廣播式自動相關監(jiān)視（ADS-B）在空中交通管制中的應用

劉 軍

（民航甘肅空管分局技術保障部，景泰 730400）

1 ADS-B 技術原理

ADS-B 技術將由機載衛(wèi)星導航設備獲得的航空器實時經(jīng)度、緯度、高度等位置信息將其與三維的信息及其他附加信息相互整合，例如飛行員輸入的信息、飛機警告的信息、航線、軌道的轉(zhuǎn)折點等等相互轉(zhuǎn)化和整合，在必要的地點還要設置航空標志、航空信息標志等等，讓地面的監(jiān)控廣播可以通過這種方式及時有效的監(jiān)視航空信息，對其他的航空器來說意味著能夠更好地接收地面提供的信息。除上述基本功能之外，ADS-B 技術還具有廣播式交通信息服務和廣播式飛行信息服務兩項擴展功能。

1.1 ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)原理

ADS-B 系統(tǒng)指的是在飛機運用時可以利用搭載的電子設備對飛機的三維位置、高度、速度等等信息進行全面的整合，通過這種方式整理一些參數(shù)，ADS-B 設備的廣播速度是速度500ms一次。GPS 在接受信號之后需要發(fā)射天線，在駕駛艙也要顯示有關的信息，可以不借助地面的輔助設備獲取信息，就可以全面的進行監(jiān)視。

ADS-B 設備作為飛機的導航系統(tǒng)，其使用的主要作用是讓飛機定位更加準確，還能提升飛機的飛行速度。機載的飛行設備需要通過廣播飛機的具體位置、高度、速度等情況來整理一些參數(shù)。飛機在收集店面的信息數(shù)據(jù)是需要利用空中的交通監(jiān)管設備進行整體的監(jiān)控。ADS-B 設備需要重點關注飛機的接收數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的監(jiān)管數(shù)據(jù)信息調(diào)整參數(shù)，便于空中空中監(jiān)視和管理。ADS-B 設備的使用于監(jiān)控設備和雷達設備是相似的，在使用過程中需要獲取飛機的位置信息、飛行參數(shù)，還要提供一系列的安裝設備信息，通過不同的雷達系統(tǒng)、ADS-B 信息從機載設備中直接獲取數(shù)據(jù)資源。

1.2 ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)構成

（1）地面子系統(tǒng)由地面站、管制工作站和廣播式交通信息服務網(wǎng)關組成。飛機將自身狀態(tài)參數(shù)通過高速數(shù)據(jù)鏈自動廣播到地面站，在管制工作站生成精確的航跡形態(tài)，實現(xiàn)地面管制部門精確的對空監(jiān)視。

（2）機載子系統(tǒng)由機載收發(fā)信機和機載座艙交通信息顯示CDTI 組成，機載收發(fā)信機接收來自其他飛機的態(tài)勢廣播信息，通過CDTI 實現(xiàn)精確、實時的飛機間相關的態(tài)勢感知。

（3）向下一代空管系統(tǒng)的過渡是一個長期、漸進的過程。為了解決過渡期內(nèi)加裝機載設備的飛機與未加裝機載設備的飛機之間的監(jiān)視問題，可將地基雷達系統(tǒng)得到的監(jiān)視信息通過高速地空數(shù)據(jù)鏈上傳給裝有機載設備的飛機，提供一種異構監(jiān)視系統(tǒng)間的互通手段。

（4）為了確定ADS-B 監(jiān)視數(shù)據(jù)所能支持的具體類型，需要數(shù)據(jù)精度與完好性評估子系統(tǒng)對其精度和完好性進行實時的監(jiān)控、評估和預測。

機載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)構成ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)的硬件構架，數(shù)據(jù)精度與完好性評估子系統(tǒng)則保證ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)的可實施性，三個部分協(xié)同配合即構成完整的ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)。

1.3 ADS-B 與傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)的對比

ADS-B 與傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)有很大的不同，下面將對ADS-B與傳統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)特點做簡單的對比。一次雷達是獨立的、非合作式監(jiān)視系統(tǒng)，其獨立性表現(xiàn)在一次雷達主要目的是獲取監(jiān)控的目標信息，從合作的表現(xiàn)性和目的性上看，主要在安裝設備信息時需要需要了解一次雷達的局限性。盡管一次雷達比較穩(wěn)定，在數(shù)據(jù)監(jiān)控和運用上也更加合理，但數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)時常會在地面雷達系統(tǒng)中發(fā)生故障。

二次雷達與一次雷達相比更加獨立，其監(jiān)控也屬于是合作式的，二次雷達需要通過計算地面的問詢系統(tǒng)來計算機載目標的具體信息和位置，通過了解具體數(shù)據(jù)改善二次雷達搜尋的路線，使其擁有最佳的雙向數(shù)據(jù)。一次雷達提供的信息無法與二次雷達相比，但是二次雷達無法監(jiān)控沒有安裝應答機或者是應答機受損的飛機。

2 ADS-B 監(jiān)視技術的應用

（1）應用地-空/地-地監(jiān)視。在地-空/地-地監(jiān)視的系統(tǒng)中飛機廣播信息是監(jiān)控傳輸數(shù)據(jù)的主要系統(tǒng)，可以利用飛機自動化監(jiān)控系統(tǒng)加強對飛機的監(jiān)控。自動化的系統(tǒng)監(jiān)控指的是利用飛機等高效率、高傳輸速率的系統(tǒng)提升ADS-B 設備的傳輸速率，從而加強對監(jiān)控能力的管制。目前存在的及場館之中需要將ADS-B 設備作為監(jiān)控的數(shù)據(jù)源頭，從此覆蓋整個機場，更好的對地-空/地-地進行監(jiān)視。由于目前我國的監(jiān)視比較簡單，因此不論是機載設備還是地面的應用設備都缺乏。

（2）應用空-空監(jiān)視。空-空監(jiān)視主要指的是應用在空中交通監(jiān)視和空中擠在航空器兩者中，這兩個方面可以通過相鄰的航空器獲得數(shù)據(jù)，通過動態(tài)的數(shù)據(jù)獲取航空器周圍的數(shù)據(jù)信息，讓航空器的應用更加穩(wěn)定，還能通過空中的信息維護航空器的間隔，保持兩者之間的距離。

（3）擴展應用。

如果數(shù)據(jù)鏈有足夠的帶寬，ADS-B 在使用過程中還能對TIS-B 和FIS-B 提供服務。

TIS-B 系統(tǒng)主要是發(fā)送廣播信息，其發(fā)射的對象為航空器和其他交通工具，在發(fā)送過程中該系統(tǒng)主要提供服務是手機數(shù)據(jù)并將其集中融合，將手機的數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)中間進行實時的交換處理，這種相互轉(zhuǎn)換的手段主要有以下功能：一，對雷達上傳的視頻信息進行監(jiān)控；二、對于ADS-B 設備來說，其不能直接接受到信息，而是需要航空器對信息進行解碼；第三，需要對上傳的信息進行驗證。

4 結束語

綜上所述，目前，ADS-B 已經(jīng)在世界多個國家和地區(qū)應用，包括美國、歐洲、澳大利亞和亞洲。ICAOADS-B 研究和實施工作組在最新制定的任務中采用了比較普遍的ADS-B 技術，主要為了實現(xiàn)雷達的監(jiān)管、評估雷達監(jiān)管終端、制定空-空監(jiān)視作用。