航空器ADS-B自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)是指什么？ADS-B概述

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）是利用空地、空空數(shù)據(jù)通信完成交通監(jiān)視和信息傳遞的一種航行新技術(shù)。與雷達(dá)系統(tǒng)相比：

ADS-B能夠提供更加實時和準(zhǔn)確的航空器位置等監(jiān)視信息;

建設(shè)投資只有前者的十分之一左右，并且維護(hù)費用低，使用壽命長;

使用ADS-B可以增加無雷達(dá)區(qū)域的空域容量，減少有雷達(dá)區(qū)域?qū)走_(dá)多重覆蓋的需求，大大降低空中交通管理的費用;

ADS-B可以為航空器提供交通信息，傳遞天氣、地形、空域限制等飛行信息，使機組更加清晰地了解周邊交通情況，提高情景意識，并可用于航空公司的運行監(jiān)控和管理，為安全、高效的飛行提供保障;

ADS-B還可以用于飛行區(qū)的地面交通管理，是防止跑道侵入的有效方法。

ADS-B的應(yīng)用將是保障飛行安全、提高運行效率、增大空中交通流量、減少建設(shè)投資的重要技術(shù)手段。基本原理

ADS-B（AutomaticDependentSurveillance-Broadcast）一種監(jiān)視技術(shù)，使航空器、機場機動車輛及其他目標(biāo)能夠自動發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)，例如識別信息、四維位置以及其他適合廣播模式的超越數(shù)據(jù)鏈之外的附加信息。對于航空器和機場機動車輛而言，這些信息是從機載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)獲得的。包含了以下幾層含義：

自動（Automatic）：數(shù)據(jù)傳送無需人工干預(yù)；

相關(guān)（Dependent）：航空器的設(shè)備決定了數(shù)據(jù)的可用性，數(shù)據(jù)發(fā)送依賴于機載系統(tǒng)；

監(jiān)視（Surveillance）：提供的狀態(tài)數(shù)據(jù)適用于監(jiān)視的任務(wù)；

廣播（Broadcast）：采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，所有用戶都可以接收這些數(shù)據(jù)。

根據(jù)相對于航空器的信息傳遞方向，機載ADS-B應(yīng)用功能可以分為發(fā)送（OUT）和接收（IN）兩類。

1)ADS-BOUT

ADS-BOUT是指航空器發(fā)送位置信息和其他信息。機載發(fā)射機以一定的周期發(fā)送航空器的各種信息，包括：航空器識別信息（ID）、位置、高度、速度、方向、和爬升率等。地面系統(tǒng)通過接收機載設(shè)備發(fā)送的ADS-BOUT信息，監(jiān)視空中交通狀況，起到類似于雷達(dá)的作用。

ADS-B發(fā)送的航空器水平位置一般源于GNSS系統(tǒng)，高度源于氣壓高度表。

目前GNSS系統(tǒng)的定位精度已經(jīng)達(dá)到了10米量級，因此ADS-B的定位分辨率也可達(dá)到10米量級。而雷達(dá)設(shè)備因為有固有的角分辨率限制，監(jiān)視精度相對較低，且無法分辨距離過近的航空器。

2)ADS-BIN

ADS-BIN是指航空器接收其他航空器發(fā)送的ADS-BOUT信息或地面服務(wù)設(shè)備發(fā)送的信息，為機組提供運行支持。

ADS-BIN可使機組在駕駛艙交通信息顯示設(shè)備（CDTI）上“看到”其他航空器的運行狀況，從而提高機組的空中交通情景意識。

ADS-B地面站也可以向航空器發(fā)送信息，具體分為兩類：空中交通情報服務(wù)廣播（TrafficInformationService-Broadcast,TIS-B）和飛行信息服務(wù)廣播（FlightInformationService–Broadcast，F(xiàn)IS–B）。

