ADS-B原理解析在空中交通管制中的實施問題探討

摘 要：隨著我國空中交通數(shù)量的增加，行駛安全問題也成為交通管制的核心內(nèi)容。ADS-B系統(tǒng)本身具備先進(jìn)的通訊管理、導(dǎo)航技術(shù)、預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，可將空中交通形式安全提升，應(yīng)用被航空運(yùn)輸單位重視。本文研究的是 ADS-B原理解析在空中交通管制中的實施問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：ADS-B;原理解析;空中交通管制;實施問題

ADS-B系統(tǒng)又被稱之為廣播室自動監(jiān)視系統(tǒng)（Automatic monitoring system of broadcasting room），由很多地面站、記載站組成，能夠完成多類雙向通訊系統(tǒng)，可結(jié)合信息監(jiān)視與信息采集，在組成上能夠結(jié)合信息源、信息傳輸系統(tǒng)與信息顯示系統(tǒng)，可有效結(jié)合解決沖突、ATC監(jiān)視，能夠?qū)⑿畔⑻幚砟芰μ嵘捎行U(kuò)展航行系統(tǒng)。

1 ADS-B系統(tǒng)原理解析

ADS-B系統(tǒng)由多地面站與機(jī)載站組成，借助網(wǎng)狀、多點能夠雙向通信數(shù)據(jù)。機(jī)載站本身是一體信息系統(tǒng)，結(jié)合了通信與監(jiān)視，由信息源、信息傳輸通道、信息處理與顯示幾部分組成。能夠?qū)_突探測、避免、解決與ATC監(jiān)視和ATC一致性監(jiān)視、機(jī)艙綜合信息顯示結(jié)合起來，可為新航行系統(tǒng)增加功能，擴(kuò)展功能，可將潛在的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益凸顯。ADS-B系統(tǒng)主要是實施空中監(jiān)視，一般情況，只需要機(jī)載電子設(shè)備，包括：GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)瞻l(fā)機(jī)及其天線、駕駛艙沖突信息顯示器CDTI，不需要任何的地面輔助設(shè)備就能夠完成相應(yīng)的功能，裝備ADS-B系統(tǒng)的飛機(jī)，借助數(shù)據(jù)鏈廣播能夠精準(zhǔn)定位，可傳輸信息，比如：速度、高度及飛機(jī)是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降等[1]。

ADS-B系統(tǒng)是自動監(jiān)視系統(tǒng)的簡稱，在空中交通管制內(nèi)，ADS-B系統(tǒng)主要是借助通訊衛(wèi)星、陸地信息設(shè)備檢測空中飛行航空器的運(yùn)行狀況，以此實現(xiàn)有效控制。空中交通管制階段，應(yīng)用ADS-B系統(tǒng)，一般要在飛機(jī)內(nèi)部設(shè)置機(jī)載裝置，以此確定飛行的飛行位置、飛行速度與飛行高度，全面掌握飛行狀況。機(jī)載裝置能夠被衛(wèi)星進(jìn)行精準(zhǔn)定位，之后會將定位信號傳輸?shù)降孛娴暮娇照旧?，傳輸信息包括：飛行速度、飛行位置與飛行高度等。在發(fā)送信息時，包含飛行速度、飛行位置與飛行高度等。在信息發(fā)送時不需要考慮航空單位，只需要任意一家接收即可。如此，地面航空站會接收到飛機(jī)運(yùn)行信息，能夠有效的監(jiān)控飛行情況，可實現(xiàn)全面監(jiān)控的最終目的。

ADS-B系統(tǒng)能夠結(jié)合空中飛行設(shè)備的管制郵件，可實現(xiàn)運(yùn)行中三維數(shù)據(jù)的有效、及時采集。這類技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)差異較大，其能夠借助衛(wèi)星與廣播技術(shù)，全面管控飛機(jī)的運(yùn)行狀況。ADS-B系統(tǒng)除去監(jiān)視，還具有TIS-B及FIS-B功能，前者主要是為未安裝機(jī)載裝置的飛機(jī)提供FIS-B數(shù)據(jù)，能夠獲取較多的安全飛行信息，可建設(shè)一個共享數(shù)據(jù)庫。后者主要是為運(yùn)行中的飛機(jī)提供氣象信息，以便掌握更多的天氣，實現(xiàn)飛行安全的提升。

2 ADS-B原理解析在空中交通管制中的應(yīng)用

2.1 在雷達(dá)覆蓋范圍之外的應(yīng)用

第一，我國目前一些地方雷達(dá)無法實現(xiàn)有效的覆蓋，無形中會增加飛機(jī)的運(yùn)行風(fēng)險，比如：西部的某些地方，處于非雷達(dá)區(qū)域，駕駛?cè)藛T要依靠短波、地面總控制塔內(nèi)聯(lián)系，獲取自己的飛行高度、飛行速度與具體位置。這類方式效率較低，且風(fēng)險較高，就長久航行會造成不利影響。在該地區(qū)內(nèi)應(yīng)用ADS-B系統(tǒng)，飛行人員可借助機(jī)載裝置，告知地面航空站的工作人員飛行高度、飛行速度與具體位置等，工作人員通過接收信息，適時地發(fā)布指令，能夠?qū)w機(jī)的運(yùn)行效率提升，可確保飛機(jī)飛行安全[2]。

