ADS—B技术在空管中的应用分析

来源:用户上传      作者:

　　摘要：作为监视技术，ADS-B技术广泛应用于航空交通管制中，对监控，导航和通信的定义进行了改进，对交通管制的状况进行的改善，完善了飞机在飞行状况中的实时监控，对我国航空发展具有象征性的意义，提高了空管技术的水平，保障了其有效，精准，整体的技术优势，推动了我国航空技术的发展，本文就ADS-B技术在应用方式方面进行简要的分析，
　　为我国空管技术中的问题提供参考。
　　关键词：监视技术；交通管制；航空技术；实时监控
　　引言
　　广播式自动监视（ADS-B）技术其本质是空地、空空通信数据链的航空器运行监视技术和全球卫星定位系统应用在空中交通管制中的监视技术，其主要目的是进行地空、空空监视。伴随着我国经济的发展，航天航空的空中交通管制具有明显的变革趋势，为了更高效处理航空中的拥堵混乱的问题，采用了自动监视的方法，这对于我国空中交通的运营具有重要意义，本文旨在对ADS-B技术在空管中的应用进行分析，以求为空管技术的发展提供参考。
　　1 ADS-B技术原理
　　1.1ADS-B系统工作原理
　　作为集通信与监视于一体的信息系统，由信息处理与显示、信息传输通道和信息源三部分组成ADS-B系统。其大多数由多个地面站和航空器组成，数据双向通信网状采用多点对多点方式。CDTI依据收集的导航信息、机载雷达及ADS-B信息通过处理后给飞行员显示飞机附近的态势信息（如航速、高度、经纬度）与此同时其他附加信息（如冲突告警信息，避碰策略）也会提供。CDTI（机舱综合信息显示器）接受其他航空器和地面服务设备的广播ADS-B信息机载GNSS接收机收集到的导航信息来自机载ADS-B通信设备广播式的发送，。航空器发出的信息发出的信息由ADS-B的信息传输通过空-空、空-地数据链进行传输，然后由ADS-B地面站接收，在传到监视信息处理设备后，通过对ADS-B的报文信息进行各种处理后，通过把ADS-B信鼠传送到数据融合转发设备进而进行雷达信息的数据融合，最后一步转发给ATC中心，保证监视定位对航天器的切实有效。
　　1.2 ADS-B数据链技术
　　美国为了满足自己在航空事业的发达采用了UAT数据链，UAT数据链的采用为ADS-B技术私人订制了一种符合空地及空空广播要求的数据链。通过单一宽带信道运行，设计频段为978MHz；数据率19600bps，调制方式为FSK，调制方式为FSK。3、VDL-4数据链工作于VHF频段（108～136.975MHz），使用STDMA技术，单信道带宽25khz，数据率1Mbps。但是1090ES是国际民航组织明文规定的国际通用的数据链同时也是ADS-B技术可选的数据链技术，通过传统的二次雷达使用的1090MhzI答频段进行运行。调制方式为PPM，数据率为1Mbps。目前运输航空采用1090ES数据链是我国的趋势和潮流，九洲数据公司生产的JZDAK01RM型号的1090ES地面站接收机应用于本单位，着重分析1090ES数据链的报文格式与结构是此次分析的重点。例如二次监视雷达的s模式扩展电文报告Es的功能包含在1090ES。ADS-B112位消息脉冲前5位代表传输类别，DF 17格式用于s模式应答机发射的ADS-B消息。第6至8位的CA字段表征了s模式应答机的能力；第9至32位的AA字段为应答机24个比特的CAO地址；第33至88位的ME字段包含ADs B消息的内容；最后24位的PI字段为奇偶校验位。ADS-B消息前导头包含4个脉冲，第二个、第三个与第四个脉冲与第一个传输脉冲间隔各自为1.0、3.0和4.5微秒，ADS-B消息数据块在第一个传输脉冲开始后的8微秒开始，112微秒间隔被分派给每一个ADS-B消息。s模式应答机（Mode s Transponder）的下行频率是1090MHz，信息的格式是简单的脉冲位置编码（PPM）。
　　1.3 ADS-B远程监控系统及其地面站接收机
　　民航飞机广播的1090ES数据链报文信息被ADS B地面站接收机利用全向天线接收，为了有效的飞行监视必须在跟踪中建立飞行航迹记录。标准的CAT021格式报文通过译码组报处理得到，通过以太网传送到管制中心显示的是本机相关状态信息组合成的CAT023报文。还可以通过ADS-B地面站接收机利用远程连接，远程/本地维护操作可以通过本地维护端口来进行。
