1、第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理 5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS） 5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）,第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理 5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,RADAR（RAdio Detection And Ranging） 任務(wù)：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，測(cè)量目標(biāo) 種類：一次監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷達(dá) 一次監(jiān)視雷達(dá)是反射式雷達(dá) 二次雷達(dá)也叫空管雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,一次雷達(dá)工作方式：雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波，經(jīng)空間傳播至目標(biāo)，目標(biāo)被電波照射后輻射二次電波并沿雷達(dá)發(fā)射反方向返回，雷達(dá)接收機(jī)接收返回信號(hào)，

2、確定目標(biāo)位置。 一次雷達(dá)在顯示目標(biāo)時(shí)，目標(biāo)大小和亮度受到目標(biāo)和天線間距、大氣相對(duì)傳導(dǎo)性、目標(biāo)的雷達(dá)截面積、地面雜波等等因素影響，并且無(wú)法識(shí)別目標(biāo)身份，難以滿足空中交通管理要求。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,二次雷達(dá)工作方式：由地面詢問(wèn)機(jī)和機(jī)載應(yīng)答機(jī)配合而成，采用的是問(wèn)答方式。 地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射1030MHz的脈沖信號(hào)，向機(jī)載設(shè)備發(fā)出詢問(wèn)；機(jī)載應(yīng)答機(jī)接收到有效詢問(wèn)信號(hào)后產(chǎn)生相應(yīng)的頻率為1090MHz的應(yīng)答信號(hào)并向地面發(fā)射。地面接收機(jī)接收到應(yīng)答機(jī)信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理后獲得所需信息。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn) 發(fā)射功率較小 二次雷達(dá)的工作與飛機(jī)的反射面積無(wú)關(guān)，對(duì)同樣工

3、作距離，二次雷達(dá)地面發(fā)射功率比一次雷達(dá)小得多。 不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象 二次雷達(dá)回波是由機(jī)載應(yīng)答機(jī)主動(dòng)輻射的信號(hào)形成，不是目標(biāo)反射能量形成，因而與目標(biāo)的反射面積無(wú)關(guān)，回波不會(huì)由于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射而忽強(qiáng)忽弱，避免閃爍現(xiàn)象。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn) 干擾雜波較少 二次雷達(dá)系統(tǒng)的接收頻率和發(fā)射頻率不同，各種地物、氣象目標(biāo)對(duì)1030MHz發(fā)射的反射信號(hào)，不會(huì)被1090MHz的接收機(jī)所接收，基本上沒(méi)有上述雜波干擾。 提供的信息豐富 距離和方位信息 飛機(jī)代碼信息 飛機(jī)氣壓高度信息,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,二次雷達(dá)發(fā)射成對(duì)脈沖，不同時(shí)間間隔確定不同工作模式 民航目前使用A、C模式，

4、新航線系統(tǒng)出現(xiàn)S模式,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,二次雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)在接收到詢問(wèn)信號(hào)后發(fā)出不同形式的編碼信號(hào) 應(yīng)答信號(hào)是一個(gè)脈沖序列，它的第一和最后一個(gè)脈沖標(biāo)分別標(biāo)識(shí)起始與終止，除中間一個(gè)脈沖備用外，其余12個(gè)脈沖組成一個(gè)八進(jìn)制編碼系統(tǒng)，形成一個(gè)4位數(shù)編碼。 A模式詢問(wèn)脈沖，應(yīng)答代表飛機(jī)識(shí)別號(hào)碼 C模式詢問(wèn)脈沖，應(yīng)答代表高度,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,應(yīng)答脈沖序列,應(yīng)答碼,A模式下 結(jié)論：飛機(jī)的標(biāo)識(shí)號(hào)為6457,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,旁波瓣干擾問(wèn)題 二次雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)天線在發(fā)出信號(hào)時(shí)，主波從正前方發(fā)出，同時(shí)在主波周圍發(fā)射低能量旁波瓣，如果應(yīng)答機(jī)對(duì)這些波瓣應(yīng)答，會(huì)出現(xiàn)假信號(hào)。 設(shè)置一根全向天線，在詢問(wèn)脈沖對(duì)

5、的第一個(gè)脈沖后2s發(fā)出脈沖，強(qiáng)度與脈沖對(duì)相等，如果應(yīng)答機(jī)接到3個(gè)脈沖強(qiáng)度相等，表明收到的是主波瓣的信號(hào)，給予回答；如果收到的信號(hào)中，中間一個(gè)強(qiáng)而前后弱，表明收到的是旁波瓣的脈沖，不予回答，從而避免干擾。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,旁波瓣抑制圖示,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,應(yīng)答信號(hào)混疊問(wèn)題 在詢問(wèn)信號(hào)作用范圍內(nèi)的飛機(jī)，會(huì)對(duì)詢問(wèn)信號(hào)做出近似同步的應(yīng)答，在顯示上造成應(yīng)答信號(hào)混疊 原因：詢問(wèn)應(yīng)答信號(hào)過(guò)于簡(jiǎn)單；未指明對(duì)哪架飛機(jī)詢問(wèn) S（選擇）模式二次雷達(dá)有效地解決該問(wèn)題,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,在一般二次雷達(dá)的應(yīng)答信號(hào)中，可以容納的飛機(jī)標(biāo)識(shí)號(hào)最多為212=4096。S-SSR的詢問(wèn)信號(hào)格式： 在詢問(wèn)脈沖對(duì)之后，有

6、一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度為15或29s的數(shù)據(jù)塊，相應(yīng)的包含56比特或112比特，24比特用來(lái)表示飛機(jī)標(biāo)識(shí)號(hào)，可以容納的飛機(jī)數(shù)為224=16777216（1677萬(wàn)）。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)管制的發(fā)展 盡管A/C模式二次雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)使雷達(dá)管制員能知道飛機(jī)的代號(hào)和高度，但是對(duì)于飛機(jī)的飛行計(jì)劃依然要依靠飛行進(jìn)程單來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種雷達(dá)管制為半雷達(dá)管制，在20世紀(jì)70年代后二次雷達(dá)系統(tǒng)使用了計(jì)算機(jī)，才實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。 20世紀(jì)70年代初計(jì)算機(jī)技術(shù)和雷達(dá)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化的雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)把一次雷達(dá)和二次雷達(dá)數(shù)據(jù)都輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)接收三個(gè)方面來(lái)的數(shù)據(jù)，分別為一次雷達(dá)信息、二次雷達(dá)信息、航管中心輸入的飛行計(jì)劃

7、。管制員可以在雷達(dá)屏幕上得到飛機(jī)全部有關(guān)數(shù)據(jù)。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,對(duì)一個(gè)管制中心的管制空域，一般多部雷達(dá)才能覆蓋該空域，一個(gè)飛行目標(biāo)往往同時(shí)被幾部雷達(dá)所捕獲 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（RDP）和雷達(dá)前端處理器（RFP）可對(duì)多雷達(dá)航跡環(huán)境進(jìn)行處理： 處理輸入的雷達(dá)數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè)輸入線路的質(zhì)量 從C模式獲取高度航跡 多雷達(dá)航跡的融合處理 告警功能（沖突、最低安全高度、危險(xiǎn)區(qū)等） 航跡與飛行計(jì)劃集成,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的識(shí)別 一次雷達(dá)：飛機(jī)起飛離場(chǎng)后雷達(dá)就開(kāi)始跟蹤，駕駛員通過(guò)指定點(diǎn)時(shí)報(bào)告位置，管制員在屏幕上核對(duì)通過(guò)該地點(diǎn)的亮點(diǎn)；指定飛機(jī)按一定航向飛行，通過(guò)屏

