淺談CPDLC設(shè)備和ADSB對民航空管的影響

劉冠志

（民航甘肅空管分局 甘肅蘭州 730070）

摘 要：隨著我國工業(yè)水平的不斷提高，民航業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，通信方式也在逐漸向數(shù)字化方向上靠攏，從原來的語音通信逐步向數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)變。廣播式自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)也對未來空中交通管理領(lǐng)域的發(fā)展影響極深遠，其無可替代的優(yōu)越性，將為通信、導航、監(jiān)視技術(shù)帶來革命性變化。因此，基于此理念，本文闡述了數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)及廣播式自動相關(guān)監(jiān)視相關(guān)概念，并分析了其對民航空管的影響，以期能對未來民航通信系統(tǒng)的發(fā)展做出幫助，不足之處敬請各位同仁批評指正。

關(guān)鍵詞：ADSB；CPDLC；空中交通管制 影響

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、相關(guān)概念

1.1 ADSB技術(shù)概述

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADSB）是它的英文縮寫，是新航行系統(tǒng)（CNS/ATM）中非常重要的通信技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)。它利用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）、慣性導航系統(tǒng)（INS）、慣性參考系統(tǒng)（IRS）、飛行管理器把飛機的位置信息（經(jīng)度、緯度、高度和時間）和飛機的識別號、飛機的速度等通過數(shù)據(jù)鏈廣播出去，其他飛機的和地面站接收其廣播信息后經(jīng)過處理送給機艙綜合信息顯示器或者地面顯示器。ADSB作為空管監(jiān)視主推的新技術(shù)之一，在國內(nèi)部分機場、航線不斷進行監(jiān)視試驗。目前，成都—拉薩航線已經(jīng)完成布站工作，進行ADSB監(jiān)視下的類雷達管制。

ADSB地面設(shè)備成本更低，布站靈活，信號刷新率快，精度高，在航路上覆蓋范圍能達到300KM以上，非常適合監(jiān)視非雷達覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標；在雷達覆蓋范圍內(nèi)，ADSB信息可用于獨立監(jiān)視或與雷達信號融合使用。 根據(jù)原理，不論機場場面還是航路、進近，相比于多點相關(guān)系統(tǒng)，ADSB地面站布站都要少的多，所以ADSB設(shè)備適用于絕大部分區(qū)域的監(jiān)視。

1.2 CPDLC技術(shù)概述

數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)（Controller Pilot data Link Communications，CPDLC），是依靠數(shù)據(jù)鏈傳輸信息的飛機通信系統(tǒng)。CPDLC 能夠提供可以在ATS中使用的地空數(shù)據(jù)通信，其中包含了現(xiàn)階段所應用的話音模式以及相應放行和請求較為完善的標準。進一步實現(xiàn)管制員和駕駛員之間的交流和溝通，提高管制移交與傳輸放行等功能質(zhì)量。而這種雙向的通信模式經(jīng)由地空數(shù)據(jù)鏈，對地面的的管制命令進行答復，使數(shù)據(jù)通信以及管制命令能夠進行很多次的閱讀。

2、ADSB技術(shù)對民航空管的影響

2.1在機場與空域均可發(fā)揮較好預防撞機的作用

ADSB系統(tǒng)能對機場地形進行準確地標識，甚至可很清晰地顯示機場跑到、滑行道以及停機坪等地標輪廓，而飛機在安裝ADSB系統(tǒng)后，其在機場內(nèi)的具體位置也可通過ADSB系統(tǒng)顯示器精確顯示，在此種情況下，機場指揮人員便可很方便地根據(jù)這些飛機的適時位置來更合理和有序地指揮飛機的滑行和起飛，大大避免了飛機在機場內(nèi)相撞事件的發(fā)生。同時在空域范圍未改變但飛機飛行例次增多的情況下，監(jiān)管飛機飛行動態(tài)的人員必須時刻對飛機的空中坐標與飛行航線與方向進行準確判斷，繼而分析其是否有發(fā)生沖突的可能，通過將ADSB進行聯(lián)網(wǎng)后，即實現(xiàn)了在塔臺或辦公室對飛機動態(tài)的遠程實時監(jiān)控，空中相撞的危險系數(shù)顯著下降。

