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，航空需求與日俱增，國家和公眾對空域的需求與可供使用的空域資源不足的矛盾日益突出，飛行活動出現(xiàn)了許多新情況和新特點。政府職能部門、國內(nèi)外企業(yè)和個人擁有航空器和直升機(jī)數(shù)量呈逐年上升趨勢，且大部分在大中城市和機(jī)場密集地區(qū)飛行，使空域的飛行活動愈來愈變得錯綜復(fù)雜。根據(jù)美國運(yùn)輸部的報告，2007年美國單程飛行數(shù)達(dá)到近750萬次[1]。中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司預(yù)測，到2026年我國客運(yùn)周轉(zhuǎn)量接近1.2萬億人千米[2]。航空運(yùn)輸市場的快速發(fā)展帶來機(jī)場和航路的擁擠。因此，如何充分、合理、科學(xué)、可靠地利用這樣一個繁忙的空域，成為極其緊迫和重要的問題。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，是國際上解決空中交通管制[4](空管)最有效的辦法。廣播式自動相關(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主要實施空對空監(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，在空地都能提供精確、實時的沖突信息[6]。

　　ADS-B系統(tǒng)由多地面站和機(jī)載站構(gòu)成，以網(wǎng)狀、多點對多點方式完成數(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]。