8、幕上亮點(diǎn)移動(dòng)的軌跡來(lái)識(shí)別飛機(jī)。 二次雷達(dá)：駕駛員使用特別位置識(shí)別脈沖，即應(yīng)答機(jī)在A模式的回答編碼后435s發(fā)出一個(gè)脈沖，該脈沖使地面站屏幕上的亮點(diǎn)變寬，以區(qū)別于屏幕上的其他亮點(diǎn)，從而識(shí)別飛機(jī)；駕駛員把應(yīng)答機(jī)間斷地開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，這樣屏幕上相應(yīng)的亮點(diǎn)會(huì)時(shí)有時(shí)無(wú)，從而識(shí)別飛機(jī)。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交 當(dāng)一架飛機(jī)進(jìn)入一個(gè)管制員的控制范圍并被識(shí)別后，該范圍的管制員要負(fù)責(zé)該飛機(jī)的安全間隔和管制引導(dǎo)，當(dāng)飛機(jī)要飛出這個(gè)范圍時(shí)，該管制員要把這架飛機(jī)的識(shí)別號(hào)和管制權(quán)移交給下一個(gè)管制員。 目標(biāo)的移交是按照嚴(yán)格的程序并在兩個(gè)管制員意見(jiàn)一致時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行。移交過(guò)程中，當(dāng)前管制區(qū)中的管制員稱為發(fā)送

9、方，下一個(gè)范圍的管制員稱為接收方。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交 發(fā)送方要求： 如果沒(méi)有接收方的認(rèn)證或許可，飛行器不能穿過(guò)兩個(gè)扇區(qū)之間的邊界； 飛行器在穿過(guò)邊界之前，必須要收到接收方管制員的同意； 通信的移交必須在飛行器穿過(guò)邊界前完成； 任何由接收方規(guī)定的限制都必須遵守。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交 接收方要求： 任何關(guān)于飛行器的限制都必須通知給發(fā)送方管制員； 接收方管制員只有在飛行器已經(jīng)穿過(guò)邊界后，才可以改變其高度、航向、速度或應(yīng)答編碼； 若飛行器在穿過(guò)邊界前，接收方必須使其改變航線或高度，那么只有接收方收到發(fā)送方的許可才可將指示發(fā)送給飛行員。,

10、5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交 目標(biāo)的移交分為Hand Off和Point Out。 Hand Off：如果一個(gè)飛行器要進(jìn)入接收方管制員負(fù)責(zé)的空域，那么發(fā)送方管制員不但要將飛行器的雷達(dá)標(biāo)識(shí)傳送給接收方，而且同時(shí)也要求把它與飛行器的通信進(jìn)行移交。 Point Out：飛行器和發(fā)送方管制員的通信不被移交，主要適用于飛行器在短時(shí)間內(nèi)穿過(guò)多個(gè)扇區(qū)邊界。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交例子 飛機(jī)穿過(guò)扇區(qū)A、B、C。由于飛機(jī)經(jīng)過(guò)B扇區(qū)時(shí)間非常短，因此發(fā)送方管制員（扇區(qū)A）將飛機(jī)移交給扇區(qū)B的管制員時(shí)所選擇的方式是Point Out，同時(shí)與扇區(qū)C的管制員進(jìn)行移交方式為

11、Hand Off。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制,雷達(dá)間隔 利用雷達(dá)，管制員可以“看”到飛機(jī)，因而可以把間隔的距離縮小，提高空域的利用率。 雷達(dá)識(shí)別飛機(jī)后，雷達(dá)管制可以把兩架飛機(jī)之間縱向間隔縮短到35海里。離雷達(dá)站近（40海里之內(nèi)）的飛機(jī)可以把最小間隔降到3海里，而40海里之外的飛機(jī)縱向最小間隔則為5海里。此外在一架大飛機(jī)之后飛行的小飛機(jī)，為了避開(kāi)前一架飛機(jī)的尾流，最小縱向間隔應(yīng)加大到5海里以上。 使用雷達(dá)時(shí)，橫向間隔標(biāo)準(zhǔn)的最低標(biāo)準(zhǔn)和縱向間隔相同，但橫向間隔沒(méi)有尾流影響的問(wèn)題。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)間隔 對(duì)于離場(chǎng)時(shí)的初始間隔，如果兩架飛機(jī)相繼從同一跑道上起飛離場(chǎng)，雷達(dá)管制

12、情況下，如果兩架飛機(jī)的航線在起飛之后有15以上的偏離角，它們之間的最小間隔可以降到1海里。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)間隔 如果兩架飛機(jī)同時(shí)從兩條不相交的跑道上起飛離場(chǎng)，并且跑道之間以及飛機(jī)的航線之間都至少有15的偏離角，那么可以不要求飛行間隔。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)間隔 如果兩條跑道相交，但其偏離角至少為15而且飛機(jī)起飛后航線之間的偏離角也至少為15，那么當(dāng)領(lǐng)航的飛機(jī)穿過(guò)交叉點(diǎn)后就可以對(duì)后面的飛機(jī)放行。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)間隔 如果飛機(jī)運(yùn)行在平行的跑道上，跑道相距至少2500英尺，并且飛機(jī)起飛后的航線有一定的偏離，那么可以讓它們同時(shí)離場(chǎng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通

13、管制,雷達(dá)協(xié)助導(dǎo)航 管制員可使用雷達(dá)導(dǎo)航，主要用于飛機(jī)在進(jìn)近前截獲進(jìn)近航道并使用雷達(dá)進(jìn)近代替儀表進(jìn)近。 雷達(dá)管制員在屏幕上能了解整個(gè)空域情況，可以引導(dǎo)飛機(jī)不按程序管制的既定航線飛行，由管制員指示飛機(jī)改變航向，引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近。 優(yōu)點(diǎn)：飛機(jī)可由管制員引導(dǎo)直接進(jìn)入進(jìn)近航線，節(jié)省大量的等待時(shí)間和燃油。管制員還可以引導(dǎo)飛機(jī)繞開(kāi)擁擠空域，使飛機(jī)不需要在等待空域航線中飛行。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制,雷達(dá)交通信息 管制員向駕駛員提供本機(jī)和其他飛機(jī)的相對(duì)位置信息，從而消除潛在的相撞事故，稱為交通建議。 管制員按如下原則來(lái)組織交通建議：利用相對(duì)于飛機(jī)地面軌跡的鐘表盤(pán)表示其他飛機(jī)的位置，飛機(jī)之間

14、的距離用海里表示，鐘表盤(pán)也表示其他飛機(jī)當(dāng)前飛行的方向。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,雷達(dá)交通信息例子 管制員通知東方211飛機(jī)：12點(diǎn)方向，3海里，型號(hào)不明飛機(jī)向東飛；1點(diǎn)方向，2海里，公務(wù)機(jī)Lear飛機(jī)向西飛，高度12000英尺；9點(diǎn)方向，5海里，軍用機(jī)向南飛，高度6000英尺。 駕駛員得到信息后，有足夠時(shí)間判斷和避免可能發(fā)生的事故 隨著二次雷達(dá)的計(jì)算機(jī)化，有些雷達(dá)系統(tǒng)裝有防撞警告軟件，可把兩架飛機(jī)預(yù)計(jì)的航線畫(huà)出來(lái)，如果在航線交叉時(shí)垂直、縱向、橫向間隔不夠，軟件會(huì)自動(dòng)向管制員發(fā)出告警，管制員及時(shí)通知駕駛員處理。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制,最小安全高度警告 對(duì)于裝有C模式應(yīng)答機(jī)可

