淺析ADS—B在民航空管中的應(yīng)用問題

羊圣林

[摘 要]空中交通管制是指對航空器的空中活動進行管理和控制的業(yè)務(wù)，廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）能實現(xiàn)空對空自我監(jiān)視，能使飛機更安全及更有效地利用空域。該技術(shù)是新航行系統(tǒng)的里程碑，將向機組和管制員提供可靠、精確的沖突信息，來提高飛行安全。

[關(guān)鍵詞]ADS-B 空中交通管制 民航

中圖分類號：TP277；F562 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0120-01

一.背景

隨著民用航空業(yè)的高速發(fā)展，民航機場和航路的擁擠情況也日益加劇，造成航班準點率下降的情況越來越嚴重。如何充分而合理地利用好航路資源，讓繁忙的空域變得更加有序而順暢，已成為目前極其緊迫和重要的問題。要解決這一問題，除了完善相關(guān)的空域管理，理清航線航路的行政手段外，還可以通過建立完善的空管交通管制系統(tǒng)，包括采用先進的機載設(shè)備，部署配套建設(shè)的空-空數(shù)據(jù)鏈和地-空數(shù)據(jù)鏈，升級相關(guān)的地面設(shè)備等手段，建立起一個現(xiàn)代化、立體化的高效空管監(jiān)視、運行和管制的設(shè)備體系。

1. ADS-B的發(fā)展由來

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視 ADS-B （ Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）采用全向廣播方式，主要采用空對空報告，供空對空自我相互監(jiān)視，起到了延伸駕駛員 “肉眼視程”的作用，有利于實施 “見到后避讓”原則。近年來，國外多次試驗表明其對運輸航空及通用航空都非常有效，故受到國際民航界的大力追捧，成為近期西方各國大力發(fā)展 ADS-B 的動力源泉，發(fā)展勢頭令人矚目。美國 FAA 認為，ADS-B 將是實施自由飛行的奠基石。雖然，歐洲并不提倡前景遙遠、偏于理想、概念上較為模糊的 “自由飛行”，但提出了 “自由航路”概念，而 ADS-B 將會成為促進實施自由航路的主要可行手段之一。

2. ADS-B在國外的應(yīng)用情況

ADS-B技術(shù)受到世界上許多國家和地區(qū)的重視與支持。各個國家和地區(qū)結(jié)合自身實際情況，積極推廣ADS-B技術(shù)，制定了不同的ADS-B發(fā)展實施戰(zhàn)略。

美國聯(lián)邦航空局于2000年首先在阿拉斯加地區(qū)實施開展ADS-B試驗。2001年西阿拉斯加實現(xiàn)了“類雷達”空中交通管制服務(wù)。第一階段，在阿拉斯加和墨西哥灣所有無雷達覆蓋區(qū)域提供基于ADS-B的管制服務(wù)；第二階段，在終端區(qū)使用ADS-B提供間隔保持、輔助監(jiān)視和精密跑道監(jiān)視服務(wù)；第三階段，在航路及海域提供基于ADS-B的管制服務(wù)。

3.ADS-B在中國民航的應(yīng)用概況

目前，我國東部航線基本實現(xiàn)了雷達多重覆蓋，而西部地區(qū)雷達信號覆蓋不完全甚至部分地區(qū)完全無法實現(xiàn)雷達覆蓋。受地形復雜和地理海拔高度的影響，這些地區(qū)建設(shè)雷達監(jiān)視設(shè)備比較困難、維護成本較高。

在硬件條件已基本滿足ADS-B運行的環(huán)境下，近年來中國民航從地面站設(shè)備標準、機載設(shè)備標準、航空器適航資格、人員（飛行、機務(wù)、空管）培訓、管制運行程序、空管指揮等各方面制定了一系列規(guī)章標準，為下一步在空中交通管制中正式實施ADS-B運行做好了準備。2011年5月，在雷達無法覆蓋的成都-拉薩航線已經(jīng)開始實施了ADS-B實驗運行；2011年6月，在三亞情報區(qū)L642和M771航路也已經(jīng)開始實施了ADS-B實驗運行，作為三亞洋區(qū)雷達盲區(qū)的補充監(jiān)視手段。

二.ADS-B原理及技術(shù)應(yīng)用

1.基本原理

ADS-B是廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance—Broadcast）的英文縮寫。Automatic表示無需職守；Dependent表示只需要于依賴精確的全球衛(wèi)星導航定位數(shù)據(jù)；Surveillance表示系統(tǒng)可獲得飛機位置、高度、速度、標志和其它信息；Broadcast表示無需應(yīng)答，飛機之間或與地面站互相廣播各自的數(shù)據(jù)信息。

