民航空管應(yīng)用ADS-B的關(guān)鍵問題解析

王捷

摘 要 從我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革以來，交通運(yùn)輸行業(yè)得到了較快發(fā)展，這也為民航空管事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在民航空管事業(yè)發(fā)展的過程中，ADS-B技術(shù)扮演著較為重要的角色。ADS-B技術(shù)是一種運(yùn)用航空全球定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空中以及地面對(duì)象實(shí)施監(jiān)測(cè)與控制的技術(shù)，這也是未來監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一。但是，ADS-B技術(shù)在應(yīng)用期間存在雷達(dá)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)空白區(qū)域，對(duì)ADS-B技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行有效的優(yōu)化與完善，對(duì)我國(guó)民航空管事業(yè)的發(fā)展有重大意義。

關(guān)鍵詞 民航空管;ADS-B技術(shù);概況

前言

我國(guó)的民航空管在進(jìn)行工作的過程中，主要的交通管制方式是雷達(dá)管制方式。雷達(dá)管制方式能夠提升空中交通管制的安全性，但是該技術(shù)相對(duì)較為傳統(tǒng)，很難滿足現(xiàn)代民航空管快速發(fā)展的需求。為此，將ADS-B技術(shù)應(yīng)用在民航空管工作中，對(duì)提高民航空管運(yùn)行質(zhì)量發(fā)揮著較為重要的作用。在將ADS-B技術(shù)應(yīng)用到民航空管工作的過程中，需要對(duì)ADS-B技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入分析，并且采取有效措施對(duì)問題進(jìn)行解決，確保ADS-B技術(shù)在民航空管工作中有更好的應(yīng)用效果。

1ADS-B技術(shù)概況

ADS-B技術(shù)主要是通過數(shù)字化技術(shù)與全球定位系統(tǒng)對(duì)空中與地面對(duì)象進(jìn)行全面監(jiān)控，其中A代表自動(dòng)化，整個(gè)過程無人參與;D代表相關(guān)聯(lián)性，信息與設(shè)備相關(guān)聯(lián);S代表監(jiān)測(cè)，為控制對(duì)象提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息;B代表廣播，數(shù)據(jù)是通過周期性廣播給有適合裝備的用戶[1]。ADS-B能夠在機(jī)載導(dǎo)航的基礎(chǔ)上對(duì)飛機(jī)位置與飛行數(shù)據(jù)全面確定，再通過相關(guān)設(shè)備廣播飛機(jī)位置、高度以及呼號(hào)等參數(shù)，其他安裝有ADS-B設(shè)備會(huì)接受廣播內(nèi)容，以此達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。

2民航空管應(yīng)用ADS-B 的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 與導(dǎo)航有關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)

全球定位系統(tǒng)為ADS-B提供定位服務(wù)，在定位期間還會(huì)將輸出水平保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)作為相關(guān)定位信息與可信度的參數(shù)。輸出水平保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)主要是通過計(jì)算得出的位置為圓心，飛機(jī)實(shí)際位置以1-107為概率在圓中進(jìn)行分散。此外，管制程序應(yīng)在導(dǎo)航不確定度種類大小的基礎(chǔ)上進(jìn)行針對(duì)性選擇，并且范圍主要是在0-9之間某一整數(shù)，如果數(shù)值不小于5，需要實(shí)施雷達(dá)管制，可較好反應(yīng)定位服務(wù)的準(zhǔn)確性[2]。

2.2 與地面站有關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)

ADS-B系統(tǒng)中地面站需要確保在惡劣環(huán)境中依然能夠?yàn)橄到y(tǒng)服務(wù)，以此使系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，應(yīng)降低地面站耗能，從而實(shí)現(xiàn)不同功能，比如全自動(dòng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及自動(dòng)升級(jí)等功能。在數(shù)據(jù)傳輸期間，應(yīng)采用衛(wèi)星地面?zhèn)鬏斉c傳統(tǒng)地面線路傳輸，以此提升傳輸質(zhì)量。

3民航空管應(yīng)用ADS-B的關(guān)鍵問題

3.1 通信數(shù)據(jù)鏈問題解析

ADS-B技術(shù)在應(yīng)用的過程中，支持不同通信數(shù)據(jù)鏈，在此基礎(chǔ)上只需要對(duì)現(xiàn)有S模式應(yīng)答機(jī)實(shí)施升級(jí)，并在此基礎(chǔ)上與GPS進(jìn)行連接，將此作為ADS-B的數(shù)據(jù)鏈。但是，數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用使二次雷達(dá)與ADS-B之間在使用頻率中存在一定的重合情況，導(dǎo)致鏈路擁塞、報(bào)文時(shí)延以及丟報(bào)等問題，所以還應(yīng)采用多址接入技術(shù)與編解碼技術(shù)，完成協(xié)議算法的全面設(shè)計(jì)，可滿足ADS-B傳輸帶寬需求[3]。

