ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写,它主要实施空对空监视,ADS-B系统由多地面站和机载站构成,以网状、多点对多点方式完成数据双向通信。

1 概述

广播式自动相关监视(ADS-B)是利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递的一种航行新技术。国际民航组织(ICAO)将其确定为未来监视技术发展的主要方向,国际航空界正在积极推进该项技术的应用,一些国家已投入实用。与雷达系统相比,ADS-B 能够提供更加实时和准确的航空器位置等监视信息,建设投资只有前者的十分之一左右,并且维护费用低,使用寿命长。使用ADS-B 可以增加无雷达区域的空域容量,减少有雷达区域对雷达多重覆盖的需求,大大降低空中交通管理的费用。

ADS-B 可为航空器提供相关交通信息,传送天气、地形、空域限制等飞行信息,使机组更加清晰地了解周边的交通情况,提高情景意识,并可用于航空公司的运行监控和管理,为安全、高效的飞行提供保障。ADS-B 还可以用于飞行区的地面交通管理,是防止跑道侵入的有效方法。

ADS-B 的应用将是保障飞行安全、提高运行效率、增大空中交通流量、减少建设投资的重要技术手段,也是我国向民航强国迈进的标志之一。

2 基本原理

广播式自动相关监视( ADS-B , Automatic DependentSurveillance-Broadcast),是航空器或者在飞行区运行的车辆定期发送其状态向量和其他信息的一种功能。ADS-B 包含了以下几层含义:

自动(Automatic):数据传送无需人工干预;

相关(Dependent):航空器的设备决定了数据的可用性,数据发送依赖于机载系统;

监视(Surveillance):提供的状态数据适用于监视的任务;

广播(Broadcast):采用广播方式发送数据,所有用户都可以接收这些数据。

根据相对于航空器的信息传递方向,机载ADS-B 应用功能可分为发送(OUT)和接收(IN)两类。

3 应用领域

ADS-B OUT 通过广播航空器自身位置的方法向ATC 或其他航空器提供监视信息。目前ADS-B OUT 监视主要用于以下三个方面:

(1)无雷达区的ADS-B 监视(ADS-B NRA)。ADS-B OUT 信息作为唯一的机载监视数据源用于地面对空中交通的监视,以减小航空器的间隔标准,优化航路设置,提高空域容量。

(2)雷达区ADS-B 监视(ADS-B RAD)。地面监视同时使用雷达和ADS-B OUT 作为监视信息源。目的是缩小雷达覆盖边缘区域内航空器的最小间隔标准,并且减少所需要的雷达数量。

(3)机场场面监视(ADS-B APT)。只使用ADS-B OUT 或者综合使用ADS-B 和其他监视数据源(比如场监雷达、多点定位),为机场的地面交通监控和防止跑道入侵等提供监视信息。

ADB-B IN 的具体应用还在发展之中,目前预计有以下几个方面:

(1)提高机组情景意识。ADS-B IN 可以帮助机组全面了解空中或者机场场面的交通状况,为安全有效地管理飞行做出正确决策。

(2)保持间隔。保持航空器空中间隔目前仍是ATC 的责任,适用的最小间隔标准可能不会改变。但在具有ADS-B IN 功能时,机组可能履行以下职责:

i)指定间隔(Delegated Separation):ATC 要求机组与指定的航空器保持间隔。保证空中最小间隔的责任由ATC 转移至机组。该应用要求确定使用条件、机动飞行的限制、适用的空中最小间隔标准和应急程序等。

ii)自主间隔(Self Separation):机组按照规定的最小空中间隔标准和适用的飞行规则与其他航空器保持间隔。这种运行类似于现有的目视飞行规则运行。

(3)获取飞行信息。ADS-B IN 为机组获取飞行运行支持信息提供了新的渠道。

4 数据链系统

ADS-B 的OUT 和IN 的功能都是基于数据链通信技术。共有三种数据链路可供ADS-B 用户选择使用:S 模式的基于异频雷达收发机的1090ES 数据链、通用访问收发机(UAT)和模式4甚高数据链(VDL-4)。