15、以報(bào)告飛行高度的飛機(jī)，可隨時(shí)收到它的高度信息。 計(jì)算機(jī)把管制空域內(nèi)的地面地形和障礙物高度存入計(jì)算機(jī)，軟件不斷比較飛機(jī)的高度和地面地形及障礙物高度，一旦高度差小于150米，則發(fā)出警告，并在出現(xiàn)“LOW ALT”（高度太低）字樣，管制員通知駕駛員，避免飛機(jī)因高度太低產(chǎn)生的觸地事故。,5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理,總結(jié) 利用雷達(dá)監(jiān)視飛機(jī)，管制員可以有效地指揮、調(diào)配飛機(jī)，確保飛行安全。 在新航行系統(tǒng)的監(jiān)視部分中，推薦使用A/C模式或S模式的二次監(jiān)視雷達(dá)用作終端區(qū)和高密度陸地空域的監(jiān)視。,第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理 5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS

16、是ICAO在新航行系統(tǒng)中所推薦的一種新興的監(jiān)視技術(shù)。自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，指機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的導(dǎo)航信息，通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或甚高頻空地?cái)?shù)據(jù)鏈，自動(dòng)實(shí)時(shí)地發(fā)送到地面接收和處理系統(tǒng)，然后通過(guò)偽雷達(dá)畫(huà)面，供有關(guān)人員監(jiān)視飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。 可應(yīng)用于航路、終端區(qū)和場(chǎng)面監(jiān)視等部門(mén)，成為現(xiàn)有的雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)以及機(jī)載避撞系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。同時(shí)，由于它還使用了衛(wèi)星鏈路，可應(yīng)用于海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)，改善現(xiàn)有監(jiān)視條件下這些地區(qū)監(jiān)視手段不足的情況。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS系統(tǒng)原理 核心是把來(lái)自機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)位置數(shù)據(jù)通過(guò)地空數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)傳送到地面交通管制部門(mén)。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。 ADS數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)

17、現(xiàn)，其中至少包括識(shí)別標(biāo)志和四維位置信息，還能提供附加數(shù)據(jù)，如飛行趨向、飛行速度、氣象等信息。 ADS空地之間的通信合同分為周期性合同和事件合同兩種形式。周期性合同按固定報(bào)告時(shí)間間隔提供ADS報(bào)告。事件合同包括地理事件、偏離事件和變化事件，當(dāng)某一事件發(fā)生時(shí)，飛機(jī)按照合同發(fā)送ADS報(bào)告。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS概述 ADS信息以報(bào)文的形式通過(guò)空地?cái)?shù)據(jù)鏈傳到地面ATC中心，最終用戶是交通管制員。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,典型的ADS系統(tǒng)由ADS信源、傳輸信道和信息處理及應(yīng)用顯示三個(gè)模塊組成 ADS信源包括各種機(jī)載導(dǎo)航傳感器和接收機(jī)以及大氣數(shù)據(jù)傳感器。 ADS的傳輸

18、信道包括：衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈、甚高頻數(shù)據(jù)鏈和S模式二次雷達(dá)數(shù)據(jù)鏈。 ADS信息的接收處理和應(yīng)用顯示包括地面的通信終端和顯示終端兩部分。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,定位與應(yīng)用范圍：ADS與話音通信相比減小了飛行間隔，增加了空域容量，但其飛行間隔仍然大于雷達(dá)管制所需的飛行間隔，所以ADS在進(jìn)近和終端區(qū)以及一些流量較大的航路上仍然不能取代雷達(dá)管制，只能是雷達(dá)管制的輔助手段，并且主要運(yùn)用于邊遠(yuǎn)及海洋地區(qū)空域的監(jiān)視。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS的功能包括： 通過(guò)對(duì)雷達(dá)覆蓋區(qū)以外的飛機(jī)提供ADS監(jiān)視手段來(lái)加強(qiáng)飛行安全； 及時(shí)檢測(cè)到航路點(diǎn)引入差錯(cuò)和ATC環(huán)路差錯(cuò)； 對(duì)當(dāng)前飛行計(jì)劃進(jìn)行符

19、合性監(jiān)督和偏離檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)對(duì)放行航跡的偏離情況； 管制員可以根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)提出相應(yīng)修正措施； 結(jié)合ADS和改進(jìn)了的監(jiān)視、通信、ATC數(shù)據(jù)處理和顯示能力，可以縮減飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)； 提高戰(zhàn)術(shù)處理能力，使空域利用更為靈活； 加強(qiáng)了沖突檢測(cè)和解脫能力； 在緊急情況下及時(shí)得到飛機(jī)精確的位置信息和通知。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS的局限性： 機(jī)上信息處理需要時(shí)間，從數(shù)據(jù)采集到發(fā)送至少需64毫秒； 通信滯后，報(bào)文從飛機(jī)傳送到地面約需4560毫秒； 相關(guān)監(jiān)視，依賴飛機(jī)報(bào)告，完全依賴機(jī)載導(dǎo)航信息源； 要求使用相同的基準(zhǔn)，即GNSS的基準(zhǔn)時(shí)間和WGS-84的坐標(biāo)系統(tǒng)，否則精度變差； 設(shè)備

20、安裝的過(guò)渡期內(nèi)，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)載設(shè)備混亂的情況。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理基本概念 ADS應(yīng)用中，機(jī)載ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ADSF，地面ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為ADSP。啟動(dòng)ADS應(yīng)用后，地面系統(tǒng)根據(jù)管制需要發(fā)送位置報(bào)告命令，稱為合同，飛機(jī)根據(jù)合同要求向相應(yīng)的地面系統(tǒng)下發(fā)位置信息。 ADSF支持三種ADS基本合同： 周期合同（Periodic Contract） 事件合同（Event Contract） 請(qǐng)求合同（Demand Contract）,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 ADS的連接 ADS應(yīng)用程序之間的端到端通信，是地面系統(tǒng)請(qǐng)求與進(jìn)入系統(tǒng)的飛

21、機(jī)建立ADS合同的結(jié)果，一個(gè)地面ADS系統(tǒng)一次只能和某個(gè)ADSF建立一個(gè)連接，分為連接建立和拒絕連接兩種情況。 由地面系統(tǒng)發(fā)送連接請(qǐng)求，ADSF根據(jù)機(jī)載系統(tǒng)的能力返回確認(rèn)信息。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 ADS的連接 ADS連接建立時(shí)應(yīng)滿足： ADSF應(yīng)該可以同四個(gè)ADSP以優(yōu)先級(jí)3建立連接； 每個(gè)連接都可支持一個(gè)周期合同，一個(gè)事件合同或一個(gè)周期合同和一個(gè)事件合同； 某個(gè)連接上的請(qǐng)求不應(yīng)影響其他連接上的請(qǐng)求。 出現(xiàn)如下情況時(shí)，地面ADS系統(tǒng)將拒絕連接： 當(dāng)ADSF應(yīng)用程序收到一個(gè)傳輸優(yōu)先級(jí)不是3的服務(wù)請(qǐng)求時(shí)； 當(dāng)ADSF已經(jīng)建立了四個(gè)ATS ADSP連接之后

22、又收到服務(wù)請(qǐng)求時(shí)。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 上行鏈路的處理 ADSF可以同時(shí)處理單個(gè)上行鏈路上的多個(gè)不同類型請(qǐng)求 如果在解釋請(qǐng)求的過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，該請(qǐng)求被認(rèn)為是無(wú)效的，ADSF將返回一個(gè)NA報(bào)文 當(dāng)一個(gè)連接連續(xù)收到三個(gè)NA報(bào)文時(shí)，ADSF就會(huì)取消這個(gè)連接上的所有合同并終止該連接 當(dāng)ADSF收到一個(gè)已定義的數(shù)據(jù)組或事件標(biāo)簽而無(wú)法得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或功能時(shí)，ADSF會(huì)返回NCN并忽略相應(yīng)的數(shù)據(jù)段 當(dāng)ADSF收到一個(gè)未定義的請(qǐng)求時(shí)，ADSF會(huì)返回NCN并忽略以后的所有數(shù)據(jù)段,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 周期合同 最基本的ADS合同

