空管自动化系统中ADS—B技术的应用

陈亚菲

【摘要】ADS-B技术是当前空中交通管制中的一项主要技术，以自动相关监视技术为基础发展而来，在提升飞机相互监视能力、加强场面活动监视、实现飞行信息共享等方面具有显著优势，已经在空管自动化系统中得到了广泛应用。

【关键词】空管自动化系统；ADS-B技术；应用

经济的发展必然带来交通的进步，空中交通的流量正在不断增加，在这个过程中，空中交通管制就成为了一项极其重要的任务，工作人员必须要创新工作方法，积极学习新型的工作理念，引进先进的技术，从而在最大限度上消减传统技术的限制，不断提升空管的工作效率和工作质量，ADS-B技术是极为先进的空管方法，通过这项技术，我们可以实现飞行信息的共享，从而及时掌握飞机的动态，应对各种突发状况。

一、ADS一日系统简介

ADS-B技术在通信和监视技术应用方面，展示了非常丰富的功能，将冲突的探测、避免、解决、ATC监视、ATC一致性监视和机舱综合信息显示完美的结合起来，同时也为新航行系统提升了经济效益和社会效益。ADS-B是广播式自动相关监视的英文缩写，对空对空监视实行实施，包括了信息源、信息传输通道、信息处理与显示三个部分，将监视和通信融为一体，并通过航空电子设备得到其主要信息，比如通过全球卫星导航系统（GNSS）、惯性導航系统（INS）、惯性参考系统（IRS），飞行管理器和其它机载传感器等手段获取，其主要信息显示了有关飞机的经度、纬度、高度、时间的位置信息，以及航迹角、航线拐点、冲突告警信息、飞机的识别信息等等可能的信息，另外，比如飞机航向、风速、风向以及外界温度等附加信息也有显示。ADS一对飞机思维位置信息的通过有效算法和提取处理，以伪雷达画面给用户实时的呈现一个清晰和直观的背景地图、航迹、交通态势分布、参数和报文窗口。ADS-B以网状、多点对多点方式，通过多地面站和机载站，进行数据的双向通信。ADS-B接收机与空管系统和其它飞机的机载ADS-B连接起来，处理接收其他飞机和地面的广播信息传送给机舱综合信息显示器，这样无论空地，都可以实时的提供速度、高度、飞机是否转弯、爬升或下降、以及冲突告警、避碰策略、气象等信息。

二、空管自动化系统中ADS-B技术的实践应用

（一）信号接人模块

INDRA系统信号接人模块主要功能为接收并预处理监视数据，在前端处理装置（SEE）处完成，包括外部接口设备和监视数据比选单元两部分。ADS-B系统采集到的监视数据，通过外部接口设备所配置的主备双通道传输至监视数据比选单元。外部接口设备由分路器、复用器、交换机等装置组成，对于串口传输和网口传输的数据，最多可分别同时支持32路和72路。数据传输格式为ASTERIXCat021/023，可选用HDLC、X.25、IP组播三种协议传输。双通道模式可以避免主通道异常造成数据无法传输问题，同时也可以在两条通道中自由切换，当两条通道均能够正常使用时，则系统会根据各项指标对比数据传输质量，如果主通道数据传输质量较低，则会通过备用通道进行数据传输，用户自身也可以采取手动方式切换通道。并且，监视数据比选单元还具备时间戳处理功能。

（二）多雷达数据融合模块

监视数据处理服务器是多雷达数据融合模块的核心设备，主要功能为对空中交通态势进行快速、精准、连续处理，包括监视数据的采集和处理、飞行计划拟定、多雷达数据处理、ADS数据跟踪等，并将处理结果传输至监视数据显示单元和安全警告服务器。数据的识别分四步完成，分为目标报告接受、目标数据过滤、数据传输格式转换、子功能分配。以多雷达航迹跟踪器为例，为方便坐标的转换与统一，并过滤目标数据，主要对点迹或报告进行处理，其他类型数据的处理则在此之前完成。如果需要时刻了解飞机的水平位置，则多雷达航迹跟踪器会先运用交互式多模型过滤数据，完成点迹或报告的处理，更新与航迹之间的关联，得到水平方向上各项数据，包括速度、位置等。而对于高度和垂直速度等垂直方向上的数据，会借助卡尔曼滤波和垂直机动决策算法运算得到。利用多个监视源掌握飞机的飞行动态，可以利用采集到的数据，对多雷达航迹进行训算和预测，保证了结果的精准性。当多个ADS-B地面站同时监视一架飞机时，所得数据仍然可以作为单一数据进行融合，由此可见，空管自动化系统的数据处理，不会因ADS-B系统的不同而受到影响。利用多雷达航迹跟踪器，可以通过多种监视对飞机航迹进行跟踪，进而完成航迹的初始化、维持、更新以及取消等各项操作指令。

（三）飞行计划处理模块

飞行计划处理模块主要由飞行计划处理器组成，报文生成及计划拟定都是在该模块完成，具备自动识别与数据采集、航班识别、飞行计划与系统航迹的相关、飞行计划相关操作等功能。对于飞行计划与系统航迹的相关功能来讲，需要考虑的到的因素包括航班号、航班24位地址码、二次代码、地理位置等，如果当前和之前的二次代码与地理位置相关时，则会更新飞行计划，同时会以航班标牌形式现实出来，另外也可以采用手动输人方式进行相关。如果两个系统航迹有着一致的二次代码时，进行相关时还需要进行一致性检验， 4D轨迹和系统航迹相同时完成相关，否则需要采取手动方式。

（四）动态显示处理模块

动态显示处理模块，主要是借助空中交通态势显示器，更加直观的将ADS-B系统各项数据呈现给管制员，提供人机交互界面，同时还可以提供决策辅助，减轻管制员的工作负担。Giant模块所显示的数据主要包括ADS能力和连接建立指示符、导航完整性控制指示符、CPDLC能力和连接建立指示符、下两个航路点等，并在对应的目标航班标标牌上显示出来。而对于带有ADS-B信息的航迹，管制员能够选择使其与一个ADS-B位置报告关联。

三、结语

ADS-B系统对空中交通管制的发展具有十分重要的意义。根据冲突检测和交通态势图显示，可实现飞行器相互监视和指挥，从而增加航行的安全性。通过有效减小飞行器在空域内的最小间隔，可增大空域容量，提高空域资源的利用率。随着ADS-B技术的发展，ADS-B在空管自动化系统中的应用也将越来越广泛。

参考文献：

[1]孙薇.ADS-B技术在空管中的应用分析[J].科技创新与应用，2016（15）.

[2]孙莉.关于ADS-B技术在空中交通管制中的应用研究[J].山东工业技术，2018（4）.