波音747-8飛機(jī)ADS-B OUT功能簡介及故障處理

白濤

（北京飛機(jī)維修工程有限公司，北京100621）

1 ADS-B技術(shù)簡介

ADS-B技術(shù)在應(yīng)用中，通過空中飛行飛機(jī)對于自身位置的實(shí)時(shí)報(bào)告，也可以獲取臨近飛機(jī)的飛行參數(shù)，從而對之間的位置和行蹤進(jìn)行了解，駕駛員自身也就具備有空中交通間隔的管理責(zé)任，在此過程中可以降低對地面雷達(dá)監(jiān)視以及管制的依賴性。

ADS-B技術(shù)在應(yīng)用中，與兩達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)相比，不但能夠進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)更新速度，也能夠提高數(shù)據(jù)的精確度，同時(shí)和雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)相比安裝以及適用成本偏低?；贏DS-B系統(tǒng)定義分析，組成主要包括三部分，分別為信息源、信息處理與顯示、信息傳輸通道，即屬于集通信和監(jiān)視為一體的信息系統(tǒng)。信息源則主要為飛機(jī)的四維位置信息和附加信息、識別信息以及類別信息，具體為經(jīng)度、緯度、時(shí)間、航線拐點(diǎn)、沖突告警信息等。對于飛行中所獲取的相關(guān)信息可以通過全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）等航空電子設(shè)備得到。

2 ADS-B原理

ADS-B技術(shù)是飛機(jī)飛行中定期傳輸狀態(tài)向量和參數(shù)信息的技術(shù)。在應(yīng)用中的含義主要有：①自動（Automatic）。可實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)行，整個(gè)過程不用值守。②相關(guān)（Dependent）。單純借助于GNSS定位數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)。③監(jiān)視（Surveillance）?？梢蕴峁┍O(jiān)視服務(wù)，同時(shí)和雷達(dá)相比更具有優(yōu)勢，能夠得到飛機(jī)位置、航向和高度等相關(guān)參數(shù)。④廣播（Broadcast）。不用應(yīng)答機(jī)，通過廣播方式在傳輸范圍內(nèi)，即可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)和飛機(jī)或飛機(jī)和地面站的數(shù)據(jù)相互傳播，對于用戶來講只要飛機(jī)上安裝有ADS-B設(shè)備，以上信息均可以接收并實(shí)施處理。

結(jié)合飛機(jī)信息傳遞的方向，ADS-B技術(shù)能夠被分成兩大類，分別為發(fā)送（ADS-B OUT）和接收（ADS-B IN），本文主要對ADS-B OUT功能進(jìn)行闡述。

2.1 ADS-B OUT

ADS-B OUT即為飛機(jī)ADS-B發(fā)射機(jī)在固定周期內(nèi)將位置或其他附加信息向其他飛機(jī)或地面站實(shí)施發(fā)送，其中在發(fā)送的信息中主要包括有飛機(jī)識別信息、速度、高度和位置等相關(guān)參數(shù)。機(jī)載ADS-B設(shè)備的一個(gè)基本功能即為OUT。飛機(jī)上ADS-B設(shè)備發(fā)送的OUT信息在被地面站接收后，能夠?qū)崿F(xiàn)對空中交通現(xiàn)狀的監(jiān)視，這一功能和雷達(dá)監(jiān)視有一定類似，但是效果比雷達(dá)監(jiān)視更好。

2.2 機(jī)載設(shè)備配置

應(yīng)用中在只需要具備有ADS-B OUT功能的情況下，就需要GNSS接收機(jī)（即為機(jī)載GPS接收機(jī)）、S模式1090ES應(yīng)答機(jī)（主要功能為ADS-B功能）這兩個(gè)主要電子設(shè)備。

2.3 信號格式

ADS-B OUT采用1090ES信號格式。1090ES信號格式與S模式應(yīng)答機(jī)發(fā)射信號格式雷同，1090ES DF17格式的擴(kuò)展斷續(xù)振蕩信息，可以及時(shí)將飛機(jī)相關(guān)參數(shù)發(fā)送給地面和機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)，其中GPS接收機(jī)獲取導(dǎo)航信息發(fā)送中接收者為S模式應(yīng)答機(jī)，可以將其進(jìn)行組合轉(zhuǎn)變成為適合S模式應(yīng)發(fā)及傳輸?shù)膱?bào)文格式，借助于ATC天線采用固定速率實(shí)施廣播，以能夠確保地面接收站以及其他飛機(jī)可以獲取這些信息并處理，在此過程中也就可以及時(shí)了解飛機(jī)的飛機(jī)軌跡和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)的完整空地—地空監(jiān)視功能。