23、，要求飛機(jī)向地面系統(tǒng)周期發(fā)送特定的位置信息。周期合同請(qǐng)求報(bào)文中包含了下發(fā)周期和下發(fā)內(nèi)容要求，飛機(jī)根據(jù)合同內(nèi)容完成報(bào)文下發(fā) 緊急周期合同是周期合同的一種，緊急周期合同是由飛機(jī)自動(dòng)進(jìn)入的狀態(tài)，地面ADS系統(tǒng)無(wú)法命令飛機(jī)進(jìn)入或取消緊急合同狀態(tài)，只能要求飛機(jī)更改緊急位置報(bào)告的內(nèi)容和發(fā)送頻率,MSB最高位 LSB最低位 SFScaling Factor 尺度因子,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS ）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 ADS周期合同請(qǐng)求報(bào)文組成必須滿足： 周期合同請(qǐng)求由請(qǐng)求標(biāo)示、合同請(qǐng)求號(hào)和可選數(shù)據(jù)組成。 報(bào)告率字節(jié)定義了數(shù)據(jù)下發(fā)的頻率。 報(bào)告率采用如下算法：報(bào)告時(shí)間間隔 =（1+RATE） SF

24、，SF是位于第七和第八字節(jié)的尺度因數(shù)，RATE是第六到第一字節(jié)的數(shù)值。 ADSF支持在一條連接上能夠達(dá)到4秒一次或者更少的報(bào)告間隔。 每個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)組由分組標(biāo)志號(hào)和分組內(nèi)容組成，標(biāo)志號(hào)表明該分組的請(qǐng)求內(nèi)容，比如16號(hào)為氣象信息分組，如果請(qǐng)求報(bào)文包括該分組，則要求飛機(jī)定時(shí)發(fā)送氣象信息。 周期合同一旦建立起來(lái)就一直有效，直到合同被取消或者修改。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 事件合同請(qǐng)求 事件合同就是要求當(dāng)飛機(jī)處于某種狀態(tài)時(shí)（即觸發(fā)某種事件時(shí)）發(fā)送位置報(bào)告的合同 事件位置報(bào)告有多種觸發(fā)條件，觸發(fā)條件在請(qǐng)求報(bào)告中都是以字節(jié)的形式表示的。與周期合同相似，每一種事件的請(qǐng)求數(shù)據(jù)

25、分組由標(biāo)識(shí)號(hào)和內(nèi)容組成，不同的是在周期合同中內(nèi)容為報(bào)告頻率，而在事件合同中內(nèi)容為各個(gè)事件觸發(fā)的參數(shù)閾值,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 事件合同請(qǐng)求滿足 ： 事件合同請(qǐng)求由請(qǐng)求標(biāo)示、合同請(qǐng)求號(hào)和可選數(shù)據(jù)組成。 可選數(shù)據(jù)定義了產(chǎn)生事件報(bào)告的事件。 當(dāng)由于飛行計(jì)劃變更或者其他原因造成下一航路點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，由航路改變事件觸發(fā)。 事件合同只有在被取消或者所有事件已經(jīng)完成的情況下結(jié)束。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 取消合同 通過(guò)發(fā)送取消合同請(qǐng)求而終止運(yùn)行 當(dāng)ADSF收到一個(gè)取消合同請(qǐng)求時(shí)，如果該請(qǐng)求所帶的合同請(qǐng)求號(hào)與這個(gè)連接上的某個(gè)活動(dòng)合同的合

26、同請(qǐng)求號(hào)相匹配，這個(gè)合同將被取消，并且ADSF下發(fā)相應(yīng)取消合同請(qǐng)求的ACK。如果ADSF收到一個(gè)不匹配的取消合同請(qǐng)求，則返回一個(gè)NA報(bào)文。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 ADS位置報(bào) 包括基本報(bào)告數(shù)據(jù)、航班號(hào)數(shù)據(jù)、飛機(jī)識(shí)別號(hào)數(shù)據(jù)、地面參考數(shù)據(jù)、空中參考數(shù)據(jù)、預(yù)計(jì)航路數(shù)據(jù)、飛機(jī)意向數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)等,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS合同管理關(guān)鍵要素 ADS位置報(bào) 基本報(bào)告數(shù)據(jù)和固定意向數(shù)據(jù)分組組成。每一個(gè)位置報(bào)中都包含基本報(bào)告數(shù)據(jù)，位于位置報(bào)告頭部，其第一字節(jié)是一個(gè)標(biāo)簽，表明該報(bào)文響應(yīng)合同種類。標(biāo)簽之后是基本的ADS信息，包括經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間和精度等。,

27、5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 位置報(bào)文 計(jì)劃位置報(bào)文 如果地面自動(dòng)化系統(tǒng)可從ADS報(bào)文中提取位置信息和評(píng)估數(shù)據(jù)并更新飛行剖面，則當(dāng)ADS報(bào)文在飛行進(jìn)程中指示成功時(shí)，就不會(huì)要求通過(guò)CPDLC或語(yǔ)音發(fā)送計(jì)劃位置報(bào)文。 如果在一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到ADS報(bào)文，ATS設(shè)備將會(huì)對(duì)被監(jiān)視的飛機(jī)初始化一個(gè)命令合同或與其建立一個(gè)新的周期合同。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 位置報(bào)文 飛機(jī)在偏移時(shí)的航向選擇模式 如果飛機(jī)處于航向選擇模式并正在處理不使用飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC）偏移，則飛機(jī)發(fā)送的預(yù)測(cè)航路信息可能出錯(cuò)。 如果飛機(jī)處于航向選擇模式，預(yù)定航路信息

28、將指示飛機(jī)正在飛往FMC飛行計(jì)劃中包含的下一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 如果一架在偏移時(shí)處于航向選擇模式的飛機(jī)側(cè)向錯(cuò)過(guò)一個(gè)途中關(guān)鍵點(diǎn)，飛行員必須對(duì)FMC重新編程以確保對(duì)后續(xù)關(guān)鍵點(diǎn)排序。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 位置報(bào)文 應(yīng)用FMC的偏移 當(dāng)應(yīng)用FMC處理偏移時(shí)，波音和空中客車的飛機(jī)將按如下方式發(fā)送預(yù)定航路信息： A330A340 / A319A320A32 ：對(duì)于受FMC管理的空中客車飛機(jī)，如果正在偏移航路上飛行，那么預(yù)定航路信息將沿著偏移航路。 B747400 / B777 ：對(duì)于受FMC管理的波音飛機(jī)，如果正在偏移航路上飛行，那么預(yù)定信息將總是指向下一個(gè)FMC關(guān)鍵點(diǎn)，而

