民航飞行训练中ADS—B系统应用分析

万瑜

摘 要：在空中交通管制系统中，广播式自动相关监视（ADS-B）技术的应用在很大程度上降低了成本，并且随着互联网技术、计算机技术的发展和完善，民航飞行训练中ADS-B技术的应用也更加完善和健全，使得其在空中管制更加具有高精度、可靠性强、经济性等诸多优势，所以对于民航飞行训练中ADS-B系统应用分析研究具有重要意义。

关键词：民航；飞行训练；ADS-B系统；应用

引言

随着全球卫星导航定位系统的日益完善，ADS-B作为一种新的监测手段，以其全天候、无缝、高精度的特点逐渐成为空中交通监测的重要手段。ADS-B监测技术能够实时准确地跟踪和定位空中和地面飞机。飞机不断地发出位置、高度、速度和航向信息，地面控制器可以实时监控整个空域的飞机。驾驶员还可以通过信息实现自动监控和报警，增加驾驶员对飞机危险接近程度的预判。在此基础上，减小了飞机之间的飞行间隔，增大了空间。域的容量提高了空域和路由的利用率。同时，飞行员的积极参与可以减轻管制员的压力和工作量，保证飞行训练的安全，提高空中交通管制的监测水平和管理水平以及安全水平。

1 民航飞行训练中ADS-B系统简介

ADS-B技术是一种基于卫星定位和地空数据链路通信的飞机运行监测技术。该技术的核心是通过地面空中数据链将机载设备的位置数据自动传输到地面交通管制部门。ADS-B技术的原理简单地说，首先机载设备接收GPS信号，进行实时定位，然后以一定间隔广播飞机位置数据和其他数据，周围飞机和地面基站接收这种数据广播，飞机也接收其飞机在空域的数据广播。如此，飞机和地面基站也可以通过软件分析以及借助系统，清楚的看到地面以及空中的飞机。

地空数据链是ADS-B技术重要的组成部分，各国在ADS-B地空数据链的选择上也各不相同，主要有三种主流的选择：第一种，是欧洲较为常见的高频数据链模式；第二种，是美国常用的通用访问收发机数据链方式，也是目前发展较快的；第三种，在商用飞机中采用的1090MHz S模式擴展电文数据链（1090ES）。由于UAT模式的数据链仅用于广播业务，因此机载电子设备的数据链路接口只需要支持具有寻址信息的业务，不需要地址或通信的连接模式。这些改进可以优化机载收发信机的数据接口，简化数据接口，提高数据流的效率，且建设成本相对较低。

2 ADS-B系统系统组成及建设

UAT方式ADS-B系统分机载系统和地面站系统两大部分。

单套UAT方式机载ADS-B系统主要包括以下设备：

具有内置GPS接收机的GDL90收发机1台

GPS天线1个

通信天线2个

机载显示器1套

单套地面站系统的硬件组成如下：

地面收发机1套

GPS天线1套

L波段通讯天线1套

GBT直流电源1套

网络交换机1台

ADS-B数据服务器1台

控制显示客户端计算机1台

3 ADS-B系统在飞行训练中的应用

3.1 监视空中交通活动

ADS-B监控系统与雷达监控系统一样，可以实时监控空中交通活动。雷达监视是通过地面雷达测量飞机的位置；两个雷达在飞机接收到信号后将信号发回地面，并将高度、速度和飞机姿态等信息发回地面。ADS-B监视被发送到其他飞机和地面，其中包括接收卫星信号的飞机的信息以及飞机高度、速度、飞行方向和其他信息。控制。ADS-B的优点是：定位精度高，更新速度快，成本低。ADS-B对空中交通的监视见图1。

图1 空中交通监视图

如图1所示，飞机的信息通过ADS - B数据链传输到地面指挥中心，控制器可以通过屏幕控制空中交通，可以直接从标牌读取的飞行信息包括飞机的高度、飞机的速度和飞机标牌，并且能够直观地看到飞机的相对位置，基于此管制员通过这一信息改进空中交通服务。

3.2 提供飞行预警

飞机在空中飞行时，通过保持间隔来确保安全。而飞机的间隔需要由地面的管制员进行监测、调控和指挥，但是受到飞机流量增大等多种因素的影响，会使得管制员在调控的过程中难免出现诸多失误。所以，飞行预警对于民航的飞行训练具有重要意义，如果两架飞机在飞行过程中间隔距离不达标时，系统就会自动报警，这为管制员积极采取有效措施和指挥提供了保障。ADS-B的位置信息是卫星提供的，假设飞机A的位置用x表示，飞机B的位置用y.表示，安全间隔为d。ADS-B系统设定当：

此时，如果飞机的间隔距离小于系统的安全距离，系统就会报警，显示屏上的飞机颜色就会变成红色，这提醒了管制员积极采取有限措施，避免训练危险的出现。例如，如果在飞行训练过程中两架飞机在900m高度如果出现了飞行冲突，系统会根据接下来的航线及时告警，飞机标志会变成红色，提醒管制员积极采取有效措施，进行飞机飞行路线的规划和调控，避免飞行训练中出现危险和事故。

3.3 缩短飞行安全间隔

与机载防撞系统（ACAS/TCAS）相比，ADS-B的位置报告是自发广播的。飞行训练中飞机的位置报告可以毫无疑问地被接收和处理，从而有效地提高了飞机的协同能力，提高了机载防撞系统TCAS的性能，保证了飞机的良好运行。它可以保持最小的安全间隔，避免冲突，解决空对空合作的目标。ADS-B系统的这种能力使得维护飞行安全间隔的责任更多地转移到空中，这是实现飞行训练顺利进行和良好效果不可缺少的技术基础。

飞行学院训练飞行在采用ADS-B监视系统以前间隔为终端区6km，航路10km。随着办学规模的扩大的这种间隔早已不能满足训练飞行的需求，采用ADS-B监视系统之后，整个训练飞行的飞行间隔改为终端区2km、航路3km的飞行。

4 结论

本文首先介绍了ADS-B监视系统的工作原理，然后从监视空中交通活动、提供飞行告警和缩短飞行安全间隔三方面阐述ADS-B在民航飞行训练飞行中的应用。通过分析研究可以发现，在民航飞行训练中，ADS-B的应用对于民航训练安全以及技术提升具有重要意义，而且能够在很大程度上提高整个飞行员训练过程中的效果和飞行员飞行驾驶技术。

参考文献

[1]李自俊，吴旭勇.ADS-B技术在民航飞行学院飞行训练中的应用[J].中国民用航空，2009（03）：44-46.

[2]柯强，汪朝东.基于ADS-B的民航飞行训练安全间隔初步评估[J].科技通报，2012，28（02）：164-166.

[3]周跃飞，林琳，杨成.ADS-B技术在民航飞行训练中的应用[J].中国科技信息，2010（20）：130-131.

[4]郭勤昊，魏光兴.ADS-B对中国民航飞行训练的影响[J].中国民用航空，2011（01）：61-63.

[5]冯锐，廖加伟.ADS-B在飞行训练中的运用[J].电子制作，2013（11）：224.

（作者单位：中国民用航空飞行学院遂宁分院 飞行十三大队）