ADS-B信息傳輸通道是ADS-B報(bào)文形式，在傳輸過程中的數(shù)據(jù)技術(shù)包括有三種，分別為：①模式4VDL，在歐洲地區(qū)比較普及，應(yīng)用中的缺點(diǎn)即為甚高頻頻段資源緊張發(fā)生率高；②1090ES，即為中國采用的形式，同時(shí)也得到了國際民航組織的推薦，應(yīng)用功能主要為選擇性詢問以及雙向數(shù)據(jù)通信；③UAT，在美國的應(yīng)用比較普及，應(yīng)用中存在的不足主要是容易和DME（測量飛機(jī)與導(dǎo)航臺距離的導(dǎo)航設(shè)備）出現(xiàn)嚴(yán)重干擾。

3 故障處理

自B747-8飛機(jī)啟用ADS-B功能以來，在與飛行機(jī)組交流體會后，在使用過程中得到機(jī)組積極肯定的答復(fù)。但在具體維護(hù)過程中，由于飛機(jī)制造廠家維護(hù)手冊資料并沒有詳細(xì)的維護(hù)說明，以往的排故經(jīng)驗(yàn)不足以解決現(xiàn)階段的具體問題，造成維護(hù)人員在排除故障時(shí)無從下手，無法從根本上解決問題。

機(jī)組在飛行過程中曾報(bào)告，左ATC在主EICAS出現(xiàn)咨詢信息，ADS-B功能不可用，轉(zhuǎn)換成右ATC系統(tǒng)后正常工作。5 min后，左、右ATC系統(tǒng)均顯示故障的咨詢信息。落地后，機(jī)務(wù)人員檢查左、右ATC系統(tǒng)工作正常，地面測試無相關(guān)信息。繼續(xù)執(zhí)行航班任務(wù)后，該故障現(xiàn)象未發(fā)生。機(jī)組在飛機(jī)推出滑行時(shí)，出現(xiàn)ATC-L、ATC-R狀態(tài)信息及ATC應(yīng)答機(jī)L/R咨詢信息，循環(huán)ATC-L、ATC-R跳開關(guān)后，信息清除，繼續(xù)執(zhí)行航班，后續(xù)該故障未出現(xiàn)。B747-8飛機(jī)在進(jìn)入機(jī)庫進(jìn)行維修時(shí)，曾多次出現(xiàn)ATC-L、ATC-R狀態(tài)信息及ATC應(yīng)答機(jī)L/R咨詢信息，但飛機(jī)中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）未監(jiān)控到該系統(tǒng)故障，機(jī)務(wù)人員根據(jù)故障隔離手冊，循環(huán)系統(tǒng)跳開關(guān)無效，更換ATC應(yīng)答機(jī)地面測試系統(tǒng)正常，測量線路正常，但信息始終無法清除，而且ATC應(yīng)答機(jī)前面板系統(tǒng)狀態(tài)指示燈顯示紅色故障。當(dāng)飛機(jī)拖出機(jī)庫后，ATC-L、ATC-R狀態(tài)信息及咨詢信息自動消失，進(jìn)行ATC系統(tǒng)測試時(shí)系統(tǒng)工作正常，ADS-B功能正常。在詢問boeing技術(shù)部門得到明確答復(fù)，該故障現(xiàn)象是由于ADS-B Out功能失效從而引起的，具體闡述如下。

當(dāng)一架選裝DO-260B型號ATC應(yīng)答器（柯林斯廠家型號為TPR 901-205）的B747-8飛機(jī)出現(xiàn)機(jī)載GPS信號丟失或損壞時(shí)，ADS-B Out功能失效是會出現(xiàn)飛機(jī)駕駛艙效應(yīng)（FDE）級別的信息。ADS-B Out功能故障的目的是通知機(jī)組，由于GPS數(shù)據(jù)接收中斷，ATC應(yīng)答器無法實(shí)現(xiàn)ADS-B Out功能，無法進(jìn)行廣播。但此時(shí)，是符合FAAAC 20-165B和EASA CS-ACNS ADS-B Out要求的必要條件，此要求為ADS-B Out功能失效后進(jìn)行飛行任務(wù)提供理論支持。