TIS-B:ADS-B地面站接收航空器發(fā)送的ADS-B位置報文，將這些數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)視數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（SurveillanceDataProcessingSystem,SDPS）,同時SDPS也接收雷達(dá)和其他監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)，SDPS將這些數(shù)據(jù)融合為同意的目標(biāo)位置信息，并發(fā)送至TIS-B服務(wù)器。TIS-B服務(wù)器講信息集成和過濾后，生成空中交通監(jiān)視全景信息，再通過ADS-B地面站發(fā)送給航空器。這樣機組就可以獲得前面而清晰的空中交通信息。TIS-B的應(yīng)用可以使ADS-B不同數(shù)據(jù)鏈類型的用戶獲得周邊空域運行信息，從而做到間接互相可見。

FIS-B：ADS-B地面站想航空器傳送氣象、航行情報等信息。這些信息可以是文本數(shù)據(jù)，也可以是圖像數(shù)據(jù)。文本格式的氣象信息包括日常報（METAR）、特選報（SPECI）、機場天氣預(yù)報（TAF）等。圖像格式的信息包括雷達(dá)混合圖像、臨時禁飛區(qū)和其他航行信息。FIS-B使機組可以活的更多的運行相關(guān)信息，及時了解航路氣象狀況和空域限制條件，為更加靈活而安全的飛行提供保障。

ADS-B如同雷達(dá)一樣，有“視野”的限制，根據(jù)航空器與地面基站的高度，距離，障礙物等因素的不同，其視野最大可達(dá)250NM，如圖：

2.1ADS-A/ADS-C與ADS-B的區(qū)別

自動相關(guān)監(jiān)視–尋址式（AutomaticDependentSurveillance–Addressed，ADS-A）；

自動相關(guān)監(jiān)視–合同式（AutomaticDependentSurveillance–Contract，ADS-C）是等同的概念。

ADS-C的工作方式與ADS-B有本質(zhì)上的不同。ADS-C基于點對點模式的航空電信網(wǎng)（ATN）數(shù)據(jù)鏈信道，ADS-C需要數(shù)據(jù)收發(fā)雙方約定通信協(xié)議，如使用航空器通信尋址與報告系統(tǒng)（AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem,ACARS）。ADS-B采用廣播式方案，收發(fā)雙發(fā)不需要另行約定通信協(xié)議。

正常情況下，ADS-C監(jiān)控一般由地面站發(fā)起。空中交通服務(wù)部門（ATS）通過ATN通信網(wǎng)絡(luò)，一般是衛(wèi)星通信（SATCOM）或VHF，向航空器發(fā)送監(jiān)控報文。機載設(shè)備接收報文后，通過ATN數(shù)據(jù)鏈按照ATS和航空器約定的通信協(xié)議將航空器的位置信息發(fā)送給ATS。ATS接收航空器回復(fù)的信息，將其顯示在監(jiān)視設(shè)備上，從而達(dá)到對空中交通進(jìn)行監(jiān)視的目的。

ADS-C一般應(yīng)該在海洋和內(nèi)陸邊遠(yuǎn)等沒有監(jiān)視的區(qū)域，或者應(yīng)用在航空交通流量較小的空域。

2.2監(jiān)視技術(shù)比較

應(yīng)用領(lǐng)域

機載設(shè)備

與ADS-B功能有關(guān)的主要機載設(shè)備包括數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、GNSS接收機和IN功能所需的CDTI等。雖然一些二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）的機載應(yīng)答機可以用于發(fā)送ADS-B信號，但不包含SSR應(yīng)答機功能、獨立的ADS-B機載電子系統(tǒng)也可以滿足ADS-B的功能要求。

ADS-B的OUT和IN功能都是基于數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)，共有三種數(shù)據(jù)鏈路可供ADS-B用戶選擇使用，其中，1090ES、UAT、和VDL-4三種數(shù)據(jù)鏈互不兼容。

