陳亞菲

【摘要】ADS-B技術(shù)是當(dāng)前空中交通管制中的一項主要技術(shù)，以自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來，在提升飛機相互監(jiān)視能力、加強場面活動監(jiān)視、實現(xiàn)飛行信息共享等方面具有顯著優(yōu)勢，已經(jīng)在空管自動化系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】空管自動化系統(tǒng)；ADS-B技術(shù)；應(yīng)用

經(jīng)濟的發(fā)展必然帶來交通的進步，空中交通的流量正在不斷增加，在這個過程中，空中交通管制就成為了一項極其重要的任務(wù)，工作人員必須要創(chuàng)新工作方法，積極學(xué)習(xí)新型的工作理念，引進先進的技術(shù)，從而在最大限度上消減傳統(tǒng)技術(shù)的限制，不斷提升空管的工作效率和工作質(zhì)量，ADS-B技術(shù)是極為先進的空管方法，通過這項技術(shù)，我們可以實現(xiàn)飛行信息的共享，從而及時掌握飛機的動態(tài)，應(yīng)對各種突發(fā)狀況。

一、ADS一日系統(tǒng)簡介

ADS-B技術(shù)在通信和監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用方面，展示了非常豐富的功能，將沖突的探測、避免、解決、ATC監(jiān)視、ATC一致性監(jiān)視和機艙綜合信息顯示完美的結(jié)合起來，同時也為新航行系統(tǒng)提升了經(jīng)濟效益和社會效益。ADS-B是廣播式自動相關(guān)監(jiān)視的英文縮寫，對空對空監(jiān)視實行實施，包括了信息源、信息傳輸通道、信息處理與顯示三個部分，將監(jiān)視和通信融為一體，并通過航空電子設(shè)備得到其主要信息，比如通過全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、慣性參考系統(tǒng)（IRS），飛行管理器和其它機載傳感器等手段獲取，其主要信息顯示了有關(guān)飛機的經(jīng)度、緯度、高度、時間的位置信息，以及航跡角、航線拐點、沖突告警信息、飛機的識別信息等等可能的信息，另外，比如飛機航向、風(fēng)速、風(fēng)向以及外界溫度等附加信息也有顯示。ADS一對飛機思維位置信息的通過有效算法和提取處理，以偽雷達(dá)畫面給用戶實時的呈現(xiàn)一個清晰和直觀的背景地圖、航跡、交通態(tài)勢分布、參數(shù)和報文窗口。ADS-B以網(wǎng)狀、多點對多點方式，通過多地面站和機載站，進行數(shù)據(jù)的雙向通信。ADS-B接收機與空管系統(tǒng)和其它飛機的機載ADS-B連接起來，處理接收其他飛機和地面的廣播信息傳送給機艙綜合信息顯示器，這樣無論空地，都可以實時的提供速度、高度、飛機是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降、以及沖突告警、避碰策略、氣象等信息。

二、空管自動化系統(tǒng)中ADS-B技術(shù)的實踐應(yīng)用

（一）信號接人模塊

INDRA系統(tǒng)信號接人模塊主要功能為接收并預(yù)處理監(jiān)視數(shù)據(jù)，在前端處理裝置（SEE）處完成，包括外部接口設(shè)備和監(jiān)視數(shù)據(jù)比選單元兩部分。ADS-B系統(tǒng)采集到的監(jiān)視數(shù)據(jù)，通過外部接口設(shè)備所配置的主備雙通道傳輸至監(jiān)視數(shù)據(jù)比選單元。外部接口設(shè)備由分路器、復(fù)用器、交換機等裝置組成，對于串口傳輸和網(wǎng)口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，最多可分別同時支持32路和72路。數(shù)據(jù)傳輸格式為ASTERIXCat021/023，可選用HDLC、X.25、IP組播三種協(xié)議傳輸。雙通道模式可以避免主通道異常造成數(shù)據(jù)無法傳輸問題，同時也可以在兩條通道中自由切換，當(dāng)兩條通道均能夠正常使用時，則系統(tǒng)會根據(jù)各項指標(biāo)對比數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，如果主通道數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量較低，則會通過備用通道進行數(shù)據(jù)傳輸，用戶自身也可以采取手動方式切換通道。并且，監(jiān)視數(shù)據(jù)比選單元還具備時間戳處理功能。