29、預(yù)測(cè)航路將沿著偏移航路。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) ADS連接管理 ADS連接是地面系統(tǒng)請(qǐng)求與進(jìn)入系統(tǒng)的飛機(jī)建立ADS合同的結(jié)果，只有當(dāng)一架飛機(jī)成功注冊(cè)到AFN后，才能在空地間建立ADS合同。 地面系統(tǒng)建立ADS合同不需現(xiàn)行管制部門(mén)將特定設(shè)備的地址轉(zhuǎn)發(fā)給飛機(jī)。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)管制移交的協(xié)調(diào) 協(xié)調(diào)數(shù)據(jù) 當(dāng)在距離邊界局部統(tǒng)一參數(shù)范圍內(nèi)時(shí)，如果與管制移交相關(guān)的協(xié)調(diào)信息和關(guān)于飛機(jī)的ADS信息不同（例如，顯示飛行水平與協(xié)調(diào)后的飛行水平不同），那么接收管制員必須與移交管制員校驗(yàn)協(xié)調(diào)信息。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,

30、ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)管制移交的協(xié)調(diào) 特殊CPDLC連接 一部分系統(tǒng)不能處理不進(jìn)入其FIR的飛行，另一部分會(huì)在接受飛機(jī)AFN注冊(cè)時(shí)自動(dòng)建立CPDLC和ADS連接。 對(duì)于后者，當(dāng)其作為臨近FIR，為了監(jiān)視接近邊界的飛機(jī)而進(jìn)行連接時(shí)，飛機(jī)會(huì)拒絕CPDLC連接請(qǐng)求。 如果處于臨近FIR的管制員本來(lái)只希望建立ADS連接，卻意識(shí)到CPDLC連接也被建立，該管制員會(huì)斷開(kāi)CPDLC連接并與管制機(jī)構(gòu)進(jìn)行校正。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)管制移交的協(xié)調(diào) 高周期性報(bào)告速率 為防止出現(xiàn)要求飛機(jī)發(fā)送報(bào)文的速率大于允許發(fā)送速率的情況，只有當(dāng)前管制飛機(jī)的ATS機(jī)構(gòu)可以初始化一個(gè)與此

31、飛機(jī)間的高周期性報(bào)告速率。 任何相鄰的或下一個(gè)ATS機(jī)構(gòu)要請(qǐng)求一個(gè)與此飛機(jī)間的高報(bào)告速率（5分鐘或更短）都必須在提高周期性報(bào)告速率以前與現(xiàn)行管制機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) ADS系統(tǒng)停止 當(dāng)ADS系統(tǒng)地面部分發(fā)生計(jì)劃停止時(shí)，在停止期間將會(huì)發(fā)出一個(gè)NOTAM通知所有受影響的部分。在此期間，會(huì)通過(guò)CPDLC或話音要求位置報(bào)告。 在地面系統(tǒng)發(fā)生意外ADS停止時(shí)，相關(guān)ATS提供者將會(huì)向以下部門(mén)發(fā)出通知： 所有受影響的飛機(jī)并建議它們發(fā)出位置報(bào)告； 如果仍可獲得CPDLC服務(wù)，一個(gè)自由CPDLC報(bào)文將會(huì)被發(fā)送給飛行員； 通過(guò)直接協(xié)調(diào)通知相鄰的ATS單元; 通

32、過(guò)發(fā)送NOTAM通知所有相關(guān)部門(mén)。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) 緊急措施 當(dāng)收到ADS緊急報(bào)文時(shí)，管制該飛機(jī)的管制員將通過(guò)發(fā)送一個(gè)自由CPDLC報(bào)文或與飛機(jī)間的話音通信確認(rèn)此緊急情況。 管制員 ：ROGER MAYDAY 管制員 ：ROGER PAN 在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，只有對(duì)飛行具有現(xiàn)行管制權(quán)的管制員才可以請(qǐng)求提高周期性報(bào)文發(fā)送速率。 當(dāng)對(duì)飛機(jī)沒(méi)有管制權(quán)的管制員收到ADS緊急報(bào)文時(shí)，應(yīng)該與當(dāng)前管制機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)以確定緊急報(bào)文已收到。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,由機(jī)載航空電子設(shè)備、RGS、地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、NMDPS和各用戶子系統(tǒng)構(gòu)成。 信息源是機(jī)載ACARS系

33、統(tǒng)，信息傳輸通道是甚高頻數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，信息處理系統(tǒng)采用CNS/ATM工作站。,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng),5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng) 機(jī)載ACARS設(shè)備作為數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的空中節(jié)點(diǎn)，是指生成各種與飛行參數(shù)有關(guān)的報(bào)文和可接收地面報(bào)文的機(jī)載設(shè)備 主要功能：將機(jī)載系統(tǒng)采集的各種飛行參數(shù)信息通過(guò)空地?cái)?shù)據(jù)鏈路發(fā)到地面RGS站，并接收地面網(wǎng)中通過(guò)RGS站轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的信息。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng) 遠(yuǎn)端地面站（RGS）是甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的地面節(jié)點(diǎn)，用于飛機(jī)與地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的連接，并可實(shí)現(xiàn)地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)

34、通信。 主要包括：VHF收發(fā)電臺(tái)、單板計(jì)算機(jī)、對(duì)空數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、集成控制單元、與地面網(wǎng)相連的路由器、與地面網(wǎng)相連的調(diào)制解調(diào)器、GPS授時(shí)單元以及天線、UPS電源單元和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。 RGS站通過(guò)VHF接收機(jī)接收來(lái)自飛機(jī)的數(shù)據(jù)，RGS工作在半雙工方式，使用2400bps的數(shù)據(jù)傳輸速率，MSK調(diào)制方式發(fā)射或接收數(shù)據(jù)，采用CSMA協(xié)議。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng) 地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)作為甚高頻地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，為其提供地面通信線路，可準(zhǔn)確、快速地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上任意兩點(diǎn)間報(bào)文數(shù)據(jù)的傳輸與交換。它應(yīng)滿足一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到開(kāi)放系統(tǒng)互

35、聯(lián)的要求。 目前，中國(guó)民航的基于甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈的地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用民航的X.25分組交換網(wǎng)。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS）是甚高頻地空數(shù)據(jù)網(wǎng)的中心處理系統(tǒng)，由高性能服務(wù)器和一定數(shù)量的計(jì)算機(jī)組成，采用以太局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 與外部網(wǎng)絡(luò)的通信采用X.25通信協(xié)議，并與全國(guó)范圍的RGS站LAN構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)（WAN）。 主要功能包括：RGS站的控制和監(jiān)測(cè)、信息的處理、信息的尋址及路由選擇、RF信道的分配、系統(tǒng)的管理、定期報(bào)告和警告、日志和記帳、系統(tǒng)定時(shí)、系統(tǒng)配置參數(shù)的設(shè)定、輸入輸出通

36、信、通信管理。,5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）,中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng) 用戶子系統(tǒng)主要分為AOC和ATC。通過(guò)用戶子系統(tǒng)的終端，地面管制員、簽派員可以直接看到與之相關(guān)的飛機(jī)數(shù)據(jù)。 通過(guò)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)提供的信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)下行鏈路數(shù)據(jù)的分發(fā)與處理，并可由地面向飛行機(jī)組發(fā)送修改的飛行計(jì)劃、各類應(yīng)急指令以及飛行氣象報(bào)等信息，實(shí)現(xiàn)用戶與飛行機(jī)組的上行鏈路數(shù)據(jù)通信。,思考題 1.在工作方式上，二次雷達(dá)與一次雷達(dá)有什 么不同，各有哪些特點(diǎn)？ 2.簡(jiǎn)述ADS系統(tǒng)的概念、組成及其特點(diǎn)。 3.簡(jiǎn)述基于VHF數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)的組成。 對(duì)基于ADS的ATC系統(tǒng)有哪些基本要求？ 4.ADSF支持幾種AD