4.11090ES數(shù)據(jù)鏈

1090ES數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)荌CAO推薦采用的用于ADS-B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈，“1090”是指系統(tǒng)使用1090MHz作為下行傳輸頻率，“ES”是ExtendedSquitter，表示相對原有報文長度的擴展（56到112比特）以及自動廣播的特性。

1090ES數(shù)據(jù)鏈主要性能參數(shù)：

4.2通用訪問收發(fā)機（UAT）

美國專門設(shè)計用來支持ADS-B功能的收發(fā)系統(tǒng)。具有從地面站上行廣播的功能，接入方式為時分復(fù)用，在1秒長的幀中，前188毫秒分配給地面廣播服務(wù)，后812毫秒分配給ADS-B下行使用，下行部分采用隨機接入方式，數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbit/s。

特點：

專為ADS-B設(shè)計

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強

工作于單一寬帶信道

1Mbps傳送速率

4.3VDL模式4

VDL模式4數(shù)據(jù)鏈的基本原理是數(shù)據(jù)鏈用戶利用GNSS進(jìn)行定位和時間同步，并通過VDL模式4數(shù)據(jù)鏈將其位置報告廣播發(fā)送出去。這些位置報告可以為通信鏈路上的各種鏈路管理和應(yīng)用進(jìn)程所用，通過這些信息實現(xiàn)鏈路管理。VDL模式4數(shù)據(jù)鏈既可用于數(shù)據(jù)、位置廣播通信，又可用于用戶間的選址通信（ADS-C）。

鑒于國際民航組織亞太區(qū)的建議和在全球范圍內(nèi)的互操作性，我國在西部實施利用ADS-B技術(shù)提供類雷達(dá)監(jiān)視服務(wù)時，建議首先考慮使用1090ES作為數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)。但由于UAT數(shù)據(jù)鏈性能優(yōu)越、成本低等特點，可以把它用于通用航空。

應(yīng)用情況

5.1美國

1090ES和UAT兩種技術(shù)同時使用（UAT主要用于GA航空器）在NEXTGEN計劃中ADS-B會取代SSR作為主要的監(jiān)視方式，而SSR作為備份。

哈德遜灣與墨西哥灣已經(jīng)正式運行ADS-B，如圖：

雙規(guī)發(fā)展規(guī)劃圖：

5.2歐洲

由EUROCONTROL牽頭開展了一項名為CRISTAL的ADS-B試驗。試驗基于一個安裝在圖盧茲機場的1090ES地面站，結(jié)果顯示ADS-B對200海里甚至250海里內(nèi)的飛機監(jiān)視效果良好

歐洲由于雷達(dá)覆蓋比較完善，對ADS-B發(fā)展的態(tài)度并不十分積極，首先試驗將ADS-B應(yīng)用于機場場面監(jiān)視。

5.3澳大利亞——高空空域項目（UAP）

ADS-B在大陸FL300以上空域全部覆蓋，并正式運行。如圖：

通過使用ADS-B，澳大利亞可將原來的航空器最小間隔標(biāo)準(zhǔn)由程序管制下的10分鐘（約為80海里）縮小到5海里，大大增加空域容量，實現(xiàn)主動監(jiān)視，提高運行安全水平。

5.4加拿大

加拿大計劃在不具備雷達(dá)覆蓋的哈德森灣進(jìn)行ADS-BOUT運行實驗，要求從2008年11月20日起，飛躍哈德森灣地區(qū)的飛機必須安裝ADS-BOUT設(shè)備。飛行高度層為FL330至FL370,將來擴展到FL290以上。

加拿大大西洋海岸，哈德遜灣和格陵蘭島ADS-B覆蓋區(qū)域。

5.5中國

2005年開始，民航飛行學(xué)院開始使用UAT系統(tǒng)，完成設(shè)備加裝。已經(jīng)能完成對本場訓(xùn)練的教練機進(jìn)行實時、準(zhǔn)確的跟蹤監(jiān)控，飛機之間也可以互相了解對方的位置和高度。采用1090ES，在成都雙流機場、九寨機場各安裝了一套ADS-B地面試驗設(shè)備，將在成都至九寨航路實現(xiàn)全程ADS-B監(jiān)視。

