基于ADS—B空管模擬培訓(xùn)系統(tǒng)研究

摘要：廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（Automatic Dependent Surveillance – Broadcast，ADS-B）不僅成功應(yīng)用于無雷達地區(qū)的遠程航空器運行監(jiān)視，且對于空中的高密度服務(wù)有廣泛的應(yīng)用前景。在對ADS-B技術(shù)的推廣應(yīng)用過程中，需要對空中交通管制員進行基于該系統(tǒng)的模擬培訓(xùn)，從而保證該系統(tǒng)安全高效地工作。該研究利用計算機仿真技術(shù)解決ADS-B空管模擬培訓(xùn)系統(tǒng)軟件上的幾個關(guān)鍵問題，較好地實現(xiàn)了飛機加入各種飛行程序的模擬仿真，并實現(xiàn)了通過鼠標(biāo)和鍵盤對飛機的高度、航向、速度等參數(shù)的實時調(diào)整功能，模擬實現(xiàn)管制指揮過程。

關(guān)鍵詞：ADS-B 飛行仿真 管制模擬

中圖分類號：V355.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-00-02

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視，簡稱（ADS-B），是利用空地、空空數(shù)據(jù)通信完成交通監(jiān)視和信息傳遞的一種航行新技術(shù)。國際民航組織（ICAO）將其確定為未來監(jiān)視技術(shù)發(fā)展的主要方向，國際航空界正在積極推進該項技術(shù)的應(yīng)用，一些國家已投入實用。隨著各航空大國對新技術(shù)的應(yīng)用，ADS-B的應(yīng)用前景將越來越來廣闊。在對ADS-B技術(shù)的推廣應(yīng)用過程中需要對使用該系統(tǒng)的空中交通管制員和飛行指揮員進行模擬培訓(xùn)，從而保證該系統(tǒng)安全高效地工作。該文將在計算機仿真技術(shù)建立的ADS-B管制模擬培訓(xùn)系統(tǒng)軟件上，通過計算機語言模擬實現(xiàn)飛機自動加入運行各種飛行程序，并對管制模擬指揮的應(yīng)用進行探討。

1 ADS-B簡介

ADS-B：（廣播式自動相關(guān)監(jiān)視）依靠空中每架航空器自動廣播自身位置報告，并接收鄰近航空器的位置報告，互相了解對方處置位置和行蹤，駕駛員自主地承擔(dān)著維護空中交通間隔的責(zé)任，不再依賴地面雷達監(jiān)視和管制，這就是最近發(fā)展中的廣播式自動相關(guān)監(jiān)視—ADS-B所起的作用，為將來的自由飛行奠定了設(shè)備保障基礎(chǔ)。

ADS-B的應(yīng)用是保障飛行的安全，有效的實施空中交通，航空業(yè)也將成為我國重要的標(biāo)志之一。

ADS-B與雷達系統(tǒng)相比，它更能夠提供實時的消息和準確的位置，建設(shè)投資只有前者的1/10左右，使用壽命長且費用低。使用ADS-B可以增加無雷達區(qū)域的空域容量，減少有雷達區(qū)域?qū)走_多重覆蓋的需求，從而大幅度的降低了空中管制的費用。

ADS-B可以防止跑道侵入的有效方法是飛行區(qū)的地面交通管理（圖1）。

2 基于ADS-B管制模擬系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 創(chuàng)建公共模塊

創(chuàng)建公共模塊必須新建一個模塊Module，在里面編寫代碼。

首先定義一個Aircraft類型的自定義類型數(shù)據(jù)，就是把飛機的各參數(shù)信息做成一個數(shù)據(jù)集合體，這樣就可以通過不同的索引值調(diào)用飛機。

2.2 管制指令控制菜單

對空中飛機發(fā)布管制指令，是讓航空器改變當(dāng)前的運行狀態(tài)。在模擬系統(tǒng)上，點擊管制指令欄下面的飛機呼號按鈕，或用鼠標(biāo)右鍵點擊飛機圖框，即會彈出一個管制指令菜單欄（見圖2），可以通過點擊某管制指令的按鈕來改變該飛機的航向、高度、速度，或讓其直飛導(dǎo)航臺、加入某飛行程序（如等待程序，修正角程序，左/右盤旋等）等。

為了便于管制員和指揮員識別飛機動態(tài)變化，飛機標(biāo)牌會有相應(yīng)變化或相關(guān)信息提示。飛機在平飛時，飛機標(biāo)牌是黑顏色顯示；當(dāng)飛機下降高度時，飛機標(biāo)牌會用綠顏色顯示，飛機標(biāo)牌的Alt信息欄會以“當(dāng)前高度↓目的高度”格式顯示，并調(diào)用機型數(shù)據(jù)庫中該飛機機型的；當(dāng)飛機爬升高度時，如從飛機標(biāo)牌會用黃顏色顯示；當(dāng)飛機在運行左等待程序時，飛機標(biāo)牌信息會顯示“L_H”字段進行提示；飛機在進行盲降進近時，飛機標(biāo)牌會顯示“AP”字段信息。

圖2 管制指令控制菜單欄

2.3 飛行程序模擬仿真

2.3.1 修正角程序

修正角程序又稱基線轉(zhuǎn)彎，是反向程序的一種，是儀表進近程序的重要模式?；€轉(zhuǎn)彎的開始點必須是電臺。飛機按規(guī)定高度（起始高度）飛越電臺后，沿出航航跡飛行規(guī)定的時間（出航時間t），并下降到切入向臺航跡的規(guī)定高度，接著轉(zhuǎn)彎切入向臺航跡（圖3）。

圖3 飛機自動加入修正角程序算法邏輯結(jié)構(gòu)

2.3.2 ILS程序

飛機自動建立ILS精密進近的過程跟前面預(yù)判飛機加入修正角程序的過程類似，建立盲降之前需要將著陸航空器的航行諸元調(diào)整到合適狀態(tài)，也就是模擬管制員將飛機引導(dǎo)著陸的指揮過程。自動建立盲降進近的含義只是說在最后進近階段，飛機的航行諸元滿足要求后，就能對準跑道方向自動下降高度和減速（圖4）。

圖4 顯示系統(tǒng)ILS最后進近實施條件

3 結(jié)語

ADS-B已成為未來新航行技術(shù)的發(fā)展趨勢，我國首先在中國民航飛行學(xué)院實現(xiàn)了基于UAT數(shù)據(jù)鏈的ADSB系統(tǒng)，中國民航局也已經(jīng)在成都到九寨溝航線上開展高空基于S模式的ADSB試驗，并將在全國推廣使用。隨著各航空大國對新技術(shù)的應(yīng)用，ADS-B的應(yīng)用推廣前景將越來越來廣闊。ADS-B空管模擬系統(tǒng)終較好地實現(xiàn)了ADS-B軟件系統(tǒng)的仿真效果，并針對實施ADS-B技術(shù)下的飛行模擬和管制指揮進行了研究和探討。

參考文獻

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