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【通航科普小知识】什么是ADS-B?
http://chengdongqin7.cn  2020-07-31 20:37:37  

ADS-B是什么东东?

ADS-B全称是广播式自动相关监视,是指运动目标周期性的发送或接收目标的状态信息和其他飞行所需的附加信息的一种功能。ADS-B具备以下技术特征:

1.自动(Automatic):无需人工操作和地面询问;

2.相关(Dependent):信息全部依据机载装备;

3.监视(Surveillance):提供航空器位置以及用于监视的数据;

4.广播(Broadcast):数据不是针对某个特定用户,而是周期性的广播给任何一个有合适接收装备的用户。

ADS-B是如何工作的?

ADS-B是一种基于GNSS和空空、地空数据链通信的航空器及车辆运行监视技术。该技术包括地面站和机载设备,采用多对多的通信方式进行数据的双向交换。机载设备从GNSS卫星获得定位信息,从大气数据系统中获得实时的气压高度,通过机载收发机将上述信息及附加信息向外广播,地面站或其它航空器接收报文数据经过解码及处理,结合GIS技术及时准确的动态显示,辅助管制、签派及飞行员等人员更加直观了解航班动态及其周围空域的交通态势。

按航空器报文播送方向区分,ADS-B技术可分为ADS-B IN和ADS-B OUT两类。ADS-B OUT指航空器周期性向外广播飞机的矢量状态信息及其它附加信息。该飞机附近空域加装ADS-B机载设备的航空器与地面站可接收其广播的报文,监视空中交通状况,具有类雷达监视的功能。ADS-B OUT技术成熟应用广泛,目前国内外主要应用该技术。

ADS-B IN是接收周围飞机ADS-B OUT发出的报文信息或者是地面站发送的空中交通态势信息(TrafficSituation Information-Broadcast,TIS-B)和飞行服务信息(FlightInformation Service-Broadcast,FIS-B),通过CDTI显示,使飞行员可以看到周围空域的气象信息及附近的交通态势,有助于飞行员提前做出正确的躲避危险的决策,提高飞行效率及安全性,缩小空域间隔。

相比于现有监视技术ADS-B有什么优势?

通过上面对ADS-B技术的介绍,单就最基本的OUT功能来说,ADS-B技术对空中交通管制、航空公司、机场均有好处,主要体现在以下方面:

对于管制中心来说,ADS-B地面站建设成本是传统二次雷达的九分之一,精度可以提高至10米量级,监视数据更新速度更快。在无雷达区ADS-B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。在面对区域雷达监视失效的情况时,可以相对灵活的将该区域飞机转交其他管制中心。在雷达覆盖的区域,地面监视同时使用雷达和ADS-B OUT作为监视信息源,可以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。

对于航空公司来说,ADS-B的优点表现在安全、效益和容量三个方面。首先, ADS-B可以保持或改善航空工业现有的安全标准;其次效益方面,ADS-B极大地提高了ATC系统监视数据的精度,这会帮助ATC了解飞机间的实际间隔,使管制员避免效率低下的引导指令来保持间距。在尾随程序中,帮助飞机机动到最佳运行高度,允许飞行员向ATC请求并接收改变到更高,燃油效率更佳的巡航高度。最后容量方面,因为ADS-B的高精度和报告频率的增加可以大幅消减飞机的间隔要求,提高空中交通管制系统的容量,为航空公司开辟新航线提供了技术支撑。

对于机场来说,目前大部分机场都没有场面监视系统,甚至部分机场没有二次雷达,缺乏对飞机的有效监视,对机场资源运行效率有一定的影响。同时在机场场面区域,传统的场面雷达监视作用范围有限,而且机场建筑等障碍物对雷达信号遮蔽严重,因此对于较低的空域无法完全覆盖,然而若利用ADS-B技术,由于其自身建设廉价,可以在机场场面大量布设站点,ADS-B信号可以无死角地覆盖整个机场。只要飞机开启ADS-B机载设备,地面管制单位就可以对其进行有效监视,而且在飞机起落时,不存在需要重新识别和挂标牌的情况,因此利用ADS-B技术可以实现机场场面监视的无缝覆盖。同时使用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侵入等提供监视信息,降低场面安全风险发生率。

随着ADS-B技术的发展,将在飞机逐渐应用ADS-B IN的功能,这样一来飞行员可以在CDTI中实时的掌握外界的情况,包含在地面机场跑道的状况(相当于更加详细更远距离的TCAS功能)极大地增强了飞行人员的情境意识,提升安全水平,提高运行效率。

ADS-B在中国

国际民航组织于第十一届航行大会确定ADS-B技术为全球新航行技术的主要发展方向。欧美等航空发达国家已制定本国本地ADS-B实施规划,建立相关的规章和标准,开展验证与应用。

中国民航高度重视新航行技术的应用与实施,不断加强 技术研究与应用,在技术政策与规章标准制定、机载设备加改装、地面设备研制生产、技术验证与试验运行等方面开展了大量工作,为ADS-B地空监视的实施奠定了基础。

早在2012年民航局就发布了《中国民用航空ADS-B实施规划》,是全国民航ADS-B实施的纲领性文件,该规划明确了ADS-B实施的指导思想、基本原则、总体目标、阶段规划与技术方案,提出了ADS-B建设与运行维护的政策措施,旨在为ADS-B建设与应用提供指南,以推动ADS-B技术在我国的全面应用,促进民航持续安全与科学发展,并在2016年进行了第一次修订。

2016年9月6日,民航局发布《航空承运人航空器追踪监控实施指南》,指南要求航空承运人按以15分钟或更短的时间间隔,通过ADS-B等技术手段针对每架飞行中的航空器在地面记录并更新航空器4D位置信息的过程;空中交通服务单位能以15分钟或更短周期获取配备相应机载设备的航空器4D位置信息,并要求承运人在12月1日之前全面落实。

2017年3月,民航局发布《中国民航航空器追踪监控体系建设实施路线图》,分三步走建成中国民航航空器追踪监控体系,实现对中国民航航空器全球运行持续监控、安全管理与应急处置。

2017年4月28日上午,中国民航首次ADS-B IN 演示验证飞行在虹桥机场获得圆满成功,是ADS-B技术在中国应用过程中的一次大事件,具有重要意义。

2017年8月18日08时,新疆空管局空管中心区域管制中心的05和06号扇区正式启动广播式自动相关监视试验运行工作。此次在新疆地区实施的ADS-B试验运行,是新疆地区全面实施ADS-B运行的第一阶段,也是中国民航全面实施ADS-B运行路线图规划的起点。

为响应民航局ADS-B实施规划,航科院紧追科技前沿,2013年初抽调技术骨干人员,成立ADS-B专项小组,经过四余年的探索及不懈努力,多次升级硬件设备,优化系统技术架构,完善系统功能, 与多家航空公司、机场及机场集团紧密合作,为其免费部署ADS-B地面站,并永久免费提供本场ADS-B数据及ADS-B航班监视软件,截止目前已部署近80个地面站,覆盖全国大部分机场与航路航线,建立北京ADS-B大数据处理中心。同时航科院不断加快布站步伐,争取2017年底实现主要机场及3000M以上空域全覆盖。


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