浅谈ADS- B 站点的理论覆盖方法

段正雷 叶祥军

（新疆空中交通管理局，新疆 乌鲁木齐830016）

1 研究背景

目前，新疆空管局现有地面站30 个，ADS-B 运行已进入第二阶段，但是部分地区部分高度仍存在盲区，对管制工作造成影响。因此我局决定陆续增加14 个站点以补充覆盖部分监视信号盲区，而ADS-B 补盲站点能否有效覆盖到监视盲区是目前急需验证的问题。本文提出了一种利用专业绘图软件对ADS-B补盲站点的覆盖分析方法。

2 解决方法

利用专业的高程绘图软件加载新疆地区高程图，对ADS-B 地面站参数进行设定，画出ADS-B理论覆盖图。与管制协调航班以固定高度穿越补盲站点覆盖区域，利用脚本筛选并格式转换该站点ADS-B 数据于绘图软件加载显示，和理论覆盖图对比，验证该理论覆盖方法的有效性。

3 理论分析

Global Mapper，它是一款由美国Blue Marble Geographic 公司研发的专业地图绘制制作工具，该软件的优势在于：

（1）该软件考虑到对ADS-B 覆盖影响最大的地形因素。

（2）该软件的覆盖精度可以根据自身需要进行放大或缩小。

（3）该软件开发较为完善，不需要进行二次开发。

目前新疆空域内EPDAG 至BEBEP 航段以及若羌以东有较为明显的监视盲区，为解决该问题，我们以焉耆站为例，首先将新疆地区高程地图加载至GlobalMapper 中，利用View shed Tool 工具录入ADS-B 地面站参数，软件根据地形将自动模拟出该站点的理论覆盖图，具体操作如下：

（1） 首先可从网上或者GlobalMapper 自带Download Online data 中下载该区域的高程图文件，选择第三项Specigy Latitude/Longtitude Bounds of Are 指定经纬度高程图下载。

（2）用Global Mapper 打开下载完毕的新疆高程图以及国境图文件，加载完毕如图1 所示。

（3）单击工具菜单中View shed Tool 按钮，在弹出的界面里Description 输入地面台站名字，Transmitter Elevation 输入地面台站高度30 米（台站天线距离地面距离）。View Radius 辐射半径370 单位为千米（200 海里）。Receiver Elevation 设置为7200 米（该航段航班最低飞行高度为7200 米）。Sample Spacing 为采样间距，X 轴Y 轴设置为0.01（参数越小越准确，但加载速度越慢）。地球曲率1.3333 保持不变，点击Transmitter Location 选择Latitude/Longtitude 设置为焉耆站点经纬度。Display Color 颜色可自选，点击确定。

图1 加载高程图以及国境图展示

图2 焉耆站点7200 米理论覆盖

图3 格式转换脚本

图4 实际航班与理论覆盖叠加图

（4）设置完毕后点击确认，等待软件自动生成7200 米高空焉耆地面站的理论覆盖图，加载7800 米航路航线文件，图4 中白色圆圈位置为EPDAG-BEBEP 监视盲区航段，由图2 可知该航段在7200 米高空被焉耆地面站站点理论覆盖。

4 实际数据

为验证理论覆盖正确性，自动化室协调管制员指挥航班号为CSN6867，执飞乌鲁木齐至阿克苏且具备ADS-B 能力的飞行器以7200 米高度飞过焉耆站点覆盖区域，提取该航班ADS-B数据具体步骤如下：

（1）全疆ADS-B 数据是经过二级数据处理中心的处理分发给自动化系统，首先需提取该时间段CSN6867 航班的所有ADS-B 数据，在二级处理中心的ADCD 服务器中路径为/home/cdatc/Airnet/adsbdata/中找到当日所有ADS-B 数据，执行应用程序dataAnalysisConvert 将数据转换为文本文件。在该程序中可以转换ADS-B 数据包内多项数据，勾选“地面站编号”（用于区分地面站）、“航班号”（用于识别实验航班）、“经纬度”（用于globalMapper 打点显示）、“飞行高度”（用于掌握实际航班飞行高度）得到转换完毕的文本文件。

（2）由于二级中心收集了全疆59 个站点的所有ADS-B 数据，每日日数据总量达到了45G，因此需要在程序转换而来的文本中执行LINUX 命令筛选所有关于“CSN6867”航班的ADS-B 文本数据，在得到的数据中再次筛选所有关于“50_0、50_1”（50 为二级中心数据库配置焉耆站点，_0、_1 为该站点的两个通道，目前只接_0）用来识别焉耆地面站。

（3） 经过筛选最终得到航班号为CSN6867 的焉耆站点所报告的所有ADS-B 的文本数据，由于GlobalMapper 只识别KML 文件，因此将TXT 文本文件转换为相同内容的KML 文件，需在LINUX系统中执行个人编写的转换脚本进行转换工作，脚本如图3 所示。

（4）最后一步将该KML 文件导入至GlobalMapper 中与理论覆盖图叠加，图4中呈白色线状为CSN6867 航班的真实轨迹，执飞乌鲁木齐至阿克苏任务，黑色线条区域为焉耆ads-b 站点理论覆盖范围，圆圈位置为监视盲区， 该航班在EPDAG-POSOT-BEBEP（监视盲区）全程航迹稳定，未出现掉点现象。

5 结论

经过与ADS-B 站点捕获到的真实航班飞行轨迹的比对验证，该方法科学有效，可以为后续的补盲站点选址和ADS-B 站点规划提供理论支撑。

本文提出了一种用GlobalMapper 对ADS-B 站点覆盖进行分析的方法，该方法可以对同一站点不同高度层，不同站点同一高度层的覆盖情况进行理论分析，从而在台站建设前就确定补盲站点对目标盲区的覆盖效果。

在新技术应用层面，利用自主编写脚本及应用程序配合GlobalMapper 可对所属设备的常见故障进行分析解析，例如ads-b 信号干扰、ads-b 数据解析、雷达数据解析等。同时对GlobalMapper 的灵活应用也可推广至甚高频、雷达等视距传播的无线电设备理论覆盖应用，为早日实现新技术的全面应用，实现建设民航强国奠定基础。