ADS—B技术在试飞地空监视中的应用及展望

李芬

摘要：本文介绍了ADS-B系统的组成及工作原理、ADS-B技术优势；阐述了ADS-B技术在试飞地空监视中的应用并对试飞ADS-B技术未来发展方向作了展望。

关键词：ADS-B技术；试飞监视

引言

在新航行系统的发展下，世界各国都在发展和应用ADS-B（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast） 监视技术。在国外空管监视系统领域，ADS-B技术已是被广泛应用，在我国ADS-B的发展也已经处于相对实用阶段，并在西部某些地区实现了运行试验与验证飞行。为满足对试飞飞机全程实时监视的需要，提升试飞监视保障能力，通过ADS-B技术，开发试飞地空监视应用场景，掌握试飞飞机的各类监视信息，从而实现试飞监视全面管理。

1 ADS-B技术

1.1 ADS-B系统的组成及工作原理

ADS-B系统包括机载ADS-B系统和地面设备两部分。机载ADS-B系统依托GPS全球定位系统，周期性地对外广播飞机的位置、速度、高度等信息；地面设备如ADS-B基站，负责接收机载ADS-B系统的广播，通过对采集数据的处理，在监视界面上显示飞机的航迹、速度和高度，实现ADS-B监视功能。

1.2 ADS-B技术优势

1.2.1 ADS-B OUT和ADS-B IN功能

ADS-B OUT技术是指机载ADS-B设备周期性地向外广播飞机的位置、高度等信息，类似于传统空管雷达，地面设备可通过ADS-B OUT技术实现对飞机飞行状态的监视管理。

ADS-B IN技术是指飞机接收其他飞机或地面设备发送的ADS-B OUT信息，为机组提供运行支持决策服务，如气象信息、冲突告警及其他信息服务。

试飞飞机的机载综合监视系统同时具有ADS-B OUT和ADS-B IN功能，并具备扩展升级设计。

1.2.2 发展优势

以雷达监视为基础的现行陆基航行系统，由于受传播距离的限制及传播特性的多变性，在机场及航线沿途必须密集布置许多雷达，而在海洋和荒漠無雷达覆盖的区域上空飞行的飞机仍无法被监视，只能靠增加飞行间隔来保障飞行安全，空间利用率低，系统的精确性和可靠性也不能进一步提高。

ADS-B技术是国际民航组织（ICAO）推荐使用的集数据通信、卫星导航和监视技术于一体的新一代航行系统的先进技术，以卫星技术为基础，具有很强的覆盖能力。能够提供飞机飞行状态一致性监视、空中防撞冲突检测，飞行间隔保障等功能，从而完成对空域和地面活动目标的有效监视。

2 地空监视在试飞领域的应用

ADS-B技术在试飞地空监视应用中可实现试飞飞机对空监视应用、异地试飞地面指挥监控应用。

a）对空监视应用

利用ADS-B技术，通过接入地面ADS-B基站传输的报文信号，报文中包括飞机识别信息、位置、高度、速度、方向和爬升率等，对数据进行处理，将空域中航空器飞行情况实时地显示在监控终端界面上，为试飞指挥提供服务，保障试飞安全。

b）异地试飞地面指挥监控应用

在异地试飞地面指挥监控方面，ADS-B技术可以弥补试飞机场缺乏对空监视手段这一缺点，通过在合适位置架设试飞移动基站系统，并通过传输系统将ADS-B监视信息回传，提供ADS-B实时监视信息。

3 ADS-B技术在试飞领域展望

3.1 与空管监视系统的融合应用

空管监视系统主要信号源为二次雷达信号源，存在信号源非自主控制、雷达信号刷新周期较慢（4-5秒）等问题。在现有二次雷达监视保障的基础上，可以通过ADS-B技术的应用，实现ADS-B信号与雷达信号的融合，充分利用两种信号的优点，优化监视基础设施。

3.2 气象信息综合应用

一是可将气象信息引入ADS-B系统，自动生成恶劣天气影响区域，并在试飞飞机将要进入该区域之前提出警告和绕飞建议；二是在ADS-B系统内预先设立各种气象模型，根据实际天气情况可从中选择最接近的气象模型，系统将在在试飞飞机将要进入该模型区域之前提出警告和改航建议。

3.3 多地试飞ADS-B系统组网

配套建设多地试飞ADS-B系统组网项目，可以实现本场试飞空域和异地试飞监视空域的ADS-B全面覆盖，提高试飞监视保障能力。同时通过通信组网技术，可以实现多地ADS-B基站系统联网，实现数据信息的交互处理。对于异地机场ADS-B基站接收到的飞机信息，在经过数据服务器处理后，通过地面网络传输，回传至主试飞基地的ADS-B网络服务器，ADS-B网络服务器接收各地基站传送来的ADS-B监视数据并进行整合。网络上的任何监视终端，只要通过网络服务器的授权，就可以监视所有地面基站的ADS-B监视数据。

3.4 飞行管制间隔研究

利用ADS-B机载数据采集器，对飞机水平和垂直位置的保持能力相关数据进行采集和监控。并对采集到的监控数据进行分析，得出目标时间段内的高度保持性能分析结果、侧向和纵向导航性能分析结果，形成垂向高度保持性能分析报告及水平保持性能分析报告，为飞机间隔研究提供数据支持。