ADS―B原理及在空中交通管制中应用.doc
董喆
[摘 要]近些年随着人口的增加、经济的发展以及各地交流的频率与需求也在扩大，使得国内外每年都在不断的给空中增加数量的飞行器，致使本来就紧张的空中交通更加的堵塞。广播式自动相关监视（ADS-B）是一种空管监视技术，与常规雷达相比，ADS-B能够提供更加实时和准确的航空器位置等监视信息，并且维护费用低，使用寿命长。为此，本文阐述了ADS-B技术的概念，以及对该技术在空中交通管制中的应用进行了探讨。
[关键词]ADS-B 空中交通管制 应用
中图分类号：G512 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0044-01
ADS-B系统由于其突出的监视性能、低廉的成本，成为国际民航组织推荐发展的CNS/ATM系统中监视部分的主要系统。2010年11月中国民航空管办颁发了一份咨询通告——《中国民航监视技术应用政策》，该政策规定了未来20年中国民航空管领域将会使用的监视技术和监视技术的应用规划，明确了ADS-B是未来20年内民航空中交通服务主要的监视技术之一，经过十多年的推广和实验，现阶段国际民用航空界已经开始逐渐采用新一代的民航通信、导航、监视系统、其中ADS-B就是监视系统中的一个新的发展方向。
1、ADS-B技术概述
ADS-B，即广播式自动相关监视，是一种利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递的航行新技术，国际民航组织将其确定为未来监视技术发展的主要方向，并正积极推进该项技术的应用。
作为应用在空中交通服务中的监视技术，ADS-B主要实施空对空监视，装备了ADS-B机载设备的飞机通过数字式数据链，不停地广播其精确的4维位置信息（经度、纬度、高度和时间）和其它可能附加信息（冲突告警信息，飞行员输入信息，航迹角，航线拐点等信息）以及飞机的识别信息和类别信息。ADS-B接收机与空中交通管理系统、其它飞机的机载ADS-B结合起来，在空地都能提供精确、实时的冲突信息。
2、ADS-B与其他监视技术对比
目前国内空管系统使用监视技术包括一二次航管雷达、ADS-C、ADS-B、MLAT等。它们工作原理均不一样，其中一次雷达通过发射射频脉冲和接收回波信号，根据时间差计算距离和方位；二次雷达通过地面发射询问信号，机载应答机发回编码的回答信号，显示飞行代码、高度、方位和距离；ADS-C借助通信卫星以端对端方式定期向地面报告航空器位置信息；ADS-B利用地空数据链技术和导航卫星等数据源，以网状、多点对多点方式完成监视数据双向通信；MLAT使用多个接收机捕获应答机脉冲和通过到达时间差来计算航空器位置。
在上述监视技术中， ADS-B不仅具有监视信息丰富、更新周期快、数据精度高和建设成本低等特点，还可以进行地空双向数据通信，有助提高机组和管制员的航空情景意识，但不足之处在于无法验证航空器位置信息真实性，需要结合MLAT使用。
3、ADS-B技术在空管中的的应用
兰州区域管制从2009年实施了雷达管制。随着近几年飞行流量的迅猛增长，加上固有的空域内航路航线结构复杂、军民航飞行矛盾集中、报告点多等原因，这种相对落后的管制方式与持续增加的飞行流量之间的矛盾越来越突出。因此，兰州部分区域管制实现了雷达与ADS-B融合使用，比如y1z1航路和w187航路上都是运用了ads-b信号作为管制的辅助手段，ADS—B信号刷新率快，精度高，这样大大的缓解了工作压力，对工作中有了极大的帮助。
3.1 在机场与空域均可发挥较好预防撞机的作用
ADSB系统能对机场地形进行准确地标识，甚至可很清晰地显示机场跑到、滑行道以及停机坪等地标轮廓，而飞机在安装ADSB系统后，其在机场内的具体位置也可通过ADSB系统显示器精确显示，在此种情况下，机场指挥人员便可很方便地根据这些飞机的适时位置来更合理和有序地指挥飞机的滑行和起飞，大大避免了飞机在机场内相撞事件的发生。同时在空域范围未改变但飞机飞行例次增多的情况下，监管飞机飞行动态的人员必须时刻对飞机的空中坐标与飞行航线与方向进行准确判断，继而分析其是否有发生冲突的可能，通过将ADSB进行联网后，即实现了在塔台或办公室对飞机动态的远程实时监控，空中相撞的危险系数显著下降。
3.2 在飞行管理中实现了方便的地图加载
ADSB可十分方便地加载地图，同时还可将地图按比例放大或缩小。在对地图进行放大的时候，可将某区域内的飞机很清晰地显示出来，并能很直观地判断飞机的相对地理与空间坐标；当对地图进行缩小时，则可将较大范围内的飞机全部显示出来。飞机在安装ADSB系统后，也可刘即将飞行的航线地图进行加载并识别地形，如此便等于是相对地增加了飞行员的视野另外，在ADSB的地图与系统上面，还能很容易地进行地图与航路的绘制，标识出机场的进港程序，飞行管理员可很容易地对飞机的航线进行监测一及时发现其偏离航线的情况，或是是否有按既定的进港离港的程序降落或起飞，同时挺行飞行员进行合理修正。如此一来，在ADSB系统对飞机位置、速度、航线方向等信息充分掌握的情况下，在显著增强管制员对飞机航行的掌控力的同时，也大大减少了其管制工作的负担。
3.3 显示了对飞机实时动态的跟踪管理模式
虽然ADSB跟雷达一样，均能动态地显示飞机的飞行状态，但ADSB不仅具有更高的动态显示频率，而且是以更直观的形式呈现于显示器上，其实时与动态的意义更为显著。在利用ADSB对飞机的飞行进行管理干预后，其飞行轨迹均能完全地在显示器上显示出来，管理员便了很容易地据此判断飞机的实际航向以及飞行的高度与速度等信息另外在塔台的中心区域，管理员还可参考比例尺进行判断训练以飞机为中心的一定半径与高度区域是否有出现其他飞机的情况，以确保飞行安全。而以上的所有信息均能实现全程跟踪的模式，同时可像电影一样进行任意时段的选择性播放和查看飞行记录。
4、ADS-B现阶段的发展方向
目前我国的航空运输业还处于成长的时期，各项规模如空域的范围、机队的规模、机型的不断更新都在不断的发展和扩充，空中管制的建立和完善还需要一定的时间才能达到更优化的效果，我国可以进行自主开发ADS-B相关技术或者直接从国外引进全方位的ADS-B技术都是发展的途径，不管使用什么样的方法，都会涉及到航空管制全方位的设施的更换、地面调节结构、研发和生产技术产品等问题，在发展的过程中必须使更方面协调统一，需要政府政策上的支持等，实现以ADS-B技術监视为主，雷达监视为辅的管制对策，促进空中交通一体化的建设形成。
5、结束语
总之，目前国外ADS-B系统应用已经很成熟，在运行维护方面有较完善的机制。对于我国的航空事业来说，各方面技术与国外相比还存在着一定的差距和不足，ADS-B技术在空中交通管制中的应用在国际上已经被广泛的运用和发展，我国相关方面的技术还比较薄弱。所以，加大在ADS-B技术方面的投入，加大人才的培养力度，将是实现我国空管监视系统的跨越式发展的重要途径，将极大的促进我国空管事业的发展。
参考文献
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