在使用過程中，B747-8飛機(jī)的ADS-B Out功能失效是通過以下方式表示出來以提醒機(jī)組和維護(hù)人員的：ATC應(yīng)答器L/R咨詢信息在主EICAS上顯示，此時(shí)TCAS系統(tǒng)仍在工作（主飛行儀表中導(dǎo)航顯示上沒有TCAS關(guān)閉信息），ATC應(yīng)答機(jī)控制面板上的ATC系統(tǒng)狀態(tài)指示紅色故障燈也將點(diǎn)亮。

系統(tǒng)在正常工作過程中，當(dāng)提供給ATC應(yīng)答器的GPS數(shù)據(jù)中斷10 s時(shí)，ADS-B Out功能故障的咨詢信息將會在駕駛艙主EICAS上顯示出來。如果ATC應(yīng)答機(jī)的L/R咨詢信息持續(xù)顯示60 s，則在輔助EICAS上顯示ATC L/R狀態(tài)信息。此時(shí)，雖然由于GPS數(shù)據(jù)信號無效造成ADS-B Out功能失效從而引起ATC應(yīng)答機(jī)L/R咨詢信息，但TCAS系統(tǒng)工作正常，不會顯示故障信息，與之配對的ATC系統(tǒng)詢問和應(yīng)答的功能也不會失效。

由于各種變化的外部條件影響，飛機(jī)在飛行過程中和地面停放及維護(hù)過程中會有GPS數(shù)據(jù)信號中斷的情況發(fā)生。GPS數(shù)據(jù)信號中斷可能由飛機(jī)姿態(tài)、飛機(jī)操縱、衛(wèi)星中斷、太陽風(fēng)暴、故意干擾、信號阻塞（建筑物、門等）等多種情況造成。一旦脫離外部條件的影響，GPS數(shù)據(jù)信號重新捕獲，ADS-B Out系統(tǒng)就會恢復(fù)，ADS-B Out信息的廣播功能也會恢復(fù)。

當(dāng)ADS-B Out功能在飛行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)組人員可以在ATC控制面板切換應(yīng)答器選擇，但兩個(gè)應(yīng)答器都有可能受到GPS數(shù)據(jù)信號中斷的影響，此時(shí)不建議采取進(jìn)一步的行動，因?yàn)檗D(zhuǎn)換過程中會造成兩部ATC應(yīng)答機(jī)故障同時(shí)出現(xiàn)，造成一定的不安全因素。飛機(jī)左邊的ATC應(yīng)答器連接到左側(cè)的MMR/GPS接收機(jī)，右邊的ATC應(yīng)答器連接到右側(cè)的MMR/GPS。如果GPS數(shù)據(jù)信息中斷同時(shí)影響左右MMR/GPS接收機(jī)，兩個(gè)ATC應(yīng)答器都會產(chǎn)生應(yīng)答器咨詢信息。

因此，可以說明，由于ADS-B Out功能故障引起的主EICAS上顯示的ATC應(yīng)答器L/R咨詢信息和輔助EICAS上顯示的ATC L/R狀態(tài)信息，與維護(hù)信息無關(guān)，因此，不建議在當(dāng)?shù)夭扇∪魏尉S護(hù)工作。但是，請注意，ATC應(yīng)答器的L/R故障信息也可能是由其他情況觸發(fā)，包括TCAS系統(tǒng)故障、ATC天線故障、ATC應(yīng)答器內(nèi)部故障和ATC控制面板故障。當(dāng)在中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）上檢查到有相關(guān)故障信息時(shí)，請根據(jù)故障信息代碼參照故障隔離進(jìn)行排故工作。

4 總結(jié)

ADS-B功能使用越來越普及，對機(jī)務(wù)維護(hù)人員提出更高的要求，希望通過該文章能對機(jī)務(wù)人員了解ADS-B技術(shù)、原理及維護(hù)工作有一定的幫助，進(jìn)一步提高自身的維護(hù)技能。