37、S基本合同？并對(duì)其中一 種作解釋。,第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.1 雷達(dá)監(jiān)視原理 5.2 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS） 5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）,第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,融合處理意義 ADS原理：來(lái)自機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)位置數(shù)據(jù)通過(guò)地空數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)傳送到地面交通管制部門(mén)。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。 在傳送的各個(gè)環(huán)節(jié)中不可避免地會(huì)加入誤差和干擾，引起報(bào)文的丟失和錯(cuò)誤。 通過(guò)ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合，充分利用所能得到的信息，彌補(bǔ)單一傳感器的

38、不足，提高系統(tǒng)性能。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS信息處理（航跡處理） 航跡起始 收到一個(gè)ADS報(bào)文，將其呼號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄比較，如有該飛機(jī)記錄，已有航跡；如沒(méi)有，則為該飛機(jī)建立航線記錄，并認(rèn)為該點(diǎn)是新航跡起點(diǎn)。 航跡濾波 利用算法對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪蕴岣呶恢脭?shù)據(jù)精度，對(duì)于丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)預(yù)測(cè)。包括推航法、濾波法。主要介紹濾波法，尤其是卡爾曼濾波。 航跡終止 足夠長(zhǎng)時(shí)間未收到某已有記錄飛機(jī)的位置報(bào)告，則認(rèn)為該航跡不可靠，給予報(bào)警；如經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間仍未收到，則認(rèn)為航跡已終止，清除其記錄。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 卡爾曼濾波算法原理 線性無(wú)偏遞

39、推式濾波，建立在系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和觀測(cè)模型都是線性并且加速度服從零均值白色高斯分布的基礎(chǔ)上。 飛機(jī)在飛行過(guò)程中一般沿預(yù)訂航線飛行，以巡航速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，但也可能出現(xiàn)某些機(jī)動(dòng)，如緩慢轉(zhuǎn)彎、機(jī)動(dòng)回避其他飛機(jī)或障礙物、遇到陣風(fēng)或大氣湍流等，引入飛機(jī)加速度。當(dāng)飛機(jī)作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度常被看作是隨機(jī)擾動(dòng)輸入，并假設(shè)認(rèn)為服從零均值白色高斯分布。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 卡爾曼濾波算法原理,卡爾曼濾波器具有預(yù)測(cè)修正結(jié)構(gòu)，濾波的方程組是時(shí)間域內(nèi)的遞推形式，易于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，適合實(shí)時(shí)處理。 對(duì)于實(shí)際目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，假設(shè)其加速度為非零均值時(shí)間相關(guān)有色噪聲比假設(shè)為白噪聲更切

40、合實(shí)際，此時(shí)就要考慮加速度的分布特性，建立新模型?？陀^上要求加速度分布函數(shù)應(yīng)盡可能的描述目標(biāo)機(jī)動(dòng)的實(shí)際情況。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 卡爾曼濾波算法原理 加速度分布的兩種模型 Singer模型 ：考慮了目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)的各種可能性，認(rèn)為加速度是均勻分布的，建立了一種適合任何情況和任何類型目標(biāo)的機(jī)動(dòng)模型。 “當(dāng)前”模型 ：對(duì)于飛機(jī)的飛行活動(dòng)，其機(jī)動(dòng)加速度的取值是有限的，目標(biāo)在“當(dāng)前”時(shí)刻下一時(shí)刻，其機(jī)動(dòng)加速度取值有限，且只能在“當(dāng)前”加速度周圍，即認(rèn)為加速度是非零均值時(shí)間相關(guān)的，均值為“當(dāng)前”加速度。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 測(cè)

41、量系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 跟蹤濾波器受探測(cè)器提供的量測(cè)模型和被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型影響。 機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的GPS設(shè)備提供WGS-84坐標(biāo)系中的定位信息，一般以大地坐標(biāo)（緯度B，經(jīng)度L，高度H）形式給出。而卡爾曼濾波要求系統(tǒng)目標(biāo)的動(dòng)力學(xué)模型和觀測(cè)模型都是線性，需要將WGS-84大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為協(xié)議地球坐標(biāo)系（X，Y，Z）。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 飛機(jī)飛行的C-V (Constant-Velocity)模型 C-V模型的狀態(tài)方程中，加速度看作具有隨機(jī)特性的擾動(dòng)輸入，其隨機(jī)性不可預(yù)測(cè)。 建立觀測(cè)方程，首先假設(shè)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)模型和觀測(cè)傳感器都是線性的，且過(guò)程噪聲和觀測(cè)噪聲是相互獨(dú)立

42、的高斯白噪聲。,狀態(tài)方程 觀測(cè)方程,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 飛機(jī)飛行的C-V模型 民航客機(jī)通常沿固定航線作勻速直線運(yùn)動(dòng)。目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)噪聲矩陣和策動(dòng)噪聲矩陣均可看做是常矩陣。 選取北京上海，北京廣州兩條航線為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 飛機(jī)飛行的C-V模型 航線規(guī)定的走向用直線表示，飛機(jī)發(fā)送位置數(shù)據(jù)的報(bào)告點(diǎn)用圓點(diǎn)表示，飛機(jī)基本沿預(yù)定航線飛行。 三角點(diǎn)是對(duì)航跡濾波的結(jié)果，看出基本與原始數(shù)據(jù)吻合。 方塊是假設(shè)沒(méi)有飛機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)航跡預(yù)測(cè)。可以看出第一步預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際點(diǎn)基本相符，往后發(fā)生誤差較大，尤其是當(dāng)飛機(jī)

43、的航線不是直線發(fā)生拐彎后，沒(méi)有新的觀測(cè)量對(duì)估計(jì)值修正，使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生更大偏差。 把加速度分量做為隨機(jī)干擾是引起該結(jié)果的主要原因。飛機(jī)實(shí)際飛行時(shí)是存在加速度的，在非直線飛行時(shí)，把加速度看作擾動(dòng)是不夠合理的。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 飛機(jī)飛行的“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型 對(duì)于飛機(jī)跟蹤系統(tǒng)，由于飛行高度仍然依靠高度表數(shù)據(jù)，而不依靠GPS數(shù)據(jù)，所以可以忽略高度分量。 在“當(dāng)前”局域內(nèi)可用“當(dāng)前”加速度預(yù)測(cè)代替加速度均值；同時(shí)從整個(gè)時(shí)間軸來(lái)看，隨機(jī)機(jī)動(dòng)加速度仍符合一階時(shí)間相關(guān)過(guò)程。由于在X向和Y向的兩組狀態(tài)變量觀測(cè)量分別獨(dú)立，因此可將X向、Y向的狀態(tài)變量分別進(jìn)行濾波處理。,5.

