统（ACAS/TCAS）能提供更快速、更准确的位置报告，增强了航空器间的协同能力，提升机载避撞系统TCAS性能，保持最小安全间隙的同时，又避免、解决了空-空协同中发生的冲突。ADS-B是实现“自由飞行”必不可少的重要技术。

2.4 ADS-B在广大的机场地面活动地区进行的航空器活动监视，降低了成本的同时，也扮演着重要的角色

在ADS-B出现之前，机场繁忙，装置的场面监视雷达系统，无法覆盖航站楼的所有停机位，在追求实现“登机门到登机门”的管理预期过程中，ADS-B应运而生，通过辅助场面监视雷达系统，通过接收、处理广播信息，可以将监视从空中延伸到机场的登机桥，空中交通管理终于实现了“登机门到登机门”，并且即使不依赖场面监视雷达，也可以对机场地面移动目标进行监视管理。

3 ADS-B技术在我国应用现状及存在的问题

1998年，一个战略机遇出现在中国新航行系统探索发展的道路上，那就是开辟欧亚新航路，加快我国西部地区的航空运输业的发展，同时以国际航空组织相关的新航行系统发展规划为，开始了新航行系统航路（L888航路）的建设工程，也是我国第一条以ADS-B技术为基础的新航路。同年，在北京地区成立了网管数据中心，并为L888航路专门装备了FANS1/A定义的ADS-C监视工作站。2000年，L888航路建设完成，并且通过了严格的评估和测试，正式投入运行。2004年，相继建成了北京、上海、广州三大区域管制中心，并且其空管自动化系统都具备了ADS航迹处理的能力。经实践验证，可以实施“航管员/飞行员数据链通信”（CPDLC），同时处理来自ACARS数据的自动相关的监视航迹，新系统的建成，是我国主要空管设施具备ADS监视能力的重要表示。近年来伴随着航空公司规模扩大和新机型的不断更新，航空器通过装配适合新航行系统的机载电子设备，已经拥有了地空双向数据通信的能力。

4 发展方向

我国航空运输业正在飞速发展，在面对空域范围的不断扩大、机队规模的不断增加、机型种类不断更新的大环境下，与之相匹配的空管设备设施也需要即时的更新和完善。是针对发达国家的ADS-B技术进行全面的引进，还是依靠我国现有资源实施自主研发，是当局面对的一个艰难的、影响深远的选择。这两种方式，都需要将现有的机载设备、地面设施、研发和生产技术产品等等方面进行全面的系统的更新，同时依靠航空宏观政策的大力支持，各方协调、整体推进。从已有的机载设备为基础、兼顾最终目标，制定有所侧重的政策规则，为推进空中交通管制一体化的建设，需积极的、更好的完成如下工作：（1）对现有的机载设备进行全面的检测、更新。（2）制定切实可行的ADS-B实验计划。（3）得到实验基础数据，并依据制定ADS-B的应用程序、服务规则和地面系统操作技术规范。（4）针对西部地区的特殊情况，实行限制雷达布局策略，即ADS-B监视为主、雷达监视为辅。（5）在雷达管制区以ADS-B航迹处理为基础，建立相应的应急备份系统。

5 结束语

由于我国在空管技术更新上仍然在ADS-C技术框架内进行，使得新航行系统的发展和空中交通监视技术的改进方面难虽然了一些成绩，并开展了一系列建设性活动，但是却难以取得更大的成就，尤其在改进空管安全和效率、面对突出问题时，没有取得行之有效的解决方法。由于ADS-B技术系统对空中交通管制的发展有着非常重要的现实意义，当今国际发达国家的ADS-B技术已经非常成熟，并且已经进入了实用阶段，正在逐步用新航行监视技术代替雷达，我国与之相比，航空事业起步较晚，技术力量相对薄弱，仍然停滞在ADS概念阶段，还停留在部署雷达网络的阶段，应当正视差距，科学的推进ADS-B系统的实施，为我国的ADS-B技术发展寻找突破，为我国的航空事业寻求更高的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]王鲁杰.中国民航应优先发展ADS-B应用技术[J].中国民用航空，2006（1）.