廣播式自動相關監視系統應用探討

摘 要：廣播式自動相關監視系統作為有效的監視手段，大大增加了飛行訓練量，同時保障了飛行訓練的安全，文章通過飛行學院對ADS-B系統的應用實踐，對ADS-B系統的主要功能進行了探討。

關鍵詞：廣播式自動相關監視系統；飛行訓練；防相撞；地圖加載

隨著民航事業的發展，對飛行員的需求不斷增加，在此背景下，飛行學院飛行訓練量也不斷增大。為了更好的保障飛行訓練安全，2006年飛行學院使用了廣播式自動相關監視系統（ADS-B），作為有效手段，大大提高了飛行訓練量，同時保障了飛行訓練安全。在使用廣播式自動相關監視系統作為有效手段的同時，本文對廣播式自動相關監視系統的應用進行了一些探討。

1 廣播式自動相關監視系統

廣播式自動相關監視系統Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADS-B是它的英文縮寫，是新航行系統（CNS/ATM）中非常重要的通信技術和監視技術。它利用全球衛星導航系統（GNSS）、慣性導航系統（INS）、慣性參考系統（IRS）、飛行管理器把飛機的位置信息（經度、緯度、高度和時間）和飛機的識別號、飛機的速度等通過數據鏈廣播出去，其他飛機的和地面站接收其廣播信息后經過處理送給機艙綜合信息顯示器或者地面顯示器。廣播式自動相關監視系統把沖突探測、ATC監視和ATC有機的結合起來。它將現在的空中交通管制中的三大要素通信技術、導航技術、監視技術做了一個重新的定義。

廣播式自動相關監視系統優點是：只需要依賴于全球衛星導航系統便可以獲得飛機的識別信號、位置、高度、速度、航向。無需應答，飛機之間相互廣播自己的相關信息。作用距離遠，可以達到150海里以上，可以同時管理空域內的上千架飛機。可以在航管雷達無法覆蓋的地區為航空器提供優于雷達的間隔標準。可以作為地面防相撞監視系統，可以監視到場面監視雷達難以覆蓋的地方，而成本遠遠低于雷達設備的成本。ADS-B系統同時存在的缺點：信號的傳遞會因為地形以及氣象等的影響，造成信號在傳遞上的自然損失。隨著覆蓋的空域范圍的增大，信號會減弱。同時無線電的干擾也會導致信號傳遞減弱。目前制約廣播式自動相關監視系統應用的兩個關鍵技術是：（1）飛行計劃和ADS-B航跡相關問題。（2）融合處理雷達航跡和ADS-B航跡的問題[1]。

2 廣播式自動相關監視系統的應用

從2003年開始澳大利亞投資1000萬美元，在它的中西部地區建設ADS-B監視系統，歷經三年，建成了覆蓋澳洲全境的航行監視系統。從2006年開始中國民航飛行學院在各個分院開始安裝廣播式自動相關監視系統，并且應用，實現了對學院飛機實時的監控跟蹤，大大的增加了飛行訓練量，保障了飛行訓練和航班的安全[2]。在對飛行訓練的監控過程中本文對ADS-B系統主要功能探討如下：

2.1 防相撞

民航飛行學院隨著飛行任務的增加，飛行訓練量增大，每次出場飛機數量多，地面防相撞面臨新的問題和挑戰，ADS-B作為監控手段很好的解決了這個問題。ADS-B能夠比較準確的標識機場地形，可以將機場的跑道、滑行道、聯絡道、停機坪的輪廓顯示出來，安裝了ADS-B系統的飛機開車，在顯示器上便可以看見這架飛機在機場的精確位置，指揮員根據飛機的位置指揮飛機滑行同時監控飛機，避免在地面發生飛機與飛機相撞的危險[3]。由于空域的有限性，訓練飛機數量多，管制員必須時刻監控空中的飛機動態，根據飛機與飛機的相對位置和航向判斷飛機是否有沖突的危險，提前解決飛行沖突，防止飛機在空中相撞的危險。飛行學院把各個分院的ADS-B聯網，實現了遠程監控[4]，在塔臺可以實時監控飛機動態，在辦公室也可以實現飛機動態的監控。

2.2 地圖加載

ADS-B系統可以很方便的加載地圖，同時地圖可以按一定比例比較精確的縮小和放大。當地圖放大的時候，可以顯示某一區域的飛機，可以很容易直觀的判斷飛機相對地面、飛機相對飛機的位置。當地圖縮小的時候，可以把整個區域的飛機全部顯示出來，安裝ADS-B系統的飛機也可加載飛行航路的地圖，實現了地形識別，相對增加了飛行員的視野，減小飛行的間隔。在加載的ADS-B地圖上，可以方便實現地圖繪制功能。在ADS-B系統上面，可以精確繪制機場及其周邊的航路，畫出機場的進離港程序，空中的飛機在飛行的過程中，可以由管制員監控飛機是否偏離航路、進離港的過程中是否按著既定的進離港程序飛行，及時提醒飛行員進行修正。由于ADS-B可以顯示出飛機的位置、速度、航向，管制員可以容易對飛機進行排序進近，大量減少了管制員負擔，增加了管制員對飛機位置的掌控能力。利用ADS-B的地圖顯示功能，可以畫出訓練飛行空域、限制空域，管制員在指揮飛機的過程中，安排飛機到空域活動，方便管制員判斷飛機是否在空域活動或者飛入了限制空域，提高了飛行訓練的質量，保障了飛行訓練安全。

2.3 顯示跟蹤

ADS_B系統對飛機動態的更新頻率高于雷達，飛機在顯示器上顯示，給管制員的感覺是實時的、動態的，實現了對飛機實時跟蹤。在顯示器上每一架飛機都有自己的航跡，管制員可以清楚的判斷出飛機實時的航向、飛機的高度和速度。在塔臺終端區域，管制員根據比例尺判斷：同高度層以訓練飛機為中心，半徑6千米范圍內不允許有其他飛機。在航路上同高度層上，飛機的間隔是至少10千米[5]。ADS-B系統還可以記錄飛行的整個動態，可以像電影一樣選擇任意時間段的進行播放。

3 廣播式相關監視系統的展望

ADS-B系統比雷達系統成本低，在飛行學院的使用期間，大大增加了航路和機場終端區空域的飛機容量，增加了飛行訓練量。通用飛行，由于高度比較低，雷達很難覆蓋，隨著ADS-B的應用和發展將引起通用飛機自由飛行的變革。

參考文獻

[1]李丹.制約ADS- B 應用的兩個關鍵技術問題分析[DB/OL].空中交通管理，2011（4）.

[2]郭勤昊，魏光興.ADS-B對中國民航飛行訓練的影響[DB/OL].中國民用航空，2011（1）.

[3]黃晉.廣播式自動相關監視（ADS-B）中國民航飛行學院的應用研究[D].碩士論文，2008（5）.

[4]周躍飛，林琳，楊成.ADS-B 技術在民航飛行訓練中的應用[DB/OL].信息科技，2010第20期.

[5]孫立新，陳亞青.ADS-B管制服務運行規范[DB/OL].中國西部科技2010（8）.