　　1.4 ADS-B监视系统
　　ADS-B报文或者飞行计划，接入雷达等其他报文通过ADS-B监视系统使用以太网方式接收，对于各种航迹处理，飞机系统航迹的形成，帮助管制员提供精确、连贯、实时的飞机航迹信息，及时处理各种警报信息和飞行过程中的信息。为确保飞行安全提供全方位的信息服务。
　　2.ADS-B技术的应用
　　2.1实现飞行过程中的信息共享
　　ADS-B技术拥有远程截获能力强、格式简单、信息处理成本低等优点，对比于过去的雷达监视技术，进行共享航空信息的作用更加重要，不管是其他跨域飞行的监视信息，还是本地的空管监视信息，为了提高信息共享的运行效率，必须进行完美地捕捉，确保信息共享的可靠性和安全性。
　　2.2空- 空协同中的ADS-B技术，
　　为了更加高效地处理处于飞行中的航空器之间的相互监视作用，一般在空-空协同过程中运用ADS-B技术，与其相比之下，应答式机载避撞系统突出了ADS-B的特点，例如自发广播式的位置报告。各个航空器之间的协同能力可通过这种应用得到有效的提升和保障，航空器撞击状况的发生尽量避免因为监视系统原因。为飞行的自由化提供保障，而ADS-B为满足这一要求而具有这种能力。
　　2.3用于机场地面活动区，
　　機场地面活动要想成本较低地运行较多地使用ADS-B技术应用来运行，不仅仅因为其能达到航空器对整个场面进行监控。与此同时与监视雷达的作用区域比较，ADS-B技术的广泛使用能够使监控区域延伸到航站楼的各向停机位，进而完成从“登机门到登机门”的全方位全过程管理在空中交通中的实现。其实ADS-B技术在实际应用实际情况是：通过接收和处理相关信息，将被监视的物体从空中一直延伸到机场登机桥，实现“门到门”的空中交通管理。技术发展趋势在未来可以完成实现不依靠监视雷达就能够完成机场地面移动目标的管理目的，进而确保机场各种情况的实时掌握。
　　2.4空中交通管制中的应用，
　　实现在无法部署雷达的地区为航空器提供性能更加优良的虚拟雷达管制服务也广泛采用ADS-B技术，而且以更合理的性价比增强雷达系统的监视能力，使ADS-B技术在雷达可以作用的地区同样大放光彩，对于航路的安全保障以及交通容量增加也有相当大的重要性。雷达监视网的旁路系统可以是多点ADS-B地面设备联网后ADS-B技术应用的作用，要求运行中的航空器满足情报服务的要求，而ADS-B技术服务效果达到优于雷达间隔标准的层次显然满足这一要求。相比之下其他性能差的情报系统的危害会给人员的安全造成巨大的不良影响。，防止这些危害的发生，保障情报的及时传输，运用ADS-B的上行数据进行广播可以提供有效的保障。
　　结语
　　综上所述，ADS-B技术的未来发展被人们广泛看好，其极有可能是未来监视系统的发展趋势，尽管具体的ADS-B技术应用中在实际运行中存在缺点，。例如ADS-B技术在地面工作和空中疏导要求中相比于其他的技术应用还是具有明显的优势，具有明显的效用。因此，对ADS-B技术研究必须加大投资，加强对人才培训的关注，为空管监视系统在我国的快速发展提供活力，助力我国空管事业的进一步改善。
　　参考文献
　　[1]党春欢.ADS-B技术在空管中的应用研究[J].科技风，2015（10）：88.
　　[2]刘滟波.ADS-B技术在空管中的应用研究[J].科技与企业，2014（13）：389.
　　[3]陈宝玉.ADS-B技术在空管自动化系统中的应用[J].科技视界，2014（17）：95-96.
　　[4]刘晓静.ADS-B技术在空管中的应用研究[J].空中交通管理，2011（06）：22-25.
　　作者简介：张荣宇（1988-），男，汉族，云南昆明人，交通运输专业学士，任职于云南机场集团有限责任公司昭通机场，研究方向：空管ADS-B。
　　（作者单位：云南机场集团有限责任公司昭通机场）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14735201.htm