ADS-B技術(shù)及其在空管中的發(fā)展與應(yīng)用

　　引言

　　隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，以及軍事和民用需求的促進(jìn)，航空領(lǐng)域呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展形勢(shì)，航空需求與日俱增，國(guó)家和公眾對(duì)空域的需求與可供使用的空域資源不足的矛盾日益突出，飛行活動(dòng)出現(xiàn)了許多新情況和新特點(diǎn)。政府職能部門(mén)、國(guó)內(nèi)外企業(yè)和個(gè)人擁有航空器和直升機(jī)數(shù)量呈逐年上升趨勢(shì)，且大部分在大中城市和機(jī)場(chǎng)密集地區(qū)飛行，使空域的飛行活動(dòng)愈來(lái)愈變得錯(cuò)綜復(fù)雜。根據(jù)美國(guó)運(yùn)輸部的報(bào)告，2007年美國(guó)單程飛行數(shù)達(dá)到近750萬(wàn)次[1]。中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司預(yù)測(cè)，到2026年我國(guó)客運(yùn)周轉(zhuǎn)量接近1.2萬(wàn)億人千米[2]。航空運(yùn)輸市場(chǎng)的快速發(fā)展帶來(lái)機(jī)場(chǎng)和航路的擁擠。因此，如何充分、合理、科學(xué)、可靠地利用這樣一個(gè)繁忙的空域，成為極其緊迫和重要的問(wèn)題。必須建立完善的空管系統(tǒng)，包括先進(jìn)機(jī)載設(shè)備、配套建設(shè)的空-空數(shù)據(jù)鏈、地-空數(shù)據(jù)鏈和地面用戶設(shè)備。

　　自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS)技術(shù)是新航行系統(tǒng)[3]發(fā)展最重要的成果，是國(guó)際上解決空中交通管制[4](空管)最有效的辦法。廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)是一種基于GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和空-空、地-空數(shù)據(jù)鏈通信的航空器運(yùn)行監(jiān)視技術(shù)[5]。

　　ADS-B系統(tǒng)

　　ADS-B主要實(shí)施空對(duì)空監(jiān)視，一般情況下，只需機(jī)載電子設(shè)備(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)，不需要任何地面輔助設(shè)備即可完成相關(guān)功能，裝備了ADS-B的飛機(jī)可通過(guò)數(shù)據(jù)鏈廣播其自身的精確位置和其它數(shù)據(jù)(如速度、高度及飛機(jī)是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降等)。ADS-B接收機(jī)與空管系統(tǒng)、其它飛機(jī)的機(jī)載ADS-B結(jié)合起來(lái)，在空地都能提供精確、實(shí)時(shí)的沖突信息[6]。

　　ADS-B系統(tǒng)由多地面站和機(jī)載站構(gòu)成，以網(wǎng)狀、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式完成數(shù)據(jù)雙向通信。機(jī)載ADS-B通信設(shè)備廣播式發(fā)出來(lái)自機(jī)載信息處理單元收集到的導(dǎo)航信息，接收其他飛機(jī)和地面的廣播信息后經(jīng)過(guò)處理送給機(jī)艙綜合信息顯示器。機(jī)艙綜合信息顯示器根據(jù)收集的其他飛機(jī)和地面的ADS-B信息、機(jī)載雷達(dá)信息、導(dǎo)航信息后給飛行員提供飛機(jī)周圍的態(tài)勢(shì)信息和其他附加信息(如：沖突告警信息，避碰策略，氣象信息)。

　　ADS-B系統(tǒng)的工作原理如圖1、圖2所示[7]。