2.ADS-B技術(shù)實現(xiàn)了飛行信息共享

傳統(tǒng)的雷達監(jiān)視技術(shù)，由于信息處理成本高、格式紛雜、遠程截獲能力差的缺點，使得指定航線難以實現(xiàn)篩選，信息無法共享，而ADS-B技術(shù)在“空地一體化”、“全球可互用”指導原則下橫空出世，實現(xiàn)了航跡信息的共享。無論本區(qū)域的空管實施，還是情報區(qū)尤其是不同空管體制的情報區(qū)的跨域飛行，在管理空中交通活動中獲取的航跡信息都是十分珍貴的資源，對提高運行管理效率有著重要的影響。

3.ADS-B技術(shù)應(yīng)用于空中交通管制

傳統(tǒng)空中交通監(jiān)視技術(shù)將取得革命性的突破，其標志即是ADS-B在空中交通管制中的應(yīng)用。即使在無法部署航管雷達的大陸地區(qū)，空管ATM仍然可以提供良好的虛擬雷達管制服務(wù)，并且優(yōu)于雷達間隔標準。在雷達可以覆蓋的地區(qū)，更可以在不增加雷達設(shè)備的前提下，增強雷達系統(tǒng)監(jiān)視能力，并且僅僅付出較低的代價，乃至提高航路和終端區(qū)的飛行容量，同時提供良好的空管服務(wù)，同時不低于標準雷達間隔。實現(xiàn)飛行動態(tài)在較大的區(qū)域內(nèi)監(jiān)視、改進改善飛行流量管理、為航空器提供各類信息情報等等，都可以通過ADS-B技術(shù)實現(xiàn)。

4.ADS-B在增強航空器之間相互監(jiān)視能力的同時，對加強空-空協(xié)同方面也有著重要的作用

ADS-B自發(fā)廣播式的位置報告速度更快，即便航空器沒有發(fā)出問詢，也可進行接受和處理，比應(yīng)答式機載避撞系統(tǒng)（ACAS/TCAS）能提供更快速、更準確的位置報告，增強了航空器間的協(xié)同能力，提升機載避撞系統(tǒng)TCAS性能，保持最小安全間隙的同時，又避免、解決了空-空協(xié)同中發(fā)生的沖突。ADS-B是實現(xiàn)“自由飛行”必不可少的重要技術(shù)。

5. ADS-B在廣大的機場地面活動地區(qū)進行的航空器活動監(jiān)視，降低了成本的同時，也扮演著重要的角色

在ADS-B出現(xiàn)之前，機場繁忙，裝置的場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)，無法覆蓋航站樓的所有停機位，在追求實現(xiàn)“登機門到登機門”的管理預(yù)期過程中，ADS-B應(yīng)運而生，通過輔助場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)，通過接收、處理廣播信息，可以將監(jiān)視從空中延伸到機場的登機橋，空中交通管理終于實現(xiàn)了“登機門到登機門”，并且即使不依賴場面監(jiān)視雷達，也可以對機場地面移動目標進行監(jiān)視管理。

三.ADS-B技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題

1998年，一個戰(zhàn)略機遇出現(xiàn)在中國新航行系統(tǒng)探索發(fā)展的道路上，那就是開辟歐亞新航路，加快我國西部地區(qū)的航空運輸業(yè)的發(fā)展，同時以國際航空組織相關(guān)的新航行系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃為，開始了新航行系統(tǒng)航路（L888航路）的建設(shè)工程，也是我國第一條以ADS-B技術(shù)為基礎(chǔ)的新航路。

四. ADS-B未來的發(fā)展方向

我國航空運輸業(yè)正在飛速發(fā)展，在面對空域范圍的不斷擴大、機隊規(guī)模的不斷增加、機型種類不斷更新的大環(huán)境下，與之相匹配的空管設(shè)備設(shè)施也需要即時的更新和完善。是針對發(fā)達國家的ADS-B技術(shù)進行全面的引進，還是依靠我國現(xiàn)有資源實施自主研發(fā)，是當局面對的一個艱難的、影響深遠的選擇。這兩種方式，都需要將現(xiàn)有的機載設(shè)備、地面設(shè)施、研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品等等方面進行全面的系統(tǒng)的更新，同時依靠航空宏觀政策的大力支持，各方協(xié)調(diào)、整體推進。

五.結(jié)語

目前處于成長期的中國航空運輸業(yè)，其空域范圍在擴充，機隊規(guī)模在擴大，機型在更新，空管設(shè)施需要進一步改造和完善。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。ADS-B良好的通信功能和監(jiān)視手段能更準確、及時、連續(xù)的掌握飛行器動態(tài)，有效實施管制。我國航空事業(yè)起步較晚，技術(shù)力量薄弱，因此，因地制宜，大力科學推進ADS-B系統(tǒng)的實施，有望迅速帶來顯著的經(jīng)濟效益和軍事效益。

參考文獻

[1] 張青竹，張軍，劉偉，朱衍波.民航空管應(yīng)用ADS-B的關(guān)鍵問題分析[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2007（09）