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民航航空运行对ADS—B技术的应用

2016-01-14吕春利

科技资讯 2015年5期
关键词:应用

吕春利

摘 要:近几年,我国民航航空快速发展,运输总人次、总飞行周转量均增加,进而对空中交通管理、通信、监视、导航提出更高要求。为了获得更为真实、准确的飞机运行信息,ADS-B技术在民航航空运行中广泛应用,为航空空管监视提供新的途径。该文主要对ADS-B技术进行概述,并在此基础上探究我国民航航空运行对ADS-B技术的具体应用。民航航空是航空的一部分,指的是使用各类航空器从事除了警察、国防、海关等军事性质以外的所有航空活动。当前,我国民航业发展迅速,机型不断更新,机队规模不断扩大,需要进一步改造、完善传统空管设置。传统雷达监视手段在我国空中交通管制中广泛应用,为空中交通安全提高保障,但是,传统手段已不满足空管监视需求,可用的空域资源紧缺与空域资源的需求之间存在较大矛盾,新的监视手段急需提出。ADS-B技术是基于地-空、空-空数据链通信的GPS全球卫星定位系统,在目前民航航空运行广泛应用。

关键词:民航航空 ADS-B技术 应用

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0024-01

ADS-B即广播式自动相关监视,英文全称是Automatic Dependent Surveillance Broadcast,主要利用数据链技术、GPS定位,监视指挥空、地目标[1]。ADS-B技术的工作原理是通过机载设备收到GPS信号进行信息定位,并在此基础上以一定的间隔,把飞机位置等数据向外传播。这样,地面基站、周围飞机将收到这样数据广播,且空域中其他飞机数据广播向本飞机传播,在地面基站、飞机共同作用下看到空中飞机、地面状况。同时,从ADS-B概念可看出该技术的含义和特点,其中,A表示自动,即无需地面询问和人工操作,D为相关,基于机载设备收集全部信息,S为监视,提供用于监视的数据,获取飞机航向、高度、位置等信息,B为广播,向任何一个合适装备的用户周期性地广播信息,无需应答[2]。同时,相比于现行雷达系统,ADS-B技术具有获取信息准确、可靠、维护费用低、抗干扰性强等特点。

1 民航航空运行对ADS-B技术的具体应用

1.1 系统建设

在ADS-B系统建设中,硬件建设是前提。在硬件建设方面,ADS-B系统结构主要由地面站系统、机载系统两部分构成,其中地面站系统主要包括天线、配套的网络设备、控制显示计算机、地面收发机、主服务器等,而机载系统主要包括显示适配器、驾驶舱显示器、GPS天线、气压高度编码器等。在具体建设中,在UAT收发机安装架上安装数字式高度编码器,飞机尾部的行李舱内安装UAT收发机,驾驶舱上方、机身顶部安装GPS天线,且在机身上下部无遮挡位置安装UAT数据天线。同时,在具体建设中,应确保ADS-B系统满足监控能力、机载 UAT性能、机载GPS性能、地面收发机性能。例如,在满足监控能力要求方面,根据基站具体位置确定监控距离、监控容量等,将机载GPS通道数设为12,坐标为WGS-84,天线温度-55~+85℃[3]。

1.2 结合飞行计划确定ADS-B航迹

在ADS-B技术应用中,管制中心接收任何一种数据链接收的ADS-B信息,并通过空管自动化系统处理、显示ADS-B信息。同时,ADS-B数据均带有各种标准经纬度、24位地址码、航班呼号、空速、高度等丰富的目标信息,但这些信息无法向管制中心提供所有参考,还需航空器机载设备、航路、落地机场等各种计划信息,以此为管制移交、报文发送提供可靠依据。因此,在ADS-B技术应用中,需要重复考飞行计划、二次雷达航迹等因素关系。如需要飞行计划中设定的二次代码与雷达航迹中的二次代码一致,且需要雷达航迹在飞行计划范围内。此外,还应根据二次代码相关、24位地址码相关、通过位置、航向等相关因素确定飞行计划、ADS-B航迹。例如,根据无SSR码的ADS-B技术,为了确保航班呼号的正确性,而看补充航向、飞机时间等因素,避免呼号出现缺位、使用二字码等错误[4]。此外,还应合理分析、处理ADS-B航迹,处理流程包括航迹起始、航迹滤波、航迹终止等,具体处理为分析飞行过程特点、数据特点,根据飞行特点建立航迹滤波建模,根据建模分析飞机航线数据值,处理信息。

1.3 系统工作流程及模式

ADS-B系统工作流程为:首先,机载设备定时地以广播方式向外发送GPS定位系统输出的高度信息、位置、其他关键附加数据、飞机识别代码等,并对地面站、空中信息进行接收。然后,地面站对飞机发出的下行信息进行接收,对指令、交通、气象等多种信息进行上传,在此基础上机载发送飞机-飞机数据互传数据链。最后,利用计算机系统,地面台计算法分析接收到的空中交通信息,空管人员对飞机高度信息、位置进行跟踪。在整个过程中,机载通过UAT对GPS卫星信号进行接收,对气压高度信息进行采集,定位计算飞机自身,同时根据预设程序,UTA对ADS-B信息电文进行编制,向外发出本机代码、高度、位置等数据,并接收其他飞机电文,计算机显示UAT信息。此外,作为地面系统最重要的设备,地面收发机需要科学控接收时、发射时的软件流程。例如,设计信号处理器软件,将许多“信息包”传送给处理软件,利用软件验证ADS-B信息,确保信息无误后确认信息。在此过程中,根据接收信息分析报告对上传信息进行确定,确定信号传送时间,准确发送信息。

2 结语

ADS-B技术具有信息可靠、处理能力强等特点,应用于民航航空运行中,检测航路点、航迹偏差情况,提供更加及时、种类多的监视信息,使空管部门、飞行人员全面、准确评估空域情况,预测飞行状况,确保飞行安全,实现自由飞行。在ADS-B技术具体应用中,可全面建设系统、结合飞行计划确定ADS-B航迹、处理航迹,提高技术应用效率。

参考文献

[1] 齐雁楠,王兴隆,张召悦.基于北斗的ADS-B技术在我国通用航空中的应用[J].航空计算技术,2013,43(5):24-26.

[2] 孙双成.ADS-B技术在航空运行中的应用[J].科技信息,2011(15):J0060.

[3] 徐玉梅.ADS-B技术在民航的应用与发展[J].华章,2013(16):355.

[4] 陈惠锋.ADS-B技术在民航空管中的应用及前景展望[J].软件导刊,2012(3):42-43.

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