44、3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 自適應(yīng)算法 加速度的均值等于“當(dāng)前”時(shí)刻狀態(tài)估計(jì)的加速度分量預(yù)測(cè)值 在估計(jì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的同時(shí)，可以獲得機(jī)動(dòng)加速度均值，實(shí)現(xiàn)了加速度均值的自適應(yīng)濾波算法，從而實(shí)時(shí)地修正速度分布。,對(duì)于機(jī)動(dòng)飛行的“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型，其標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波方程：,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,航跡處理的卡爾曼濾波算法 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 數(shù)據(jù)取自1998年12月28日對(duì)國(guó)航B-2954飛機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤,曲線I峰值較高，是地面接收的 數(shù)據(jù)與機(jī)載設(shè)備記錄數(shù)據(jù)的差值 即噪聲； 曲線II峰值較低，是經(jīng)過(guò)卡爾曼 濾波后的數(shù)據(jù)與機(jī)載設(shè)備記錄數(shù) 據(jù)差值。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理

45、,目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì) 融合某一目標(biāo)的多個(gè)傳感器的觀測(cè)參數(shù)，產(chǎn)生較單一傳感器更精確、更完全的狀態(tài)估計(jì)。 狀態(tài)估計(jì)理論主要由物理模型、優(yōu)化準(zhǔn)則、優(yōu)化方法、處理方法等四個(gè)方面組成。 目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與跟蹤方面，融合系統(tǒng)分為3大類：集中式、分布式和混合式。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì) 集中式：將各傳感器結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都送至中央處理器進(jìn)行融合處理?？蓪?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合，數(shù)據(jù)處理精度高，解法靈活，但對(duì)處理器要求高，可靠性較低，數(shù)據(jù)量大，故難以實(shí)現(xiàn)。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì) 分布式：各傳感器利用自己的量測(cè)單獨(dú)跟蹤目標(biāo)，結(jié)果送至總站，總站

46、再將子站的估計(jì)合成為目標(biāo)的聯(lián)合估計(jì)。對(duì)通信帶寬需求低、計(jì)算速度快、可靠性和延續(xù)性好，但跟蹤精度沒(méi)有集中式高。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì) 混合式：以上兩種形式的組合,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,民航ATC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合 目前，民航ATC系統(tǒng)中包含多種類型的監(jiān)視傳感器，如一次、二次監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載應(yīng)答機(jī)等。多種傳感器得到的位置等信息通過(guò)信息融合就可以作出飛機(jī)的航跡估計(jì)、飛行趨向推理、飛行沖突監(jiān)測(cè)。 ADS報(bào)文數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)和位置報(bào)告是由導(dǎo)航系統(tǒng)提供的，GPS提供的數(shù)據(jù)一般要比雷達(dá)所測(cè)的速度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，通過(guò)對(duì)多傳感器的信息融合，可最大限度發(fā)揮多傳感器的優(yōu)點(diǎn)

47、和充分利用所能得到的信息，彌補(bǔ)單一傳感器的不足，提高系統(tǒng)性能。 通過(guò)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)和ADS數(shù)據(jù)的融合，在高密度終端區(qū)高精度的雷達(dá)位置數(shù)據(jù)和ADS附加數(shù)據(jù)中的地速和垂直速率來(lái)提高數(shù)據(jù)精度。通過(guò)綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)間斷的監(jiān)視，并且在高密度終端區(qū)提供必要的監(jiān)視精度。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型 ADS-SSR融合的級(jí)別分析 數(shù)據(jù)級(jí)融合 直接依靠從不同的傳感器獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)于來(lái)自基本相似傳感器的數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)級(jí)融合通常要求傳感器數(shù)據(jù)的精確對(duì)齊和較大的通信帶寬，ATC系統(tǒng)的基本需求。 特征級(jí)融合 ATC系統(tǒng)環(huán)境中利用了不同傳感器，在特征級(jí)融合中，將各自進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)

48、和特征提取處理的多個(gè)信息源所提供的矢量被融合成組合特征矢量。 決策級(jí)融合 ATC信息融合層次的頂層是決策級(jí)融合。此級(jí)別的融合結(jié)合了雷達(dá)數(shù)據(jù)、ADS數(shù)據(jù)的當(dāng)前信息和飛行計(jì)劃的先驗(yàn)知識(shí)，把它們合成最佳決策，并能更好地克服各個(gè)傳感器的不足之處。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型 融合模型 最初的SSR多是獨(dú)立工作的，未實(shí)施多雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)。各個(gè)SSR都有各自的跟蹤算法處理器。多SSR雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)后，各個(gè)SSR的本地航跡被傳送到ATC中心進(jìn)行SSR數(shù)據(jù)融合，從而產(chǎn)生多SSR航跡。 ADS報(bào)告通過(guò)衛(wèi)星或甚高頻數(shù)據(jù)鏈傳送至ADS信息處理機(jī)，提取飛機(jī)位置及附加信息，并生成ADS航跡。ADS

49、航跡與多SSR航跡在管制中心進(jìn)行ADS-SSR融合，產(chǎn)生ADS-SSR航跡。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型 融合模型 隨著新的SSR和地面高速通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，集中式處理逐漸成為系統(tǒng)建設(shè)追求的目標(biāo)。于是多SSR處理模式多選擇集中式。 多SSR雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)后，各個(gè)SSR被傳送到ATC中心進(jìn)行SSR數(shù)據(jù)融合，從而產(chǎn)生多SSR航跡。ADS航跡與多SSR航跡在管制中心進(jìn)行ADS-SSR融合，產(chǎn)生ADS-SSR航跡。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型 融合模型 ADS合同管理模塊對(duì)航跡數(shù)據(jù)、航跡精度數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理，根據(jù)實(shí)際情況產(chǎn)生對(duì)ADS合同的更改請(qǐng)

50、求，以保證跟蹤精度和跟蹤的優(yōu)先級(jí)管理；通過(guò)對(duì)飛行計(jì)劃符合度的檢查，產(chǎn)生短期沖突檢測(cè)報(bào)警等，從而輔助管制員通過(guò)CPDLC實(shí)施管制。 ADS屬于非獨(dú)立監(jiān)視，要依靠飛機(jī)自己生成和發(fā)送的ADS報(bào)告。航路上ADS航跡為主；而在終端區(qū)，以SSR航跡為主，ADS為輔。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（分布式）,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（集中式）,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型關(guān)鍵問(wèn)題 坐標(biāo)變換 各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)參考坐標(biāo)系不同，數(shù)據(jù)表示也不同，必須先把各數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一系統(tǒng)坐標(biāo)系下。 時(shí)間對(duì)齊 各類傳感器性能不同，通

51、信傳輸時(shí)延等因素影響傳感器的數(shù)據(jù)報(bào)告時(shí)刻，需要時(shí)間統(tǒng)一。 數(shù)據(jù)互聯(lián) 民航ATC系統(tǒng)所跟蹤的飛機(jī)是與地面協(xié)作的，飛機(jī)的ADS報(bào)告和SSR數(shù)據(jù)中的飛機(jī)標(biāo)識(shí)信息可以和地面的飛行計(jì)劃、管制移交等信息進(jìn)行互聯(lián)。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,多SSR目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì) 分為集中式和分布式 分布式融合算法將在多SSR航跡與ADS航跡融合時(shí)分析 多SSR的集中式融合處理公式：,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS目標(biāo)跟蹤 ADS信息編組 基于“當(dāng)前”模型的卡爾曼濾波跟蹤算法 目標(biāo)跟蹤詳細(xì)處理流程：,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR融合算法 在分布式系統(tǒng)中，各傳感器利用自己的量測(cè)單獨(dú)跟蹤

52、目標(biāo)，形成本地航跡，然后將估計(jì)結(jié)果送至ATC中心，ATC中心再將傳感器的估計(jì)合成為目標(biāo)的聯(lián)合估計(jì)。 航跡關(guān)聯(lián)把來(lái)自每個(gè)傳感器的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最終把多傳感器數(shù)據(jù)合并為中心級(jí)航跡。目標(biāo)的狀態(tài)向量和目標(biāo)航跡的協(xié)方差數(shù)據(jù)計(jì)算公式：,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,ADS-SSR融合數(shù)字仿真 采用接近實(shí)際情況的模擬數(shù)據(jù)，進(jìn)行多SSR中心航跡與ADS航跡融合。 數(shù)字仿真模擬了3個(gè)SSR和1個(gè)ADS數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)更新周期T為6秒，周期性ADS合同的更新周期也為6秒。 縱坐標(biāo)為計(jì)算航跡與理想航跡的差值；橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間。圖中曲線I是經(jīng)過(guò)航跡融合得到的中心航跡與理想航跡的差值。曲線a、b、c、d分別是ADS

