中南民航空管ADS-B信息傳輸應(yīng)用分析

陳惠鋒

（民航中南空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心，廣州 510000）

1 引言

目前，我國空中交通管制廣泛使用傳統(tǒng)雷達(dá)監(jiān)視手段，而廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B），是一種基于GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈通信的空中交通監(jiān)視應(yīng)用，是國際上解決空中交通管制最行之有效的方法。

隨著我國民航空中交通流量日益增長，雷達(dá)等傳統(tǒng)監(jiān)視技術(shù)及其布局、數(shù)量將難以滿足日益增長的航空運(yùn)輸需要。我國中西部地區(qū)、支線機(jī)場航空運(yùn)輸均將保持快速增長，但上述地區(qū)雷達(dá)部署難度大、建設(shè)成本高，急需ADS-B等新監(jiān)視技術(shù)的引入與應(yīng)用。我國東部地區(qū)空中交通流量大，飛行密度高，空域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，迫切需要ADS-B提供監(jiān)視補(bǔ)盲與備份，以提升監(jiān)視冗余備份能力。建設(shè)新一代空管系統(tǒng)，必須通過應(yīng)用ADS-B技術(shù)以提升地空協(xié)同運(yùn)行能力，進(jìn)而提升空空監(jiān)視能力，提高安全水平、空域容量與運(yùn)行效率。

根據(jù)民航局關(guān)于中國民用航空ADS-B實(shí)施規(guī)劃，計(jì)劃在2016-2020年在全國范圍內(nèi)全面建成ADS-B傳輸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)ADS-B數(shù)據(jù)的傳輸、處理、發(fā)布和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全空域的ADS-B的全面運(yùn)行。

2 中國民航ADS-B傳輸架構(gòu)

中國民航ADS-B傳輸架構(gòu)主要包括ADS-B空地?cái)?shù)據(jù)交換以及數(shù)據(jù)傳輸處理。

ADS-B空地?cái)?shù)據(jù)交換由航空器和地面站完成。ADS-B地面站接收航空器機(jī)載設(shè)備發(fā)射的ADS-B信號(hào)，處理后生成ASTERIX CAT021格式的監(jiān)視數(shù)據(jù)，并輸入到ADS-B信息網(wǎng)；通用航空ADS-B地面站數(shù)據(jù)也可直接接入通用航空數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。

ADS-B數(shù)據(jù)傳輸處理由ADS-B信息網(wǎng)完成。ADS-B信息網(wǎng)由數(shù)據(jù)站、數(shù)據(jù)處理中心和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)組成。數(shù)據(jù)站與數(shù)據(jù)處理中心完成ADS-B的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和共享實(shí)現(xiàn)對所有ADS-B監(jiān)視信息和運(yùn)行管理信息的綜合處理和管理，并通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)向相關(guān)用戶單位提供航空器動(dòng)態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)完成地面站數(shù)據(jù)上傳以及各數(shù)據(jù)站、數(shù)據(jù)處理中心和用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。

3 ADS-B信息網(wǎng)傳輸單元

3.1 ADS-B數(shù)據(jù)站

數(shù)據(jù)站根據(jù)應(yīng)用需求引接ADS-B地面站數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后為所轄地區(qū)的中低空管制中心、進(jìn)近、塔臺(tái)等空管部門提供ADS-B實(shí)時(shí)綜合監(jiān)視信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對本區(qū)域內(nèi)ADS-B地面站的監(jiān)控。

3.2 ADS-B數(shù)據(jù)處理中心

數(shù)據(jù)處理中心劃分兩個(gè)層級(jí)：二級(jí)數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)需求引接本區(qū)域內(nèi)及相鄰區(qū)域的ADS-B數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后為區(qū)域管制中心自動(dòng)化系統(tǒng)、大型終端區(qū)管制中心自動(dòng)化系統(tǒng)等提供ADS-B實(shí)時(shí)綜合監(jiān)視信息，為本區(qū)域內(nèi)的中低空管制中心、進(jìn)近、塔臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)提供備份ADS-B實(shí)時(shí)綜合監(jiān)視信息，同時(shí)向一級(jí)數(shù)據(jù)處理中心上傳ADS-B實(shí)時(shí)綜合監(jiān)視信息。一級(jí)數(shù)據(jù)處理中心接收所有二級(jí)數(shù)據(jù)處理中心的ADS-B數(shù)據(jù)，經(jīng)處理形成全國ADS-B動(dòng)態(tài)信息，為流量管理、空域管理、國際間數(shù)據(jù)交換、中外航空公司、機(jī)場、航空保障企業(yè)、運(yùn)行監(jiān)管和社會(huì)公眾發(fā)布全國航空器態(tài)勢信息。

