ADS-B技術給空中交通管制帶來的便利

馬晶

【摘 要】本文針對ADS-B技術在空中交通管制中的發(fā)展概況進行剖析，結合ADS-B技術的基本內容和工作原理，通過研究ADS-B技術在飛機型號識別、飛行準確定位、疏通空中交通中帶來的便利，目的在于提升空中交通管理水平，確保飛機在空中的有序運行。

【關鍵字】ADS-B技術;空中交通管制;準確定位

中圖分類號： V355.1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）13-0014-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.006

ADS-B Technology Brings Convenience to air Traffic Control

MA Jing

（Yunnan Air Traffic Administration Branch， Southwest Administration of Civil Aviation of China， Yunnan Kunming 650211， China）

【Abstract】In this paper， the development of ADS-B technology in air traffic control is analyzed. Combining with the basic content and working principle of ADS-B technology， the convenience of ADS-B technology in aircraft type identification， flight accurate positioning and air traffic dredging is studied. The purpose is to improve the level of air traffic management and ensure the orderly operation of aircraft in the air.

【Key words】Ads-b technology; Air traffic control; Accurate positioning

0 引言

空中交通管制是針對空中航空器運行路線、速度、時間進行管理的業(yè)務。因為飛機具有速度快、耗時短等優(yōu)勢，目前已成為人們外出旅行、出差的主選交通工具之一。隨著空中交通流量的增加，如何提升空中管制的有效性，成為管制部門重點關注的問題。ADS-B技術的引入，對提升空域運行穩(wěn)定性有著重要作用。

1 ADS-B技術在空中交通管制中的發(fā)展概況

1.1 國外發(fā)展情況

ADS-B技術最初是在經濟發(fā)展位于前列的西方國家中開始推廣[1]。在21世紀初期，美國以阿拉斯加為試運營地點，開始推廣ADS-B技術，在不斷嘗試和改善的過程中，目前已經形成比較成熟的管理體系。尤其是在2002年，由FFA（遠期運費協(xié)議）正式公布了ADS-B技術的應用方法和相關政策，正式文件的頒布，為ADS-B技術創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間。與此同時，澳大利亞航空安全局也在積極研究ADS-B技術應用的相關實驗，在2002年首次成功完成運行試驗后，該安全局正式制定了ADS-B技術的相關使用計劃，并且在2005年開始在各個航空公司推廣匹配ADS-B技術運行的航空設備，同年，澳大利亞政府出臺了相關政策輔助航空設備的推廣，同時政府還制定了長久的發(fā)展計劃，使其成為最早收益的西方國家之一。

1.2 國內發(fā)展情況

我國ADS-B技術應用研究的起步時間幾乎與西方國家同步，早在1998年，中國航空管制部門為了提高西部地區(qū)空域運行的穩(wěn)定性，在國際航空發(fā)展背景下，我國啟動了第一條使用ADS-B技術的空中航線，并在本世紀初成功完成測試，正式投入使用。相較于國際上的其他國家，目前我國在ADS-B技術應用上仍處于剛起步階段，很多應用仍處于概念性階段，還沒有規(guī)劃出完善的實施方案。為了改善該現(xiàn)狀，我國積極與先進國家進行合作，委派技術人員進行考察學習，逐步完善我國的ADS-B技術應用體系。

2 ADS-B技術概述

2.1 基本內容

ADS-B技術最大的應用優(yōu)勢是可以與雷達進行互補，即在雷達無法覆蓋的地區(qū)，ADS-B技術可以提供虛擬雷達服務，實現(xiàn)空中交通的實時監(jiān)管[2]。隨著國際間交流的頻繁，航空公司為了迎合國際市場發(fā)展趨勢，增設了多條國際航線。與此同時，很多國際航線都需要經過海域，該區(qū)域屬于雷達無法覆蓋的區(qū)域，增加了空中交通管制的難度。ADS-B技術通過多地面站和機載站進行數(shù)據(jù)傳輸，多地面站主要負責信息接收、處理和調整指令的下達。機載站負責信息采集和調整指令的執(zhí)行，使空中交通管制部門能夠實時監(jiān)管飛機的飛行速度、飛行高度和飛行位置，根據(jù)其他飛機傳遞的信息，實現(xiàn)空中交通疏通，提升空域飛行安全等級的目的。

2.2 工作原理

ADS-B技術屬于新型的空中監(jiān)管技術，可以對飛機飛行位置進行精準定位，同時能夠提升信息傳輸?shù)臏蚀_度，對提高空中交通穩(wěn)定性有著積極的意義。ADS-B的工作原理包括以下幾方面內容：首先，自動性。ADS-B在進行飛行數(shù)據(jù)傳輸時，不需要人為操作進行干預，系統(tǒng)會根據(jù)所需傳遞的數(shù)據(jù)類別，以不同的頻率輸出至對應的接收設備當中，由相應設備對信息進行集中分析，能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?。其次，相關性。在應用ADS-B技術時，飛機上也會裝配相應的輸出和輸入裝置，在多地面控制站輸出調整指令后，由機載系統(tǒng)對指令內容進行解答，駕駛員根據(jù)指令進行飛機高度和速度的調整，可以提高調整指令的可用性。最后，監(jiān)視性。ADS-B技術會對空中航空器的飛行狀態(tài)進行實時監(jiān)督，利用傳輸數(shù)據(jù)匹配既定的飛行航線，如果航空器偏離了預定軌道，多地面控制站會及時與航空器進行溝通，了解偏離既定航線的具體原因，根據(jù)原因下達相應的調整指令，使其在可以盡快回歸既定飛行路線，確保航空器飛行的安全等級。除此之外，所有調控指令和飛行數(shù)據(jù)都是利用廣播的形式進行傳遞，所有的用戶都可以接收到此類信息，增加了信息共享程度，進而確?？沼蝻w行環(huán)境的有序性。