53、系統(tǒng)和3個(gè)SSR系統(tǒng)在航跡融合前的本地航跡與理想航跡的差值。,5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理,將衛(wèi)星用于ADS系統(tǒng)將允許地面系統(tǒng)獲得低緯度地區(qū)以及其他由于雷達(dá)的視距傳播而成為盲區(qū)的地區(qū)的監(jiān)視數(shù)據(jù)； 允許ATC系統(tǒng)向一架飛機(jī)索取機(jī)載數(shù)據(jù)，如計(jì)劃航線、速度等，這將提高地面對(duì)飛機(jī)的跟蹤能力，并且在保持較小的飛行間隔時(shí)保證所需的安全等級(jí)； 根據(jù)ATC的需要可改變ADS合同的更新速率，很方便地建立詢問(wèn)優(yōu)先級(jí)； 通過(guò)修改ADS的冗余度來(lái)提供最合適的可用性等級(jí)。ADS-SSR數(shù)據(jù)融合可以根據(jù)ATC的需求改變監(jiān)視的冗余度，并提供非常經(jīng)濟(jì)的方法。,第五章 空管監(jiān)視系統(tǒng),5.3 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 5.4

54、 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B含義 A自動(dòng)：不需要人工操作和地面的詢問(wèn)。 D相關(guān)：信息全部基于機(jī)載設(shè)備。 S監(jiān)視：提供位置和其它用于監(jiān)視的數(shù)據(jù)。 B廣播：不針對(duì)某特定用戶，而是周期性的廣播給任何一個(gè)有合適裝備的用戶。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B與二次雷達(dá)的對(duì)比,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B與ADS-C的對(duì)比,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 美國(guó) FAA從2000年開(kāi)始在阿拉斯加實(shí)施CAPSTONE項(xiàng)目，對(duì)ADS-B進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)估。該地區(qū)通用航空非常發(fā)達(dá) ，但地理

55、環(huán)境和氣象條件惡劣，不利于雷達(dá)站的建設(shè)。 大約180多架飛機(jī)由國(guó)家撥款加裝了基于UAT的ADS-B設(shè)備，2001年1月，F(xiàn)AA批準(zhǔn)在西阿拉斯加無(wú)雷達(dá)覆蓋區(qū)為加裝ADS-B設(shè)備的飛機(jī)提供“類雷達(dá)”服務(wù)。 截至2003年，阿拉斯加的飛行事故率降低了86%，死亡事故率降低了90%。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 美國(guó)- CAPSTONE項(xiàng)目 第一階段從2000年到2005年，為項(xiàng)目實(shí)施作前期準(zhǔn)備工作，并在Yukon/Kuskokwin地區(qū)做了小規(guī)模的試驗(yàn)。目前第一階段已經(jīng)基本結(jié)束。 第二階段從2003年開(kāi)始，在阿拉斯加?xùn)|南部對(duì)基于廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）的ADS-B技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)

56、，目前第二階段還在進(jìn)行中。 第三階段計(jì)劃從2006年開(kāi)始到2009年結(jié)束。第三階段計(jì)劃在全州推廣ADS-B技術(shù)。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 美國(guó) FAA在十年前對(duì)UPS公司提供資金支持對(duì)ADS-B的研究，已將ADS-B技術(shù)成功用于在路易斯維爾機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)面和終端區(qū)，并且有效增加機(jī)場(chǎng)的容量。 UPS通過(guò)在路易斯維爾機(jī)場(chǎng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)了連續(xù)下降進(jìn)近程序（CDA），可保證飛機(jī)可預(yù)測(cè)的、連續(xù)的到達(dá)跑道。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 歐洲 由EUROCONTROL牽頭開(kāi)展了一項(xiàng)名為CRISTAL的ADS-B試驗(yàn)。試驗(yàn)基于一個(gè)安裝在圖盧茲?rùn)C(jī)場(chǎng)的1090 ES

57、地面站，結(jié)果顯示ADS-B對(duì)200海里甚至250海里內(nèi)的飛機(jī)監(jiān)視效果良好。 歐洲由于雷達(dá)覆蓋比較完善，對(duì)ADS-B發(fā)展的態(tài)度并不十分積極，首先試驗(yàn)將ADS-B應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 澳大利亞高空空域項(xiàng)目（UAP） 簽訂了購(gòu)買28套ADS-B 1090 ES地面站的采購(gòu)合同并逐步進(jìn)行安裝布署，目標(biāo)是完成澳大利亞全境的ADS-B監(jiān)視覆蓋。計(jì)劃于2007年中期完成所有站點(diǎn)的安裝。 各航空公司自愿加改裝機(jī)載設(shè)備。 為FL300以上的飛機(jī)提供服務(wù)。 目前已在Billabong、Bundaburg、Woomera、Longreach、Esperance、B

58、ourke開(kāi)始或完成 ADS-B地面站的布設(shè)。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 中國(guó)中國(guó)民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗(yàn) 從2006年6月開(kāi)始，ADS-B系統(tǒng)已在飛院的綿陽(yáng)、廣漢、新津和遂寧四個(gè)分院進(jìn)行了安裝。現(xiàn)已完成4個(gè)分院地面站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安裝調(diào)試，同時(shí)完成了76架飛機(jī) UAT 機(jī)載設(shè)備的安裝。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀 中國(guó)ADS-B應(yīng)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程 目的：在我國(guó)西部試驗(yàn)ADS-B項(xiàng)目，對(duì)ADS-B系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。 概述：計(jì)劃在成都、九寨兩地各建設(shè)一個(gè)ADS-B地面站，同時(shí)在成都建設(shè)一套數(shù)據(jù)評(píng)估試驗(yàn)監(jiān)視系統(tǒng)，并且升級(jí)成都應(yīng)急自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行管制系

59、統(tǒng)性能的分析評(píng)估。另外還要將ADS-B數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)接入九寨自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行顯示，作為九寨監(jiān)視系統(tǒng)。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B支持的應(yīng)用 空空監(jiān)視：改善飛機(jī)避撞能力，提供駕駛艙交通信息顯示（CDTI）。 地空監(jiān)視：航路、終端區(qū)、精密跑道監(jiān)控（PRM）。 地地監(jiān)視：即場(chǎng)面監(jiān)視，包括跑道、滑行道防止地面相撞。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B可傳送信息類型 標(biāo)識(shí)號(hào)（ID）。ADSB所傳遞的基本標(biāo)識(shí)信息包括以下三種： 呼號(hào)（CALL SIGN）由7個(gè)字母數(shù)字組成，對(duì)于不接受ATS服務(wù)的飛機(jī)或車輛以及軍用飛機(jī)，不需要此類信息。 地址（ADDRESS）用以唯一標(biāo)識(shí)飛機(jī)的24位地址。 類型（CATEGORY）由國(guó)際民航組織定義的描述航空器類別的標(biāo)識(shí)，如輕型機(jī)、中型機(jī)及滑翔機(jī)等。,5.4 廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng),ADS-B可傳送信息的類型 狀態(tài)矢量：移動(dòng)目標(biāo)的狀態(tài)矢量包括在全球統(tǒng)一參考系統(tǒng)下的三維位置和速度等信息。包括以下元素： 三維位置 在傳輸數(shù)據(jù)的格式上要求不損失精度、完好性；幾何位置元素使用WGS-84坐標(biāo)系； 三維速度 包括水平速度矢量和垂直速度，幾何速度信息使用WGS84坐標(biāo)系； 飛機(jī)轉(zhuǎn)向標(biāo)示 左轉(zhuǎn)、右