（二）多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合模塊

監(jiān)視數(shù)據(jù)處理服務(wù)器是多雷達(dá)數(shù)據(jù)融合模塊的核心設(shè)備，主要功能為對空中交通態(tài)勢進行快速、精準(zhǔn)、連續(xù)處理，包括監(jiān)視數(shù)據(jù)的采集和處理、飛行計劃擬定、多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理、ADS數(shù)據(jù)跟蹤等，并將處理結(jié)果傳輸至監(jiān)視數(shù)據(jù)顯示單元和安全警告服務(wù)器。數(shù)據(jù)的識別分四步完成，分為目標(biāo)報告接受、目標(biāo)數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)傳輸格式轉(zhuǎn)換、子功能分配。以多雷達(dá)航跡跟蹤器為例，為方便坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一，并過濾目標(biāo)數(shù)據(jù)，主要對點跡或報告進行處理，其他類型數(shù)據(jù)的處理則在此之前完成。如果需要時刻了解飛機的水平位置，則多雷達(dá)航跡跟蹤器會先運用交互式多模型過濾數(shù)據(jù)，完成點跡或報告的處理，更新與航跡之間的關(guān)聯(lián)，得到水平方向上各項數(shù)據(jù)，包括速度、位置等。而對于高度和垂直速度等垂直方向上的數(shù)據(jù)，會借助卡爾曼濾波和垂直機動決策算法運算得到。利用多個監(jiān)視源掌握飛機的飛行動態(tài)，可以利用采集到的數(shù)據(jù)，對多雷達(dá)航跡進行訓(xùn)算和預(yù)測，保證了結(jié)果的精準(zhǔn)性。當(dāng)多個ADS-B地面站同時監(jiān)視一架飛機時，所得數(shù)據(jù)仍然可以作為單一數(shù)據(jù)進行融合，由此可見，空管自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，不會因ADS-B系統(tǒng)的不同而受到影響。利用多雷達(dá)航跡跟蹤器，可以通過多種監(jiān)視對飛機航跡進行跟蹤，進而完成航跡的初始化、維持、更新以及取消等各項操作指令。

（三）飛行計劃處理模塊

飛行計劃處理模塊主要由飛行計劃處理器組成，報文生成及計劃擬定都是在該模塊完成，具備自動識別與數(shù)據(jù)采集、航班識別、飛行計劃與系統(tǒng)航跡的相關(guān)、飛行計劃相關(guān)操作等功能。對于飛行計劃與系統(tǒng)航跡的相關(guān)功能來講，需要考慮的到的因素包括航班號、航班24位地址碼、二次代碼、地理位置等，如果當(dāng)前和之前的二次代碼與地理位置相關(guān)時，則會更新飛行計劃，同時會以航班標(biāo)牌形式現(xiàn)實出來，另外也可以采用手動輸人方式進行相關(guān)。如果兩個系統(tǒng)航跡有著一致的二次代碼時，進行相關(guān)時還需要進行一致性檢驗， 4D軌跡和系統(tǒng)航跡相同時完成相關(guān)，否則需要采取手動方式。

（四）動態(tài)顯示處理模塊

動態(tài)顯示處理模塊，主要是借助空中交通態(tài)勢顯示器，更加直觀的將ADS-B系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給管制員，提供人機交互界面，同時還可以提供決策輔助，減輕管制員的工作負(fù)擔(dān)。Giant模塊所顯示的數(shù)據(jù)主要包括ADS能力和連接建立指示符、導(dǎo)航完整性控制指示符、CPDLC能力和連接建立指示符、下兩個航路點等，并在對應(yīng)的目標(biāo)航班標(biāo)標(biāo)牌上顯示出來。而對于帶有ADS-B信息的航跡，管制員能夠選擇使其與一個ADS-B位置報告關(guān)聯(lián)。

三、結(jié)語

ADS-B系統(tǒng)對空中交通管制的發(fā)展具有十分重要的意義。根據(jù)沖突檢測和交通態(tài)勢圖顯示，可實現(xiàn)飛行器相互監(jiān)視和指揮，從而增加航行的安全性。通過有效減小飛行器在空域內(nèi)的最小間隔，可增大空域容量，提高空域資源的利用率。隨著ADS-B技術(shù)的發(fā)展，ADS-B在空管自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用也將越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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