多點相關監視與ADS-B的對比研究

盧志鵬（中國民用航空華北地區空中交通管理局天津分局，300300）

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多點相關監視與ADS-B的對比研究

盧志鵬
（中國民用航空華北地區空中交通管理局天津分局，300300）

摘要：本文重點探討多點相關監視技術和ADS-B技術的原理以及在空中交通監視中的應用，在兩種技術對比應用的條件下，更好地發展和創新。

關鍵詞：多點相關監視技術；ADS-B技術；對比；監視

我國在經濟發展和低空空域開放的條件下，空中交通流量正在呈指數倍增，這種空中交通流量的現狀導致空中交通管理和安全運行具有更高的要求，為了確保空中交通流量的安全，傳統的雷達技術已經不能滿足現實需求，因而，需要更為精密而準確的監視系統和技術，來實現對空中管制的空域和流量管理。在各種數據鏈技術和衛星技術迅速創新發展的進程中，多點相關監視技術和ADS-B技術應運而生，它以其精度高、刷新率快等優勢成為了空管監視技術的“寵兒”。

1　多點相關監視技術及ADS-B技術的界定

1.1多點相關監視技術。又名多基站測量定位技術，它是基于信號到達時差的前提下，對航空器準確位置的監視和計算，在地面多個基站接收同一應答信號的過程中，由于各地面基站接收信號的到達時差有差異，根據這個時差加以解算并實現準確的定位目標。利用3個地面站的數據可測得目標的平面位置，4個地面站數據還可測得目標的高度。這一技術可以應用于機場和車輛的監視領域，其實質是為ADS-B技術提供平滑的過渡。

在這個多點相關監視技術的系統之中，有相關的硬件設備如：信號接收機、詢問信號發射機、參考應答機、中央處理器服務器等。可以用來監視裝載S模式、A/C模式、ADS-B機載應答機的飛機，在系統的應答過程中，有被動和主動之別，如果在系統中沒有二次雷達信號詢問機，則系統是被動地接收應答信號，屬于被動式的多點相關監視系統；如果系統中有二次雷達信號詢問機，則系統要對目標進行不同模式的詢問，并對應答信號進行準確的定位，這就成為了主動式的多點相關監視系統。通常而言，主動式的多點相關監視系統可以較靈活地彌補二次雷達的缺憾，可以最大程度地減少覆蓋盲區，從而提供精準的定位性能。

1.2ADS-B技術。這一技術以先進的空-地、空-空數據鏈為通信手段，實現空中交通監視和信息傳遞。目前的ADS-B 技術有3種可選的數據鏈技術 : 1090ES（ 1090 MHz Mode S Extended Squitter） 、UAT （ Universal Access Transceiver）、 VDL4（VHF Data Link MODE 4 ） ，其中: 1090ES 是國際民航組織（ICAO）規定使用的國際通用的數據鏈，在數據鏈技術下，可以獲得航空器識別、四維定位及附加數據信息。它以全球導航衛星系統信息為數據源，對物體實現準確的飛機信息識別和速度識別，并在實時的狀態下向地面站和空中的監控終端將航班號、位置信息、S模式地址等信息進行廣播，并在飛機之間相互感知的條件下，使管制員詳細掌控交通狀況，實現先進而有效的空中交通管制。

2　多點相關監視技術與ADS-B技術的應用比較

2.1多點相關監視技術的應用。多點相關監視技術是一種獨立性、協同式的監視技術，它的技術優勢在于更高的刷新率（每秒1次）和更準確的定位精度，同時，這多點相關監視系統分布廣、冗余性良好，可以不受惡劣天氣的影響和干擾，具有更為安全可靠的性能，在正常的工作狀態下，多點相關監視技系統無須頻繁的維護和保養，是一種低成本、低維護的技術，在復雜的地形狀態下，可以余留解決問題的空間。

