民航航空运行对ADS—B技术的应用

吕春利

摘 要：近几年，我国民航航空快速发展，运输总人次、总飞行周转量均增加，进而对空中交通管理、通信、监视、导航提出更高要求。为了获得更为真实、准确的飞机运行信息，ADS-B技术在民航航空运行中广泛应用，为航空空管监视提供新的途径。该文主要对ADS-B技术进行概述，并在此基础上探究我国民航航空运行对ADS-B技术的具体应用。民航航空是航空的一部分，指的是使用各类航空器从事除了警察、国防、海关等军事性质以外的所有航空活动。当前，我国民航业发展迅速，机型不断更新，机队规模不断扩大，需要进一步改造、完善传统空管设置。传统雷达监视手段在我国空中交通管制中广泛应用，为空中交通安全提高保障，但是，传统手段已不满足空管监视需求，可用的空域资源紧缺与空域资源的需求之间存在较大矛盾，新的监视手段急需提出。ADS-B技术是基于地-空、空-空数据链通信的GPS全球卫星定位系统，在目前民航航空运行广泛应用。

关键词：民航航空 ADS-B技术 应用

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（b）-0024-01

ADS-B即广播式自动相关监视，英文全称是Automatic Dependent Surveillance Broadcast，主要利用数据链技术、GPS定位，监视指挥空、地目标[1]。ADS-B技术的工作原理是通过机载设备收到GPS信号进行信息定位，并在此基础上以一定的间隔，把飞机位置等数据向外传播。这样，地面基站、周围飞机将收到这样数据广播，且空域中其他飞机数据广播向本飞机传播，在地面基站、飞机共同作用下看到空中飞机、地面状况。同时，从ADS-B概念可看出该技术的含义和特点，其中，A表示自动，即无需地面询问和人工操作，D为相关，基于机载设备收集全部信息，S为监视，提供用于监视的数据，获取飞机航向、高度、位置等信息，B为广播，向任何一个合适装备的用户周期性地广播信息，无需应答[2]。同时，相比于现行雷达系统，ADS-B技术具有获取信息准确、可靠、维护费用低、抗干扰性强等特点。

1 民航航空运行对ADS-B技术的具体应用

1.1 系统建设

在ADS-B系统建设中，硬件建设是前提。在硬件建设方面，ADS-B系统结构主要由地面站系统、机载系统两部分构成，其中地面站系统主要包括天线、配套的网络设备、控制显示计算机、地面收发机、主服务器等，而机载系统主要包括显示适配器、驾驶舱显示器、GPS天线、气压高度编码器等。在具体建设中，在UAT收发机安装架上安装数字式高度编码器，飞机尾部的行李舱内安装UAT收发机，驾驶舱上方、机身顶部安装GPS天线，且在机身上下部无遮挡位置安装UAT数据天线。同时，在具体建设中，应确保ADS-B系统满足监控能力、机载 UAT性能、机载GPS性能、地面收发机性能。例如，在满足监控能力要求方面，根据基站具体位置确定监控距离、监控容量等，将机载GPS通道数设为12，坐标为WGS-84，天线温度-55～+85℃[3]。

1.2 结合飞行计划确定ADS-B航迹

在ADS-B技术应用中，管制中心接收任何一种数据链接收的ADS-B信息，并通过空管自动化系统处理、显示ADS-B信息。同时，ADS-B数据均带有各种标准经纬度、24位地址码、航班呼号、空速、高度等丰富的目标信息，但这些信息无法向管制中心提供所有参考，还需航空器机载设备、航路、落地机场等各种计划信息，以此为管制移交、报文发送提供可靠依据。因此，在ADS-B技术应用中，需要重复考飞行计划、二次雷达航迹等因素关系。如需要飞行计划中设定的二次代码与雷达航迹中的二次代码一致，且需要雷达航迹在飞行计划范围内。此外，还应根据二次代码相关、24位地址码相关、通过位置、航向等相关因素确定飞行计划、ADS-B航迹。例如，根据无SSR码的ADS-B技术，为了确保航班呼号的正确性，而看补充航向、飞机时间等因素，避免呼号出现缺位、使用二字码等错误[4]。此外，还应合理分析、处理ADS-B航迹，处理流程包括航迹起始、航迹滤波、航迹终止等，具体处理为分析飞行过程特点、数据特点，根据飞行特点建立航迹滤波建模，根据建模分析飞机航线数据值，处理信息。

1.3 系统工作流程及模式

ADS-B系统工作流程为：首先，机载设备定时地以广播方式向外发送GPS定位系统输出的高度信息、位置、其他关键附加数据、飞机识别代码等，并对地面站、空中信息进行接收。然后，地面站对飞机发出的下行信息进行接收，对指令、交通、气象等多种信息进行上传，在此基础上机载发送飞机-飞机数据互传数据链。最后，利用计算机系统，地面台计算法分析接收到的空中交通信息，空管人员对飞机高度信息、位置进行跟踪。在整个过程中，机载通过UAT对GPS卫星信号进行接收，对气压高度信息进行采集，定位计算飞机自身，同时根据预设程序，UTA对ADS-B信息电文进行编制，向外发出本机代码、高度、位置等数据，并接收其他飞机电文，计算机显示UAT信息。此外，作为地面系统最重要的设备，地面收发机需要科学控接收时、发射时的软件流程。例如，设计信号处理器软件，将许多“信息包”传送给处理软件，利用软件验证ADS-B信息，确保信息无误后确认信息。在此过程中，根据接收信息分析报告对上传信息进行确定，确定信号传送时间，准确发送信息。

2 结语

ADS-B技术具有信息可靠、处理能力强等特点，应用于民航航空运行中，检测航路点、航迹偏差情况，提供更加及时、种类多的监视信息，使空管部门、飞行人员全面、准确评估空域情况，预测飞行状况，确保飞行安全，实现自由飞行。在ADS-B技术具体应用中，可全面建设系统、结合飞行计划确定ADS-B航迹、处理航迹，提高技术应用效率。

参考文献

[1] 齐雁楠，王兴隆，张召悦.基于北斗的ADS-B技术在我国通用航空中的应用[J].航空计算技术，2013，43（5）：24-26.

[2] 孙双成.ADS-B技术在航空运行中的应用[J].科技信息，2011（15）：J0060.

[3] 徐玉梅.ADS-B技术在民航的应用与发展[J].华章，2013（16）：355.

[4] 陈惠锋.ADS-B技术在民航空管中的应用及前景展望[J].软件导刊，2012（3）：42-43.