ADS-B机载信号接收设备改装技术

2017-06-29

中国设备工程 2017年11期

（东华大学，上海 200072）

ADS-B机载信号接收设备改装技术

戴斌

（东华大学，上海 200072）

本文从欧洲航空管理局提出的DO-260标准开始，介绍了机载设备改装并投入ADS-B运行要求的意义。并对几种不同型号的ADS-B信号主要接收设备TCAS应答机满足ADS-B取证情况进行了分析。随后以东航机队为例，介绍了飞机实施ATC应答机、MMR(多方式收发机)和Extended Squitter（断续振荡器）改装的步骤和计划，完成改装的飞机满足了相关的运行要求和运行标准，可投入运营并执飞国际航线。

ADS-B；DO-260标准；TCAS应答机；多方式收发机；断续振荡器

“自由的飞行”是一代又一代航空人的梦想，而广播式自动相关监视技术(以下简称ADS-B)作为其中不可或缺的一种重要技术，已经成为当前国内外研究最重要的论题之一。对此，世界各国也相继提出了在本国运行的民用飞行器必须满足ADS-B运行的要求和运行标准。

1 机载设备改装要求

作为国内三大航空公司之一的东航，目前主要运营的国际航线有欧洲航线、北美航线、澳洲航线及东南亚航线。根据欧洲民用航空管理局（EASA）的最新要求，2015年1月8日起新交付的飞机必须满足DO-260B标准，2017年12月17日起必须完成所有现役飞机的DO-260B标准的改装，所有未能满足以上要求的飞机将禁飞欧洲。同时，中国民航也遵循亚太区航行规划和实施小组（APANPIRG）的要求：2015年新飞机出厂安装遵循RTCA DO-260B，2017年全部飞机完成RTCA DO-260B加改装。中国香港从2016年12月12日起，在飞行高度层FL290及以上高度飞经香港情报区范围内L462或M771航路的所有航空器均需安装ADS-B设备；2016年12月31日起，在香港情报区飞行高度层FL290及以上高度运行的所有航空器，均需安装可用的ADS-B设备，并满足DO-260或DO-260A标准。东航目前执飞欧洲的主要以A330机型为主，未来也可能考虑采用波音B777飞机飞欧洲，目前A330飞机和B777飞机并没有满足DO-260标准。因此，需要对飞机进行改装以满足EASA提出的DO-260标准。

2 机载设备改装方案

东航目前约有50架A330和20架B777飞机需要改装，改装一架飞机预计需要停场1天时间，以此推算，至2017年年中可以完成A330和B777机队的改装。根据中国民航总局ADS-B的实施规划，需在2017年12月前完成机载设备改装以满足ADS-B的运行要求。

改装主要涉及的机载设备有MMR(多方式收发机)、ATC（空中交通管制应答机）、Extended Squitter（断续振荡器）。

满足ADS-B运行要求的主要电子设备是ATC应答机，目前各电子设备供应商的ATC应答机对ADS-B运行要求的满足情况如下。

2.1 THALES公司的TCAS 3000SP

THALES公司的T3CAS和ATC收发机分别满足CHANGE7.1和DO-260B规范，满足ADS-B IN要求，可支持空客ATSAW系统。其T3CAS内集成了TCAS、ATC和TAWS三项功能，因此每架飞机只需配备1台T3CAS、1台ATC和1套ATC天线。

目前THALES公司正在为英航777和新西兰航空通过STC方式加装ADS B-IN功能，因此THALES已持有波音777飞机ADS B-IN改装的STC。

2.2 Honeywell TPA 1OOA/B

Honeywell公司的TPA 100B产品硬件已支持ADS B-IN功能的应用。但目前Honeywell尚未提供已取证的改装和功能激活的方案。所以不考虑采用此厂家的设备进行改装。

2.3 Rockwell Collins

Rockwell Collins公司的TTR 2100产品硬件已支持ADS B-IN功能的应用。但目前尚未提供已取证的改装和功能激活的方案。因此，也不考虑此厂家的设备进行改装。

综上所述，THALES公司的ATC应答机已经有了取证的改装和功能激活方案，因此，东航机队将来会采购THALES公司的ATC应答机对现有的B777、A330机队进行改装以满足ADSB的运行要求。

现以A330飞机机载设备改装以满足ADS-B OUT运行要求为例，实施步骤如下。

（1）飞机整机断电。在所有打开的跳开关上挂不要闭合的警告牌。使用外部独立电源提供照明。

（2）接近主电子设备舱。

警告：在操作静电敏感元件前不要触碰空中交通控制收发机。

（3）在 E1-2和 E1-5 电子设备架，按照图1移除交通管制收发机。

图1 电子设备舱正视图

（4）在 E1-1 电子设备架，根据图1更改导线束W0111。

（5）在E1-2电子设备架，更改导线束W0121。

（6）对所改导线束进行导通测试。

（7）在 E1-2 和 E1-5 电子设备架上安装新的ATC应答机。

（8）飞机通电，移除跳开关上的警告牌。

（9）对ATC应答机做安装测试，测试其是否工作正常。TR220测试器的天线尽量保持与ATC天线在同一水平线，搬下TEST开关开始接收ADS-B信号。

一旦接收到了ADS-B信号，TR220上可以查看飞机处于空中构型所发射的BDS0.6空中位置报告、BDS0.7空速报告和BDS 0.9飞机识别报告，以及飞机处于地面状态所发射的BDS 0.5机场位置报告，BDS 0.9飞机识别报告。上述报告信息可通过点击自动/手动按钮获得，如图2。

（10）将飞机恢复到正常状态。

图2 信号接收界面

通过以上改装步骤，安装了新ATC应答机的B737飞机就可以满足中国国家民航总局关于ADSB-OUT的运行要求。同时也满足了EASA(欧洲航空安全局)对于DO-260的航空要求。改装后飞机运行本身有以下益处。

（1）提高机组情景意识。帮助机组人员全面清晰的了解空中或地面机场的交通状况，有利于安全有效地做飞行计划及实施飞行计划的管理。

（2）保持间隔。航空器的空中间隔是由应答机（以下简称ATC）负责的，其最小间隔的适用标准短时间内不会改变。

（3）获取飞行信息。ADS-B就像一扇全景天窗一样，为机组获取实时飞行数据信息提供了一条新途径。

3 结语

ADS-B的主要接收设备是TCAS应答机，对几种不同型号TCAS应答机满足ADS-B取证的情况进行了分析，最终选择了THALES公司的TCAS 3000SP对东航机队的A330飞机进行改装。最后介绍了飞机实施改装的步骤和计划，完成改装的飞机达到了预期的效果，提高了机组飞行的情景意识，提高了飞行的安全性和空域的利用率。

[1] 苏宁．自由飞行—空管新概念[J]．中国民用航空，1995，10：55-56

[2] 中国民用航空局.中国民用航空ADS-B实施规划[Z]，2012.

[3] Daniel Storm Hicok，Derrick Lee．Application of ADS-B for airport surface surveillance [J]．IEEE，1998：341-348．

[4] Javier Lovera Yepes ， Inseok Hwang ，Mario Rotea．New Algorithms for Aircraft Intent Inference and Trajectory Prediction[J]．Journal Of Guidance,Control, And Dynamics，2007，30(2)：370-382．