3.2 地面線路傳輸問題解析

在地面站架設(shè)過程中應(yīng)用ADS-B技術(shù)，可滿足不同溫度、多變條件下系統(tǒng)連續(xù)工作需求，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供支持電能，一般情況下主要采用太陽能為系統(tǒng)提供電能，并且在此基礎(chǔ)上有多種功能，比如軟件自動(dòng)升級(jí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及自動(dòng)化等功能。但是，ADS-B地面站運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致邊遠(yuǎn)地區(qū)數(shù)據(jù)傳輸問題，這逐漸成為ADS-B技術(shù)應(yīng)用的局限條件。此外，我國(guó)在建設(shè)ADS-B地面站的過程中，還可以借鑒一些國(guó)家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使用衛(wèi)星鏈路作為輔助傳輸，以此對(duì)管制中心與地面站間的數(shù)據(jù)傳輸問題全面解決。

3.3 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理問題解析

由于ADS-B會(huì)對(duì)管制程序產(chǎn)生不同程度影響，為了對(duì)該影響進(jìn)行解決，主要通過以下兩個(gè)方面解決雷達(dá)數(shù)據(jù)間的融合性。首先，優(yōu)選法。顯示雷達(dá)與ADS-B的航跡，在此過程中不需要對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的RDP功能重復(fù)檢驗(yàn)。其次，融合法。融合法是把雷達(dá)與ADS-B航跡進(jìn)行有效的融合，以此形成系統(tǒng)航跡。但是，此種方法在應(yīng)用期間成本相對(duì)較高，同時(shí)還需要對(duì)數(shù)據(jù)間的影響問題全面考慮。可以借鑒澳大利亞國(guó)家的研究經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)、飛行加護(hù)之間存在的問題，在ATC系統(tǒng)中進(jìn)行告警功能的創(chuàng)設(shè)，以此解決飛機(jī)跨越不同監(jiān)視系統(tǒng)覆蓋區(qū)過程中的跳點(diǎn)問題，從而提高ADS-B監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用效能。

3.4 導(dǎo)航定位問題解析

目前，在應(yīng)用ADS-B技術(shù)的過程中，是通過GPS接收機(jī)得到飛機(jī)相關(guān)信息，GPS接收機(jī)在進(jìn)行信息傳遞期間還會(huì)傳輸HPL數(shù)據(jù)，可對(duì)信息可信度以及質(zhì)量有較好的衡量。HPL代表是以飛機(jī)定位點(diǎn)為圓心的半徑，飛機(jī)真實(shí)位置有一定概率落在圓形內(nèi)部，ADS-B機(jī)載設(shè)備主要是將HPL參數(shù)項(xiàng)NUC指標(biāo)方向轉(zhuǎn)化，分別對(duì)應(yīng)飛行位置與速度等參數(shù)實(shí)施NUC指標(biāo)的設(shè)立，管制系統(tǒng)依據(jù)NUC指標(biāo)數(shù)據(jù)針對(duì)性選擇管制程序，若NUC≥5的情況下，需要進(jìn)行雷達(dá)管制[4]。此外，NUC指標(biāo)能夠全面反饋ADS-B定位信息的可信度以及精確度，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

4結(jié)束語

綜上所述，在民航空管中應(yīng)用ADS-B技術(shù)，雖然依然存在一些問題，但這仍然是未來監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。目前，較多地區(qū)有不同面積的雷達(dá)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的空白區(qū)域，這就需要全面應(yīng)用該技術(shù)，并且對(duì)應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行深入分析，并采取有效措施提升ADS-B技術(shù)應(yīng)用效率與質(zhì)量，從而提升飛行密度與流量，為我國(guó)民航空管行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張琳.試論ADS-B技術(shù)在民航空管中的應(yīng)用[J].通訊世界，2018 （6）：260-261.

[2] 陳惠鋒.中南民航空管ADS-B信息傳輸應(yīng)用分析[J].數(shù)字通信世界，2018（8）：171-172.

[3] 張琳.試論ADS—B技術(shù)在民航空管中的應(yīng)用[J].通訊世界，2018 （6）：260-261.

[4] 朱云.民航ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路研究[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)：下，2019 （11）：85-86.