ADS-B 系统的应用与分析
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发布者：lunwenchina
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时间：2020年4月09日 16:03
纪 阳
（中国民用航空东北地区空中交通管理局 110169 ）摘 要：广播式自动相关监视 (ADS-B) 是一种基于 GPS 全球卫星定位系统和数据链通信的航空器运行监视技术 ,ADS-B 技术不仅成功应用于无雷达地区的远程航空器运行监视，而且与传统雷达监视技术相比较， ADS-B 技术具有设备体积小、精度误差小、监控能力强、使用成本低等明显优势。对于高密度的飞行区域的空中交通管制服务也有着广泛的应用前景。世界各国已普遍加快了对 ADS-B 技术的研究和推广应用。在新航行系统中， ADS-B 技术已成为一个重要的组成部分，具有很强的研究应用价值。
关键词： ADS-B ；构成；传输数据链；应用及发展一、ADS-B系统的构成
ADS-B 系统是一个集通信与监视于一体的信息系统，由信息源、信息传输通道和信息处理与显示三部分组成。 ADS-B 的主要信息是飞机的 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。此外，还可能包括一些别的附加信息，如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。这些信息可以由以下航空电子设备得到：
(1) 全球卫星导航系统 (GNSS)
(2) 惯性导航系统 (INS)
(3) 惯性参考系统 (IRS)
(4) 飞行管理器
(5) 其它机载传感器
ADS-B 的信息传输通道以 ADS-B 报文形式，通过空 - 空、空 - 地数据链广播式传播。包括机载 ADS-B 系统、地面 ADS-B 系统、星载ADS-B 系统
ADS-B 的信息处理与显示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、处理及有效算法，并且形成清晰、直观的背景地图和航迹、交通态势分布、参数窗口以及报文窗口等，最后以伪雷达画面实时地提供给用户。
二、ADS-B传输数据链
1090Es 是基于二次监视雷达（ SSR ）的 s 模式扩展电文报告（ ES ）的功能，目前 A/C 模式的航管二次雷达已广泛使用，所以在1090Es 、 UAT 和 VDL-4 三种当前在用的数据链里我们着重介绍1090Es 数据链。 1090Es 是一种脉冲位置调制（ PPM) 编码， DF=17 表示用于 S 模式应答机的 ADS-B 信息。“ CA ”数域是一个 3bit 的信息位，用来报告基于 S 模式应答机的 ADS-B 发射装置的能力和状况的通知。“ AA ”数域是一个 24bit 的信息位，包含发射装置的地址和地址类型。“ ME ”数域是一个 56bit 的信息位， “ ME ”数域包含了 ADS-B的主要内容，包括：航空器的空中位置信息或场面位置信息，航空器识别码、信息类型和航空器速度等信息。“ PI ”数域是一个 24bit 的信息位，包含均等覆盖的代码标签（ CL ）和询问代码（ IC ），组成联合奇偶校验和地址域。位置信息和速度信息每 0.4-0.6s 更新一次，标识信息和类型信息每 4.8-5.2s 更新一次，航路点信息则每 1.6-1.8s 更新一次。 ADS-B 的主要信息是飞机的 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。
三、ADS-B的应用及发展
ADS-B 技术用于空中交通管制，可以在无法部署航管雷达的大陆或海洋地区通过地面、机载和卫星 ADS-B 设备进行航路监控；在不具备雷达信号接引的小型机场为航空器提供优于雷达间隔标准的虚拟雷达管制服务，从而摆脱只能听看不到的情况，为航空器起降提供更好地保障 ; 在雷达覆盖地区，即使不增加雷达设备也能以较低代价增强雷达系统监视能力，提高航路乃至终端区的飞行容量 ; 多点 ADS-B 地面设备联网，可作为雷达监视网的旁路系统，并可提供不低于雷达间隔标准的空管服务 ; 利用 ADS-B 技术还在较大的区域内实现飞行动态监视，以改进飞行流量管理 ; 利用 ADS-B 的上行数据广播，还能为运行中的航空器提供各类情报服务。 ADS-B技术在空管上的应用，预示着传统的空中交通监视技术即将发生重大变革。
ADS-B 技术用于移动终端，能充分满足当今社会的快节奏，ADS-B 地面接收机可以通过自身加装 4G 网卡，把接收到的数据通过 4G 网络进行汇总整合处理，然后再由 4G 网络发送到移动终端上提供 ADS-B 数据的显示、记录与回放功能。移动终端可以接收网络上传来的 ADS-B 数据，并以文件形式将数据保存到本地，对飞机的整个飞行历史轨迹进行备份，以备有需之时；不仅如此，移动终端还可以实时获取的数据，实现对飞机的实时监控。回放功能可以对本地保存的 ADS-B 数据进行随时回放，对飞机的飞行轨迹进行重现，从而可以观察飞机的飞行路线，对优化路线等提供辅助功能，通过 ADS-B 的 4G 移动终端技术应用，可以让航行信息随时随地直观的体现在用户面前。
四、总结
ADS-B 技术拥有成本低、精度误差小、监视能力强的特点，适用于高密度飞行区域的空中交通服务，有效的解决和避免了传统监视方式的种种弊端， ADS-B 系统对空中交通管制的发展具有十分重要的意义，提高了地面指挥的效率、管理水平和航空器飞行的安全性，这也是世界民航未来发展的方向。但目前还有诸多问题有待我们去更好的解决，如：单个地面 ADS-B 设备的接受范围太小，为了实现大范围的航空监视就需要设立更多的地面 ADS-B 接收站，同时还要解决区域数据传输的实时性和准确性；航空器上的机载 ADS-B 系统还没有做到全部普及，这样就会造成监视区域内的目标缺失，使 ADS-B 终端显示的伪雷达图像缺乏准确性；星载ADS-B 更应得到发展与应用，利用星载 ADS-B 设备覆盖范围广的优势，配合地面和机载 ADS-B 设备真正实现全球监控无盲区，为航空指挥和飞行安全提供强有力的保障，为未来可能实现自由飞行打下基础。 ■
参考文献
[1] 孙宝泉 . 浅谈空地数据链的发展和应用 [J]. 军民两用技术与产品，2016 ， （ 12 ）： 69-69.