第二，可將飛行空間與飛行利用率提升，針對我國一些雷達(dá)不能覆蓋的地區(qū)，可選擇以下這類空中交通管制，在同一高度內(nèi)，每小時安排4架運(yùn)輸機(jī)，這在無形內(nèi)限制了空中資源的應(yīng)用，難以實現(xiàn)有效利用，會將航空運(yùn)輸效率降低。隨著我國航空運(yùn)輸業(yè)的不斷增加，運(yùn)輸機(jī)的數(shù)量、運(yùn)輸客流量也不斷的上升，若將運(yùn)行數(shù)量限制在每小時4架以內(nèi)，很難滿足現(xiàn)階段人們的民航運(yùn)輸業(yè)要求。在民航運(yùn)輸內(nèi)，應(yīng)用ADS-B系統(tǒng)，通過GPS 定位系統(tǒng)能夠?qū)w機(jī)的運(yùn)行空間從縱向、橫向、垂直方向等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，促使其縮小到72 km、24 km、300m，提升空間領(lǐng)域的利用率，能夠符合現(xiàn)階段人們對民航運(yùn)輸業(yè)的要求。

2.2 在雷達(dá)覆蓋區(qū)域內(nèi)的應(yīng)用

就雷達(dá)不能覆蓋的區(qū)域，GPS 定位系統(tǒng)具備優(yōu)越性的作用，能夠全面覆蓋相應(yīng)的區(qū)域，系統(tǒng)可提升空中交通管制效率與質(zhì)量。針對一些惡劣地區(qū)的氣候，飛機(jī)運(yùn)行時，雷達(dá)會受到干擾，使得導(dǎo)航功能失去。此時，GPS 定位系統(tǒng)不會受到外界的干擾，能夠發(fā)揮檢測功能。可以有效地替代雷達(dá)，獲取飛行信息，提升飛機(jī)運(yùn)行的安全性，以此實現(xiàn)交通管制，發(fā)揮其作用。除此之外，飛機(jī)雷達(dá)受到限制，ADS-B系統(tǒng)除了替代導(dǎo)航作用之下，還能夠獲取飛機(jī)的速度矢量，可為飛機(jī)的飛行助力。

3 ADS-B系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用

3.1 在國外的應(yīng)用情況

隨著世界航空事業(yè)的不斷發(fā)展，ADS-B系統(tǒng)在國外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，且制定了相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略。如美國的雷達(dá)覆蓋范圍遍布國內(nèi)的各個區(qū)域，能夠為飛機(jī)的飛行提供安全保障?；诖耍x擇了兩種ADS-B技術(shù)，分別為1090ES和UAT，可將空中交通管制增強(qiáng)。美國首先在阿拉斯加地區(qū)實施了UAT試驗，試驗成功之后，便在該地區(qū)全面推廣UAT技術(shù)，可將飛機(jī)失事率降低了86%。之后，相繼在其他州推行了ADS-B技術(shù)。比：澳大利亞西部地區(qū)荒漠遍地，很難實現(xiàn)雷達(dá)覆蓋，選擇ADS-B技術(shù)，能夠有效地彌補(bǔ)雷達(dá)缺少或者是雷達(dá)不足的情況。在實施ADS-B技術(shù)期間，選擇以下兩個步驟：高空領(lǐng)域一期、高空領(lǐng)域二期，兩期任務(wù)的開展， 可提升該國的航空運(yùn)輸業(yè)[3]。再比如，歐洲的雷達(dá)系統(tǒng)覆蓋范圍較廣，ADS-B技術(shù)被視為是航空技術(shù)內(nèi)的要點?；诖?，兩者結(jié)合能夠形成多點定位系統(tǒng)、綜合監(jiān)視系統(tǒng)，能夠推進(jìn)歐洲空中交通管制的效率。

3.2 國內(nèi)的應(yīng)用情況

我國就ADS-B技術(shù)應(yīng)用，本身起步較晚，進(jìn)而有些工作開展有限。目前，全國總統(tǒng)建設(shè)的ADS-B技術(shù)地面站，總計10個。自2011年，從成都到拉薩航班實施ADS-B技術(shù)之后，中南地區(qū)的一些航線也陸續(xù)實施這一技術(shù)。這些地區(qū)的實施，為ADS-B技術(shù)的進(jìn)一步推廣，提供了數(shù)據(jù)資源。目前，國家結(jié)合民航發(fā)展?fàn)顩r與民航發(fā)展趨勢，制定了ADS-B運(yùn)行規(guī)劃。在這一規(guī)劃內(nèi)，ADS-B技術(shù)應(yīng)用劃分為3個時期，包含近期、中期與后期，這幾期工作的開展，能夠?qū)⒖罩薪煌ü苤乒ぷ魈嵘饬x顯著。

4 結(jié)束語

隨著我國空中交通流量的增加，航空運(yùn)輸設(shè)備問題也愈發(fā)頻繁，對我國航空運(yùn)輸業(yè)發(fā)展造成較大的影響。通過應(yīng)用ADS-B技術(shù)，可解決這一問題，能夠有效地提升空中交通管制效率與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洋.淺談ADS-B原理及在空中交通管制中的運(yùn)用[J].中國新通信，2018，20（14）：210.

[2]王磊.ADS-B原理解析在空中交通管制中的實施問題探討[J].硅谷，2015，8（03）：231+235.

[3]王紹翰.ADS-B原理解析及其在空中交通管制中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（14）：51.

作者簡介：

葉世偉（1995-）男，漢，籍貫：甘肅省武威市，職務(wù)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：空中交通管制。