多點相關監視技術主要應用于如下領域：（1）場面監視。傳統的場面探測設備——雷達在實踐運用中，發現了一些缺陷，如：大型機場的航站樓、機庫等障礙物會阻攔雷達的視線；巨大的金屬屋面會對雷達造成假信號；暴雨可能會干擾雷達的監視功能等。而多點相關監視技術則利用其布點靈活的特性，改善場面監視的信號覆蓋狀況，還可以不受天氣因素的干擾，對位置精度和目標識別進行全覆蓋的監視。（2）精密進近。傳統的雷達監視系統無法掃描航空器在儀表飛行狀態下的平行進近，航空器只有在平行的進近航道上，保持足夠距離的交錯飛行，才能確保安全，然而這卻在極大程度上制約了機場的吞吐量。而多點相關監視技術則可以實現精確跑道的監控，并且從成本上來看，具有更為低廉的效能。（3）廣域多點相關監視。多點相關監視技術可以針對特定區域和特殊航空器，實現監視的二次覆蓋，它可以提供更為廣域的監視覆蓋范圍，并且精度更高，具有傳統雷達監視技術無法比擬的優勢。

2.2ADS-B技術的應用。這一技術是一種非獨立性、協同式的監視技術，它以全球導航衛星系統為前提，在此基礎上實現對目標的準確定位，可以在機載導航定位系統的裝備前提下，對航空器的識別碼、位置、飛行意向、速度等信息進行自動數據廣播和接收，是未來主要的監視技術的發展方向，這一技術的優勢在于：可以比二次雷達提供更為全面的監視目標信息，具有更新快、精

度高、成本低、簡便而靈活的特點，然而，它也具有一定的缺點，即：其自身不具備對目標的驗證功能，而必須依賴于全球導航衛星系統提供的數據，一旦全球導航衛星系統失靈，則ADS-B系統無法正常使用。

ADS-B技術系統目前僅支持ADS-B OUT功能，通過廣播方式對航空器實施監視，其應用領域主要表現為：（1）不便安裝雷達的海島或近海區域；（2）雷達覆蓋不完善的地方，用該技術作為補充和輔助；（3）用于地面輔助監視的機場運行區域。

2.3多點相關監視技術和ADS-B技術的比較

這兩種技術都在較大程度上彌補了傳統雷達技術上的缺憾，具有互補的特性，共同具有定位精度高、刷新率快的優勢，而多點相關監視技術無須依賴于附加的全球衛星航空系統或設備，可以對ADS-B技術進行更好的補充。而ADS-B技術又可以彌補多點相關監視技術需要多個接收站的不足，可以說，這兩種技術的融合、互補性使用，可以極大地提升實時的監視能力，可以在終端航線上設置多個ADS-B地面站，而這些多個ADS-B地面站又可以共同組成多點相關監視系統，可向機組和管制員們提供精確而又穩定可靠的沖突信息，以此來提高飛行安全。在兩者的完美融合之下，實現對空中航空器的位置和速度的準確定位。

3　結束語

綜上所述，在現代空中交通日益發展的形勢下，傳統的二次雷達技術已經遠遠不能滿足現實需求，在現實需求之下催生出多點相關監視技術和ADS-B技術，它們是增強空域利用率的安全有效的工具，可以實現準確的位置定位和速度定位，具有精度高、刷新率快的優勢，然而，多點相關監視技術和ADS-B技術在具體應用方面，還有一定的差別，需要在比較的狀態下加以合理的運用，并且注重將兩種技術融合使用，可以更為高效地提升定位效率。

參考文獻

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［4］ 何東林.多點定位：改善場面協同監視［J］.交通建設與管理. 2010（11）

A comparative study of multi point correlation monitoring and ADS-B

Lu Zhipeng
（Tianjin branch of China Civil Aviation North China Air Traffic Management Bureau， 300300）

Abstract：This paper mainly discusses the principle of multi point monitoring technology and ADS-B technology and the application in air traffic monitoring，in the two kinds of technology under the conditions of contrast，better development and innovation.

Keywords：multi point correlation monitoring technology；ADS-B technology；contrast；surveillance

作者簡介

盧志鵬，男，出生于1991年1月，籍貫河北省泊頭市，就職于中國民用航空華北地區空中交通管理局天津分局，雷達導航機務員，助理工程師。