今后目標(biāo)：

1)西部重點航路和三亞情報區(qū)航路8400米（含）以上實施ADS-B運行。

2)在部分支線機場（含高高原機場）實現(xiàn)ADS-B監(jiān)視運行

3)在新疆地區(qū)實施全空域ADS-B運行示范。

4)基本實現(xiàn)東部地區(qū)高空航路ADS-BOUT地面設(shè)備監(jiān)視覆蓋。

飛行計劃

6.1航空器ADS-B相關(guān)能力描述

6.2填寫方法

當(dāng)FPL報文編組10的廣播式自動相關(guān)監(jiān)視部分選擇了“B1”或“B2”，則二次監(jiān)視雷達(dá)S模式部分必須選擇“E、L、H、I”中的一個作為匹配，否則提供的信息不完整。正確的報文填寫格式可參照以下示例：

1)航空器同時具備MODES和1090ES的ADS-BOUT能力，編組10應(yīng)為“S/HB1”；

2)航空器同時具備MODESES和1090ES的ADS-BIN能力，編組10應(yīng)為“S/LB2”。

3)在管制單位有要求時，航空器運營人提交飛行計劃時應(yīng)將航空器的24位地址碼以16進(jìn)制的形式，在領(lǐng)航計劃報第18編組中添加如下字段進(jìn)行說明：如“CODE/7C432B”。

例如：A346/H-SDE2E3FGHIJ5M1RWY/LB1，表示該航空器具有MODES1090ES能發(fā)送超長電文的ADS-BOUT功能

6.3ADS-B運行的注意事項：

對于飛行機組來說：

1)在實施ADS-B運行之前，飛行員應(yīng)對ADS-B運行有必要的了解和準(zhǔn)備，掌握相應(yīng)的ADS-B運行空域、航路等情況，確認(rèn)ADS-B機載設(shè)備、二次應(yīng)答機設(shè)備以及與ADS-B運行相關(guān)的機載設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，保證航空器識別信息與飛行計劃一致，能熟練應(yīng)用ADS-B運行陸空通話用語，熟練操作ADS-B機載設(shè)備并準(zhǔn)確執(zhí)行管制指令。在直接準(zhǔn)備階段，檢查在ICAO飛行計劃第10項機載設(shè)備與能力數(shù)據(jù)項B中描述監(jiān)視設(shè)備與能力

2)當(dāng)初始化登錄時，航班號需要與飛行計劃中的航班號(項目7)完全一致

如FPL-CES586-IS在MCDU中的起始頁面正確的輸入為：

而以下幾種輸入格式都是錯誤的：

3)如果機載設(shè)備指示顯示ADS-B系統(tǒng)的廣播的位置出錯（例如GPS故障），或者發(fā)送的位置數(shù)據(jù)不能滿足完好性、連續(xù)性以及水平位置延遲的要求，飛行機組應(yīng)及時通知空管部門；

4)如果ADS-B功能的開啟和關(guān)閉與ATC應(yīng)答機之間無獨立的飛行儀表板操控選擇，機組必須明白禁用ADS-B功能也會導(dǎo)致禁用ACAS(TCAS)功能；

5)飛行機組必須了解并遵守所要飛經(jīng)的ADS-B區(qū)域所要求的相關(guān)監(jiān)視規(guī)定、實施計劃和相關(guān)程序。

陸空通話術(shù)語

7.1.要求確認(rèn)航空器的ADS-B能力

7.2.ADS-B識別

注：機組在初始化FMS時，可能輸入錯誤的航班號如應(yīng)輸入CES123，而錯誤的輸入MU123或者CES0123。有些FMS在發(fā)動機啟動之后不能修改航班號，此時應(yīng)向ATC說明。

7.3.ADS-B服務(wù)終止

7.4.ADS-