广播式自动相关监视系统(ADS-B)在三亚情报区的应用研究

葛伟嘉 / 民航海南空管分局

广播式自动相关监视系统(ADS-B)在三亚情报区的应用研究

葛伟嘉 / 民航海南空管分局

加快推广应用ADS-B（广播式自动相关监视）是我国由民航大国向民航强国迈进、建设新一代航空运输系统的重要任务之一。到2020年，我国民航空中交通流量将达到2010年的3倍以上，年起降架次将超过1500万。雷达等传统监视技术及其布局、数量将难以满足日益增长的航空运输需要。我国南中国海地区空中交通流量大、飞行密度大、空域结构复杂，迫切需要ADS-B提供监视助力。

ADS-B；应用；交通管制

引言

近几年，随着航空航天事业的发展，空中交通管制表现出了很大的变革，其中ADS-B技术，得到了广泛的应用。ADS-B在空中交通管制中，能有效处理拥堵、冲突的问题，提供广播式的自动监视方法，此项技术的根本是ADS，也就是自动相关监视，在此基础上，演变成了ADS-B技术，监督空中交通的运营，落实高效的监督和监视工作。

1.ADS-B的原理和构成

ADS-B技术，按照功能可以解释为自动（Automatic）、相关（Dependent）、监视（Surveillance）、广播（Broadcast）四项定义，在空中交通管制中，航空器的机载设备，会根据ADS-B的数据格式，实时不间断的广播飞机在空中交通系统中的状态，构成了端到端寻址式的数据链，促使航空器、地面站，能够按照约定构成对应的关系，既可以实现空中到地面的通信，又可以实现飞行员到管制员的通信[1]。ADS-B技术最大的优势是全面监督空中交通运行，参与到空中交通管制内，ADS-B把地面、空中设备以及管制监控系统连接起来，向空中和地面实时发送信息。

空中交通管制中的ADS-B，在对空监视的过程中，涉及到了机载电子设备、外加TCAS信息显示器以及自动相关监视设备等，发送了三维空间中飞机的基本数据[2]。ADS-B的构成，也可以划分成监视源、传输介质、处理设备和显示终端四个部分，还可根据空中交通管制的实际情况，配置专用的模块构成，构建专属报文形式的ADS-B通道，完成空对空、空对地的数据链广播。

图1 ADS-B工作原理示意图

2.ADS-B技术对空中交通管制的意义

空中交通运行中，雷达覆盖范围有限，而ADS-B技术，不论在雷达区域以内还是以外，均能发挥有效的作用。

（1）空中交通管制在雷达覆盖范围以内，ADS-B的应用，可以在根本上提高空中交通管制的精准性和工作效率。ADS-B可以代替雷达，直接负责空中交通管制的工作，促使空中交通达到规范的管制标志。例如：空中交通运行中，雷达出现了突发性的故障，或者天气恶劣降低了雷达的信号质量，此时ADS-B的自动相关监视系统，就可以取代雷达，获取空中飞机的基本信息，实行空中的交通管制。

（2）空中交通管制在雷达覆盖的范围外，我国有的地区属于非雷达区域，传统的交通管制中，飞机通过短波报告，把自身的位置传送给总控制塔，短波报告提供的信息中，没有飞机的高度、速度等信息，需要总控制塔中的工作人员，自行估计相关数据并实行空中的交通管制，增大了空中交通的风险。ADS-B的应用，引入到了无雷达覆盖的区域中，采用ADS-B技术，ADS-B会向地面的总控制塔，实时发送空中飞机的飞行数据，提供了实时的空中管制信息，维护了空中飞行在无雷达区域中的安全性。

3.ADS-B在三亚飞行情报区的应用

近年来，中国民航大力推进监视系统技术变革，努力构建空地一体化的ADS-B运行体系，不断完善地面设施和网络建设布局，从整体上提高民航安全水平、运行效率和服务能力，增大空域容量。