2.2在飛行管理中實現(xiàn)了方便的地圖加載

ADSB可十分方便地加載地圖，同時還可將地圖按比例放大或縮小。在對地圖進行放大的時候，可將某區(qū)域內(nèi)的飛機很清晰地顯示出來，并能很直觀地判斷飛機的相對地理與空間坐標；當對地圖進行縮小時，則可將較大范圍內(nèi)的飛機全部顯示出來。飛機在安裝ADSB系統(tǒng)后，也可立即將飛行的航線地圖進行加載并識別地形，如此便等于是相對地增加了飛行員的視野。另外，在ADSB的地圖與系統(tǒng)上面，還能很容易地進行地圖與航路的繪制，標識出機場的進港程序，飛行管理員可很容易地對飛機的航線進行監(jiān)測一及時發(fā)現(xiàn)其偏離航線的情況，或是是否有按既定的進港離港的程序降落或起飛，同時挺行飛行員進行合理修正。如此一來，在ADSB系統(tǒng)對飛機位置、速度、航線方向等信息充分掌握的情況下，在顯著增強管制員對飛機航行的掌控力的同時，也大大減少了其管制工作的負擔。

2.3顯示了對飛機實時動態(tài)的跟蹤管理模式

ADSB系統(tǒng)對飛機動態(tài)的更新頻率高于雷達，飛機在顯示器上顯示，給管制員的感覺是實時的、動態(tài)的，實現(xiàn)了對飛機實時跟蹤。在顯示器上每一架飛機都有自己的航跡，管制員可以清楚的判斷出飛機實時的航向、飛機的高度和速度。在塔臺終端區(qū)域，管制員根據(jù)比例尺判斷：同高度層以訓練飛機為中心，半徑6千米范圍內(nèi)不允許有其他飛機。在航路上同高度層上，飛機的間隔是至少10千米。ADSB系統(tǒng)還可以記錄飛行的整個動態(tài)，可以像電影一樣選擇任意時間段的進行播放。

3、ADSB在我國的應用建議及發(fā)展

ADSB能夠達到低空飛行的通航小飛機實現(xiàn)空空監(jiān)視的目的，進而縮小相互間的安全間隔，提高空域利用率，使用ADS技術(shù)還可以顯著的縮短航路距離等。鑒于ADSB 種種優(yōu)勢，世界范圍內(nèi)都在積極推進ADSB 系統(tǒng)的建設(shè)，中國民航已經(jīng)在成都至九寨的航路上實施全程ADSB監(jiān)視，并逐步在我國非雷達覆蓋區(qū)域的航路上實施ADSB監(jiān)視的運行。成都-拉薩航線監(jiān)視工程于2009年6月獲得民航局批準，2011年7月8日，該航線開始實施 ADSB監(jiān)視條件下縮小間隔。ADSB技術(shù)作為主推技術(shù)，不僅具有造價更低廉，精度更高，監(jiān)視范圍更廣等優(yōu)點，更有各技術(shù)政策的支持，為我國開放低空、發(fā)展通用航空事業(yè)，提供了堅實的基礎(chǔ)。因此，建議在雷達已經(jīng)覆蓋的區(qū)域繼續(xù)使用雷達監(jiān)視，而在雷達無法覆蓋的區(qū)域，比如沙漠地區(qū)以及洋區(qū)，則可以使用ADS來提供監(jiān)視服務，其他滿足條件的地區(qū)可以嘗試MLAT與空地協(xié)同監(jiān)視以及ADSB技術(shù)的選擇性或者配合使用。

4、結(jié)束語

總而言之，我國國內(nèi)的民航業(yè)正處于發(fā)展階段，地空通信技術(shù)以及通信企業(yè)正在不斷地發(fā)展和完善，空管設(shè)施需要進一步改造和完善，CPDLC設(shè)備及ADSB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。因此我們相信，在地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋逐漸增大以及通信鏈不斷拓寬的今天，地空通信技術(shù)未來的發(fā)展前景是無法估量的。

參考文獻：

[1] 孫寶泉.淺談空地數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展和應用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016，（12）：69-69.

[2] 狄譽煒.廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADSB）在中小機場的應用及現(xiàn)實意義[J].科技風，2013，（15）：94-94.

[3] 邱偉杰.ADSB廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)多數(shù)據(jù)鏈路融合方案探索[J].科技風，2011，（15）：23-25.

[4] 曹懷春，范婷.廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)應用探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，（18）：71.