廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）在空中交通管制中的應(yīng)用

劉 軍

（民航甘肅空管分局技術(shù)保障部，景泰 730400）

1 ADS-B 技術(shù)原理

ADS-B 技術(shù)將由機(jī)載衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備獲得的航空器實(shí)時(shí)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(jī)警告的信息、航線、軌道的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等等相互轉(zhuǎn)化和整合，在必要的地點(diǎn)還要設(shè)置航空標(biāo)志、航空信息標(biāo)志等等，讓地面的監(jiān)控廣播可以通過這種方式及時(shí)有效的監(jiān)視航空信息，對(duì)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(shù)還具有廣播式交通信息服務(wù)和廣播式飛行信息服務(wù)兩項(xiàng)擴(kuò)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(jī)運(yùn)用時(shí)可以利用搭載的電子設(shè)備對(duì)飛機(jī)的三維位置、高度、速度等等信息進(jìn)行全面的整合，通過這種方式整理一些參數(shù)，ADS-B 設(shè)備的廣播速度是速度500ms一次。GPS 在接受信號(hào)之后需要發(fā)射天線，在駕駛艙也要顯示有關(guān)的信息，可以不借助地面的輔助設(shè)備獲取信息，就可以全面的進(jìn)行監(jiān)視。

ADS-B 設(shè)備作為飛機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)，其使用的主要作用是讓飛機(jī)定位更加準(zhǔn)確，還能提升飛機(jī)的飛行速度。機(jī)載的飛行設(shè)備需要通過廣播飛機(jī)的具體位置、高度、速度等情況來整理一些參數(shù)。飛機(jī)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(shè)備進(jìn)行整體的監(jiān)控。ADS-B 設(shè)備需要重點(diǎn)關(guān)注飛機(jī)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(shè)備的使用于監(jiān)控設(shè)備和雷達(dá)設(shè)備是相似的，在使用過程中需要獲取飛機(jī)的位置信息、飛行參數(shù)，還要提供一系列的安裝設(shè)備信息，通過不同的雷達(dá)系統(tǒng)、ADS-B 信息從機(jī)載設(shè)備中直接獲取數(shù)據(jù)資源。

1.2 ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)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(wù)網(wǎng)關(guān)組成。飛機(jī)將自身狀態(tài)參數(shù)通過高速數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)廣播到地面站，在管制工作站生成精確的航跡形態(tài)，實(shí)現(xiàn)地面管制部門精確的對(duì)空監(jiān)視。

（2）機(jī)載子系統(tǒng)由機(jī)載收發(fā)信機(jī)和機(jī)載座艙交通信息顯示CDTI 組成，機(jī)載收發(fā)信機(jī)接收來自其他飛機(jī)的態(tài)勢(shì)廣播信息，通過CDTI 實(shí)現(xiàn)精確、實(shí)時(shí)的飛機(jī)間相關(guān)的態(tài)勢(shì)感知。

（3）向下一代空管系統(tǒng)的過渡是一個(gè)長(zhǎng)期、漸進(jìn)的過程。為了解決過渡期內(nèi)加裝機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)與未加裝機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)之間的監(jiān)視問題，可將地基雷達(dá)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(jī)載設(shè)備的飛機(jī)，提供一種異構(gòu)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(píng)估子系統(tǒng)對(duì)其精度和完好性進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、評(píng)估和預(yù)測(cè)。

機(jī)載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)構(gòu)成ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)的硬件構(gòu)架，數(shù)據(jù)精度與完好性評(píng)估子系統(tǒng)則保證ADS-B 監(jiān)視系統(tǒng)的可實(shí)施性，三個(gè)部分協(xié)同配合即構(gòu)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(duì)比

ADS-B 與傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)有很大的不同，下面將對(duì)ADS-B與傳統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)特點(diǎn)做簡(jiǎn)單的對(duì)比。一次雷達(dá)是獨(dú)立的、非合作式監(jiān)視系統(tǒng)，其獨(dú)立性表現(xiàn)在一次雷達(dá)主要目的是獲取監(jiān)控的目標(biāo)信息，從合作的表現(xiàn)性和目的性上看，主要在安裝設(shè)備信息時(shí)需要需要了解一次雷達(dá)的局限性。盡管一次雷達(dá)比較穩(wěn)定，在數(shù)據(jù)監(jiān)控和運(yùn)用上也更加合理，但數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)常會(huì)在地面雷達(dá)系統(tǒng)中發(fā)生故障。

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

2 ADS-B 監(jiān)視技術(shù)的應(yīng)用

（1）應(yīng)用地-空/地-地監(jiān)視。在地-空/地-地監(jiān)視的系統(tǒng)中飛機(jī)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(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)飛機(jī)的監(jiān)控。自動(dòng)化的系統(tǒng)監(jiān)控指的是利用飛機(jī)等高效率、高傳輸速率的系統(tǒng)提升ADS-B 設(shè)備的傳輸速率，從而加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控能力的管制。目前存在的及場(chǎng)館之中需要將ADS-B 設(shè)備作為監(jiān)控的數(shù)據(jù)源頭，從此覆蓋整個(gè)機(jī)場(chǎng)，更好的對(duì)地-空/地-地進(jìn)行監(jiān)視。由于目前我國(guó)的監(jiān)視比較簡(jiǎn)單，因此不論是機(jī)載設(shè)備還是地面的應(yīng)用設(shè)備都缺乏。

（2）應(yīng)用空-空監(jiān)視?？?空監(jiān)視主要指的是應(yīng)用在空中交通監(jiān)視和空中擠在航空器兩者中，這兩個(gè)方面可以通過相鄰的航空器獲得數(shù)據(jù)，通過動(dòng)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(yīng)用更加穩(wěn)定，還能通過空中的信息維護(hù)航空器的間隔，保持兩者之間的距離。

（3）擴(kuò)展應(yīng)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(duì)TIS-B 和FIS-B 提供服務(wù)。

TIS-B 系統(tǒng)主要是發(fā)送廣播信息，其發(fā)射的對(duì)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(wù)是手機(jī)數(shù)據(jù)并將其集中融合，將手機(jī)的數(shù)據(jù)在監(jiān)控系統(tǒng)中間進(jìn)行實(shí)時(shí)的交換處理，這種相互轉(zhuǎn)換的手段主要有以下功能：一，對(duì)雷達(dá)上傳的視頻信息進(jìn)行監(jiān)控；二、對(duì)于ADS-B 設(shè)備來說，其不能直接接受到信息，而是需要航空器對(duì)信息進(jìn)行解碼；第三，需要對(duì)上傳的信息進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)束語

綜上所述，目前，ADS-B 已經(jīng)在世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用，包括美國(guó)、歐洲、澳大利亞和亞洲。ICAOADS-B 研究和實(shí)施工作組在最新制定的任務(wù)中采用了比較普遍的ADS-B 技術(shù)，主要為了實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的監(jiān)管、評(píng)估雷達(dá)監(jiān)管終端、制定空-空監(jiān)視作用。