按照国际民航组织东南亚地区ADS-B运行总体规划和民航局空管局的统一部署，三亚飞行情报区于2008年在西沙永兴岛安装ERA公司的ADS-B设备，同年在西沙雷达站建设地面站作试验，并于2009年升级海口管制中心Telephonics自动化系统和引入该ADS-B信号进行融合显示。2013年12月31日零时，三亚飞行情报区L642、M771航路正式实施ADS-B运行，有效弥补了南中国海地区雷达监视能力不足的问题，提高了该区域空管运行安全水平。为满足ADS-B航路管制需求，2014年，中南空管局在该地区建设了4个ADS-B地面站，并在三亚区管建设了全国首个ADS-B数据站，为管制指挥提供优质的信息服务。2016年，中南空管局完成了南中国海ADS-B正式运行前的设备优化工作，主要解决了地面站、数据站和自动化系统处理等方面的技术难题。至此，中南空管局完成了ADS-B在南中国海由点及面的覆盖，扩大了航空监视范围，提高了洋区的保障能力和服务水平。

ADS-B技术在南中国海地区的应用，不仅有效优化了该区域的航路设置，增大了空域容量，而且也为空管人员提供了更精确的地空信息，让他们能够更好地进行空中和地面交通监控，提高空管人员对紧急事件的处理能力和工作效率。

按照上级统一部署，三亚区管中心还将设立ADS-B二级数据中心，将来承担对香港、越南等国家（地区）的ADS-B数据服务工作，并为在三亚区管建设南中国海地区流量管理中心提供数据服务。这样一来，三亚区管乃至中国民航在南中国海地区的影响力也将得到极大增强，从而为中国民航在南中国海地区的战略发展提供强有力的支撑。

4.ADS-B在我国的发展前景

ADS-B是一项优质的空中交通管制技术，其在安全、效率和效益上，表现出了运行优势。ADS-B在空中交通管制中的未来发展，要注重硬件设施的运用，根据实际情况修改ADS-B的工作程序，而且在发展期间，还要落实通信系统、空管设备的建设，逐步普及机载设备，引进先进的软件，积极提高ADS-B在空中交通管制中的发展水平，进而为空中交通管制，提供便捷、安全的应用技术。

首先在成本上ADS-B建设投资只有二次雷达的十分之一左右，并且维护成本低，使用寿命长。其次ADS-B可提供比二次监视雷达更多的目标信息，可实现空-地监视、空-空监视和地-地监视，定位精度更高，更新率更快，地面站建设简便灵活且不受地形限制，各地面站可独立运行。

澳大利亚的空管范围占目前全球空域的1/11，而其雷达数量却仅仅相当于我国上海飞行情报区的雷达数量，正是由于澳大利亚对ADS-B技术的超前规划和大胆应用。相比之下，我国在ADS-B的实用技术研究、机载设备配备、地面系统建设、飞行和管制人员的操作技能培训等方面，还缺乏现实可行的规划安排。

ADS-B技术是未来航空监视技术发展的趋势已是不争的事实，如何完成从二次雷达到ADS-B的过渡，以及在什么情况下使用ADS-B管制和如何制定ADS-B管制下的标准是中国航空事业将要面临的重要课题。

5.结语

伴随着中国航空事业的不断发展壮大，空域、流量等问题也不断突出，航班延误、流量控制弄得乘客怨声载道。ADS-B这种新技术的出现，由于其先进的技术优势（比如定位精度高，对缩小航空器最小间隔有着积极的作用，因而可以增加单位空域内的流量，从而提高航班正点率），未来必然会成为民航管制监视的重要手段。因此，建设新一代空管系统，通过应用ADS-B技术，提升对空监视能力，进而提高安全水平、增大空域容量、提高运行效率，对中国航空事业的发展有着深远的意义！

[1]付强.ADS-B原理及在空中交通管制中的应用[D].吉林大学，2011.

[2]陈惠峰.ADS-B技术在民航空管中的应用及前景展望[J].软件导刊，2012.