ADS—B航跡監視系統的特點和常見故障分析

趙瑞

摘 要：本文介紹了ADS-B航跡監視系統的特點，總結了ADS-B地面設備的日常維護方法，并對造成設備各種常見故障的原因進行了分析，為預防和排除故障提供了參考。

關鍵詞：ADS-B；監視；故障；維護

ADS-B（廣播式自動相關監視）是一種新型的基于GPS衛星定位系統和地空數據鏈通信的航空器運行監視技術。支持該技術的飛機通過GPS衛星定位系統和氣壓式高度傳感器等機載設備獲取飛機的位置、高度、速度、航向和識別碼等信息，并對信息進行整理，利用數據鏈路以1秒鐘為周期向其他飛機和地面接收設備發送；地面接收設備對接收到的信息進行處理，然后通過網絡線路將飛機的位置等信息發送到低空空域監視席位的顯示終端上，結合終端自帶的地圖數據恢復飛機的實時飛行狀態，供空管指揮人員參考。目前，包括我國在內，世界各國都在積極推進ADS-B技術的研究和推廣應用。

1 ADS-B監視系統

ADS-B系統包括機載設備和地面設備兩大部分。本文主要討論ADS-B地面設備，以洛陽機場為例，ADS-B地面設備的主要由地面收發機（GBT）、中心服務器、GPS天線、L波段射頻天線、饋線、直流電源、UPS電源、防雷組件、網絡交換機、光纖收發器和眾多顯示終端計算機等組成，如圖1所示。

GBT與射頻收發天線相連，負責數據鏈路接收及處理，是ADS-B地面站的核心。GBT接收運行飛機發送的ADS-B報文并通過內部處理將其轉換為UDP 協議數據包，然后通過標準的RJ45網絡接口將其傳送到計算機網絡上去。中心服務器上安裝有ADS-B服務器端軟件，主要負責報文轉發和客戶端用戶的登錄認證，所有客戶端計算機通過普通的計算機網絡與中心服務器相連組成一個ADS-B數據網。中心服務器不存放動態數據，所以無需經常進行數據備份，所以維護起來相對簡單。ADS-B系統的顯示終端是直接面向空管指揮人員的部分，它負責對攜帶ADS-B報文的UDP數據包進行解析，并利用解析后的數據來控制地圖背景上的飛機圖標移動，以使空管指揮人員可以直觀地監視飛機的位置等信息。普通PC在安裝ADS-B客戶端軟件之后就能成為一臺ADS-B顯示終端，ADS-B系統的監視歷史由ADS-B客戶端軟件保存在顯示終端計算機的硬盤內，可供隨時調用查閱。

2 日常維護與常見故障分析

為確保系統運行正常率和完好率達到要求，ADS-B地面設備的日常維護包括：年、半年、月、周維護、日常巡檢、應急搶修等一系列工作。

ADS-B地面站的GBT和天線在產品設計上是免維護的；但對于各設備的連接部分需要定期檢查是否牢固，而且由于洛陽機場春季沙塵大，冬季雪量多，因此在春冬兩季都要對GPS接收天線進行清潔，以免沙塵積雪影響GPS接收信號的精度。

對于服務器硬件也要做好除塵，防止內部線路因灰塵出現短路斷路故障；軟件無需日常維護和數據備份，但要及時對操作系統和殺毒軟件進行升級更新。

設備UPS應急電源電池組應定期測量電壓，檢查電池是否漏液，保證電池組工作正常。

顯示終端相當于安裝ADS-B客戶端軟件的普通PC，與個人電腦維護相似，硬件方面需定期檢查和除塵，軟件方面做到及時清理磁盤垃圾文件，系統升級和備份。

嚴禁隨意安裝、更改和刪除服務器與客戶端軟件， 不得使用與業務運行無關的軟件、光盤、U盤等。

ADS-B地面設備出現故障，通常通過顯示終端的提示就能大致確定故障位置。ADS-B地面設備使用和維護中常見的故障有以下5種：⑴背景地圖、地標點或航線消失。此故障一般是使用人員誤操作或臨時文件沖突導致原地圖配置文件失效造成的。解決方法是關閉ADS-B客戶端軟件，使用磁盤清理軟件重復清理系統臨時文件至少兩次。⑵ADS-B快捷方式失效或丟失。非誤操作情況下丟失ADS-B快捷方式，可能是因為殺毒軟件將主程序誤殺，重新拷貝主程序并將其加入殺毒軟件信任區即可。⑶無網絡連接。首先檢查網線頭是否牢固、路由器指示燈是否正常，然后用DOS命令ping中心服務器，不通說明服務器工作異常或者網絡傳輸線路斷路。⑷全部飛機無顯示。此故障可能的原因是網絡連接異常或斷開，修復網絡連接即可；如能連接服務器但不顯示GBT臺標點，則可能是因為GBT工作異常，檢查GBT工作狀態指示燈和直流電源，并按指示修復或重啟設備。⑸個別飛機無顯示或顯示不穩定。此故障一般不是ADS-B地面設備引起，可能是飛機機載ADS-B設備異常或者飛機周邊信號干擾，可以聯系機組人員檢查機載設備。

[參考文獻]

[1]呂小平.ADS-B應用中UAT技術介紹[J].通信導航監視/CNS，2007/08.

[2]張軍，王杰.自動相關監視（ADS-B）系統在民航管制指揮的應用[J].中國西部科技，2012/10.

[3]李自俊，吳旭勇.ADS-B技術在民航飛行學院飛行訓練中的應用[J].中國民用航空，2009/03.