3 ADS-B技術給空中交通管制帶來的便利

ADS-B技術是當代GPS定位技術、衛(wèi)星導航和計算機技術有機結合的技術產物，因為其可以有效彌補雷達定位缺陷，在空中交通中擁有較大應用優(yōu)勢，所以目前已經被廣泛應用于空中交通管制當中。ADS-B在空中交通管制中帶來的便利可以分為以下幾方面內容。

3.1 飛機型號識別

民航運營體系的成熟，豐富了我國空域的運行環(huán)境，與此同時，飛行航線的增加，對空中交通管制部門提出了更高的要求[3]。由于眾多飛行航線存在交叉、重疊、平行、垂直等情況，空中交通管制在下達調控指令，需要準確識別飛機型號，確保調控指令下達的有效性。ADS-B技術的應用，能夠輔助多地面站進行空域飛機型號的識別，系統(tǒng)將識別信號輸送至顯示屏中，管制人員根據(jù)屏幕顯示內容與飛機標識進行對應，同時將現(xiàn)階段飛機的飛行高度、飛行速度、飛行情況、飛行目的地等信息進行匹配，借此提升空中交通管制的科學性。ADS-B技術在飛機型號識別中的具體操作步驟如下：第一，多地面站借助ADS-B對目前空域中經過的飛機信息進行收集，信息內容包括飛機代號編碼、飛行航線、飛行高度、飛行速度等。目前我國飛機型號均采用編碼排列，根據(jù)編碼內容可以對飛機型號進行有效識別。第二，多地面站在接收到飛行數(shù)據(jù)后，借助系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行初步處理，將完成處理的數(shù)據(jù)直接輸送至顯示屏幕，由管制人員進行飛行型號的再次確認。識別飛機型號的方法有兩種，一種是管制人員利用機載站配備的ADS-B標牌來確定該飛機型號;另一種是利用上傳到代號編碼對飛機型號進行識別。第三，完成飛機型號識別后，結合空中航線擁堵情況和航線偏離情況下達調控指令，如調整飛機的垂直高度、調整飛行角度等，飛機機載站在接受到調整指令后，由駕駛員執(zhí)行調控指令，確保飛機始終處于平穩(wěn)的飛行環(huán)境中。需要注意的是，管制人員在進行飛機型號識別時，被識別目標不能偏離管制空域，飛行高度不能低于安全高度，借此提高飛機型號識別的有效性。

3.2 飛機準確定位

為了降低飛機空中相遇導致安全隱患的發(fā)生概率，空中交通管制人員需要借助設備對目前飛機飛行位置進行精準定位，根據(jù)空中交通擁堵情況下達調整指令，確?？沼颦h(huán)境運行的可靠性。借助ADS-B進行飛行位置定位時，主要是采用雙向傳遞信息的方式確定飛行位置，即駕駛員根據(jù)飛機設備顯示向多地面站報備目前飛行高度、經過航站點時間、飛行速度等，而管制人員除了告知駕駛員飛行位置時，還需要告知機場飛行跑道、指揮站、控制站等位置的方位及距離。結合兩者信息，對飛行位置進行精準定位，同時根據(jù)實際飛行情況下達調控指令。傳統(tǒng)地面控制雷達受到地面波影響及空中電磁波干擾，容易造成信息傳輸失敗，增加空中飛行風險。ADS-B技術的應用，使飛行員可以借助機載設備進行數(shù)據(jù)信息的準確傳輸，管制人員借助雙向傳輸?shù)姆绞?，能夠實現(xiàn)飛行位置的精準定位，對提高空中交通管制效率有著積極的意義。另外，在應用ADS-B技術時，為了提高定位精準度，管制人員會借助GPS系統(tǒng)和衛(wèi)星導航系統(tǒng)對航空器間距進行調整，使空域飛行環(huán)境變得更加合理，有效提高空中環(huán)境的利用率。

3.3 疏通空中交通

空中環(huán)境相對復雜，在面對突發(fā)狀況時，飛機需要臨時調整飛行狀態(tài)，如上升氣流、過厚云層等。面對此類突發(fā)狀況，管制人員需要結合其他飛機目前飛行狀態(tài)、飛行距離、飛行位置等情況，對飛機進行正確引導，使其可以在確保其他飛機飛行安全的基礎上，保證該飛機的飛行安全。在利用ADS-B進行航線引導時，管制人員可以借助相關設備下達調控指令，如上升、下降、轉速調整、速度調整等。通過引導飛行航線，管制人員將各飛機間距離控制在安全范圍內，使其在規(guī)避不利飛行因素后，能夠回歸正常航線。為了提高調控指令下達的準確度，管制人員會根據(jù)機場上空環(huán)境、機場所處位置、機場天氣情況、飛機飛行情況等內容進行綜合評價，根據(jù)分析結果下達正確的引導指令，借此達到疏通空中交通的目的。

4 結論

綜上所述，科學技術的提高，為我國民航事業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利的空間。同時，空中流量的密集增加了空中交通管制難度。通過將ADS-B技術應用到空中交通管制當中，不僅可以提高飛機型號識別準確度，提升調整指令的有效性，而且能夠強化空域環(huán)境的運行結構，確?？罩薪煌ǖ挠行蛐?。

【參考文獻】

[1]吳朝.ADS—B技術在空中交通管制中的發(fā)展探討[J].科技風，2019（09）：80.

[2]安德倫.ADS-B技術原理及其在空中交通管制中的應用分析[J].中國戰(zhàn)略新興產業(yè)，2018（40）：130.

[3]孫莉.關于ADS-B技術在空中交通管制中的應用研究[J].山東工業(yè)技術，2018（04）：246.