4 中南空管ADS-B傳輸建設(shè)

中南地區(qū)ADS-B建設(shè)工程目前正在開展，建設(shè)的ADS-B站點(diǎn)眾多，采用ADS-B總體建設(shè)規(guī)劃分層建設(shè)的思路，即在中南地區(qū)對ADS-B信號(hào)采用“分級(jí)融合、集中上傳”的方式建設(shè)。中南ADS-B信息傳輸網(wǎng)絡(luò)分為2個(gè)匯集層級(jí)，分別為地區(qū)空管局?jǐn)?shù)據(jù)處理中心（二級(jí)數(shù)據(jù)處理中心）及和空管分局（站）數(shù)據(jù)處理站。其中二級(jí)數(shù)據(jù)處理中心設(shè)在廣州區(qū)管、三亞區(qū)管，數(shù)據(jù)站設(shè)在中南各空管分局（站）。

依據(jù)“分級(jí)融合、集中上傳”原則，每個(gè)ADS-B地面站的數(shù)據(jù)首先傳輸至所屬空管分局（站），并在空管分局（站）的數(shù)據(jù)處理站對多路ADS-B信息進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)、報(bào)文過濾以及數(shù)據(jù)記錄，在數(shù)據(jù)融合處理完成后給所屬空管分局（站）自動(dòng)化使用并傳輸至二級(jí)數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行匯總使用。

空管分局（站）需引接不在其覆蓋范圍內(nèi)的其他空管分局（站）ADS-B匯總數(shù)據(jù)時(shí)，由二級(jí)數(shù)據(jù)中心將所需的ADS-B匯總數(shù)據(jù)統(tǒng)一向下分發(fā)至所需空管分局（站）的數(shù)據(jù)站。

圖1 中南ADS-B傳輸層次拓?fù)?/p>

在通信傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)上，ADS-B信號(hào)將采用正在建設(shè)的民航通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸。通過民航通信網(wǎng)IP網(wǎng)和民航通信網(wǎng)TDM網(wǎng)建立的VPN通道分別承載一路地面站ADS-B信號(hào)，傳輸至空管分局（站）數(shù)據(jù)站，實(shí)現(xiàn)雙路由保障；空管分局（站）數(shù)據(jù)站完成信號(hào)處理后，輸出兩路融合信號(hào)并分別通過民航通信網(wǎng)IP網(wǎng)和中南寬帶網(wǎng)的VPN通道上傳到相應(yīng)的二級(jí)數(shù)據(jù)中心（廣州區(qū)管、三亞區(qū)管），實(shí)現(xiàn)雙路由保障。

在民航通信網(wǎng)未完成建設(shè)之前，ADS-B地面站信號(hào)通過本地FA36傳輸或本地其他傳輸方式匯集到當(dāng)?shù)乜展芊志郑ㄕ荆?shù)據(jù)站（無空管自有傳輸手段的，采用租用運(yùn)營商專線的方式），空管分局（站）數(shù)據(jù)站完成信號(hào)處理后，輸出融合信號(hào)并通過運(yùn)營商專線上傳到二級(jí)數(shù)據(jù)中心（廣州區(qū)管、三亞區(qū)管）。

地面站、數(shù)據(jù)站、數(shù)據(jù)中心IP全網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃分配。傳輸網(wǎng)絡(luò)通過組播VPN通道或二層透傳通道來傳輸ADS-B信號(hào)。

5 結(jié)束語

中國民航大力推進(jìn)監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)變革，積極推動(dòng)ADS-B建設(shè)與運(yùn)行，不斷完善ADS-B地面設(shè)施和地面ADS-B網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的布局，旨在從整體上提高民航安全水平、空域容量、運(yùn)行效率和服務(wù)能力，為實(shí)現(xiàn)民航強(qiáng)國提供強(qiáng)大技術(shù)支撐。