基于ADS-B的机载防撞系统的优势及架设

刘超备

（中国民用航空华东地区空中交通管理局，上海 200335）

基于ADS-B的机载防撞系统的优势及架设

刘超备

（中国民用航空华东地区空中交通管理局，上海 200335）

目前民航使用的机载防撞系统多为ground-based TCAS II系统，但随着民航事业发展，该系统已经越来越不能适应日渐增多的航班运行。ADS-B作为有效的空中监视手段，如果将其应用到机载防撞系统的架设，将得到无限好处。本文详细论述了基于ADS-B的机载防撞系统的优势及架设。

民航 ADS-B 机载防撞系统

随着民航事业不断发展，日运行航班量不断增加，空中防相撞的重要性越来越凸显出来。然而我国目前民航使用的机载防撞系统多为TCAS II 系统，该系统是使用地面台站与应答机之间询问数据作为依据来运行的。在实际运行中该系统的可靠性已不足以应对越来越多的航班日常运行。而基于ADS-B的机载防撞系统无论在可靠性还是应用性方面都更胜一筹，本文具体讨论了新系统与传统TCAS防撞系统的相比的优势以及在实际应用中如何架设。

1　ADS-B的原理

ADS-B（Automatic Dependent Surveillance Broadcast）是广播式自动相关监视的英文缩写，它主要实施空对空监视，ADS-B系统由多地面站和机载站构成，以网状、多点对多点方式完成数据双向通信。只需机载电子设备，不需要任何地面辅助设备即可完成相关功能，装备了ADS-B的飞机可通过数据链广播其自身的精确位置和其它数据（如速度、高度及飞机是否转弯、爬升或下降等）。ADSB 接收机与空管系统、其它飞机的机载ADS-B结合起来，在空地都能提供精确、实时的冲突信息。

2　基于ADS-B的机载防撞系统与传统TCAS防撞系统相比优势

2.1精度方面

ADS-B数据链的数据来源分为：（1）全球卫星导航系统（GNSS）；（2）惯性导航系统（INS）；（3）惯性参考系统（IRS）；（4）飞行管理器；（5）其它机载传感器五大方面。

信息传输通过空-空、空-地数据链广播式传播，信息处理与显示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法，因此，ADS-B性能更具优势，在精度、伪目标率、位置报连续性、速度、航向精度、航向连续性、可靠性等方面都大大优于传统的应答机与地面台站交换数据模式。

2.2协同性方面

运行ADS-B的系统之间是独立的，机载设备主动发送数据链广播，不需要“询问-应答”模式，飞行器之间自主运行，无需外部依赖，节约了“询问-应答”的时间差。因此，在协同性方面大大优于TCAS系统，保证两机机载防撞系统的告警同时产生。

2.3降低虚警几率

由于刷新频率更高，定位精度更准确，基于ADS-B的新系统防撞保护区PAZ（protected airspace zone）比TCAS系统大大缩小，从而大大降低了虚警几率。新系统的PAZ可低至750英尺半径，300英尺垂直间隔，可保证在目前应用的RVSM空域内不会出现符合安全间隔的虚假警告。

2.4终端区应用更广泛

与TCAS主要应用与航路区域的模式不同，ADS-B系统更注重于在终端区的应用，甚至可以应用在机场运行区，还可可用于跑道入侵等。

3　如何在实际应用中架设基于ADS-B的机载防撞系统体系

3.1ADS-B台站的架设

目前支持ADS-B应用的数据链有三类：（1）1090ES；UAT；VLD4。（2）我国ADS-B推广和应用主要是基于1090ES数据链。（3）1090ES地面接收站包括RF接收机、数据处理单元、天线、通信单元、供电等各部分。

3.2机载设备

具备ADS-B OUT 和IN 功能的综合收发系统要求4个主要电子组件：（1）S模式1090ES应答机；（2）GNSS接收机；（3）1090 ES接收机；（4）驾驶舱交通信息显示器CDTI。

3.3对飞行员进行一系列的培训

由于新系统PAZ的减小，留给飞行员反应时间缩短，要求飞行员在一定时间范围内采取必要的动作。因此，必须对飞行员在设备使用和心理素质方面都进行一系列的培训，以具备使用新系统的资质。

［1］阮敏.ADS-B系统的应用及风险研究［J］.空中交通管理，2009（01）.

［2］杜万营，陈惠萍.ADS-B监视技术在空中交通服务中的应用研究［J］.中国民航大学学报，2008（06）.

［3］李自俊.ADS-B广播式自动相关监视原理及未来的发展和应用［J］.中国民航飞行学院学报，2008（05）.