如何利用ADS—B管理低空空域飞行

王垂瑞

【摘 要】目前，随着我国国民经济发展水平的提高，对航空行业的服务需求越来越大。由于我国的低空空域在不断地面向外界开放，但目前航空业的空中管理检测技术已经不能够为低空空域的飞行提供比较完备的监视、气象、以及相关的情报等一些航空技术服务。广播式自动相关监视系统ADS-B因为具备比较突出的监视管理的优良性能、低廉的经济成本以及技术的灵敏性能，都有效的推动了航空空管监视技术改革获得成功，并且成为当下通用民航监视系统部门中主要运用的系统。文中介绍了我国通用航空的发展现状以及低空空域发展带来国民出行的极大便利以及经济效益，并且介绍了ADS-B这个新型的空管监视技术的特点，有效运用这一技术来保证通用航空服务和提高低空空域的管理效率和安全水平。

【关键词】ADS-B技术 低空空域 通用航空 管理

现阶段，随着我国低空空域逐渐开放，民航航空运输的发展的脚步也越来越快，新一代ADS-B航空系统的开发与应用已成为世界各国的发展趋势。国外一些发达国家率先研究ADS-B的技术分析应用，进一步促进了航空系统的发展。随着低空空域的开放，在该空域飞行器的数量将会逐渐的增多，继而引起低空空域的交通运输状况的问题，给空域管理工作带来更大的挑战。ADS-B技术的应用能够有效的维持低空空域的交通秩序，保障民航飞机的安全，从而提高低空空域资源的利用水平和管理效率。

1 目前通用航空的发展以及低空空域的开放

通用航空其实是民用航空的一分支，而且活动范围非常广泛，主要运用于包括了客运、货物运输的定期航线之外的民用航空，一般通用航空的的活动的高度主要集中在3000米以下的低空空域，但是实际上大部门在相对高度的600米以下。通用航空在国民经济的发展中占据有非常重要的地位，并且已经成为引导和带动我国区域性的经济发展的领路产业。随着我国低空空域的开放，通用民航的发展将更上一个台阶，专家指出通用民航的拥有很长的产业链，其中除去航空运输，还有飞行器的研发与制造、冶金化工、电子信息以及一些精密制造产业等产业。并且相对于其他产业通用民航的投资比较大，带动起来的产业很多，并且与之相关的产业都将发展起来。促进国民产业的进步，提高了就业率，极大地推动了国民经济的发展。通用航空主要是在低空空域的范围飞行，低空空域的开放极大的提高了国民出行的便利，合理的利用了空域资源，尤其有利于我国偏远地区的发展。

2 ADS-B技术的特点分析

广播式自动相关监视系统（ADS-B）是将卫星定位与利用了空-地、空-空的数据链进行连接完成对飞行器的新型监视技术。ADS-B检测系统一般具有全天候运行的特点，依据精准的GPS定位系统对飞行器相关信息进行监视，在飞机之间或者飞机与地面之间进行信息传递以及数据传递，图1中展示了ADS-B系统。

据图1所示，ADS-B总体上是包括机载GPS、地面站设备，飞机机载设备利用全球定位系统进行实时定位之后，也就1秒的时间就把飞行器的准确位置、飞行高度等数据进行广播，便于周围的飞机能够互相收到相关数据的讯息，从而通过高速数据联系实现空地一体化的共同监视和飞机“自由飞行”。

ADS-B技术具有多种优势，首先是研究应用的经济成本比较低，维修的费用也比较低，和现在的雷达系统进行比较，ADS-B系统能够很好地解决非雷达覆盖范围之内所有的监控问题，因此能够为飞机在低空空域的飞行提高准确和抗干扰的监视信息；其次ADS-B在一定程度上提高了航空管制员的工作效率。及时的发现飞机之间的冲突问题，采取有效对策；最后ADS-B系统的应用可以为飞行器提供精确的位置讯息、气象信息、地形以及空域限制等等一些航空飞行的信息。有效的降低了通用航空的成本，为低空空域提供效率高的监控。

目前ADS-B系统有三种数据链接的方式为之服务，就是1090MHZS（1090ES）、VDL Mode 4（VDL4）以及UAT。其中1090ES是国际上通用的数据链，一般都会应用于大型的商用飞机；VDL4d是欧洲的电信标准协议推行的VHF的数据链。但是目前采用这项数据链并不多；UAT数据链是美国FAA（美联邦航空总局）专门为ADS-B系统设计的数据链接，性能特别好，利用UAT数据链方式的ADS-B系统逐渐地成为通用航空的标准。如表1所示。

3 美国低空空域管理的特点及国内低空空域开放后飞行的特点

现在，随着ADS-B的技术日益成熟，世界各国范围内都展开了对ADS-B进行了相关的研究和采用其作为本国新型的航行系统建设的主要内容。其中美国民航局在利用ADS-B技术进行低空空域飞行的管理已经取得了很大的成果。美国研究ADS-B技术的时间比较早，飞行器在低空空域进行飞行的时候，ADS-B技术的运用使得小飞机都可以获得气象雷达显示，便于飞行员根据ADS-B提供的气象信息在飞行时最大限度地避免进入恶劣天气的区域范围之内。而且在低空空域范围内飞机之间可以互相进行监视，在一些没有指挥降落的小机场飞行员可以根据ADS-B显示的信息，进行互相协调飞机的起飞和降落，这就在一定程度上避免在飞机跑道上发生冲突，改善了低空空域的飞行状况提高了飞行安全。目前ADS-B系统已经在全美国范围内建立起来。

4 ADS-B技术的运用分析以及实施的必要性

基于我国低空空域的逐渐开放，有专家预测将在未来十几年之内我国的通用航空的年增长率会超过15%，在一定程度上提高了国民经济的发展水平。ADS-B技术系统的应用，一方面可以保证目前我国检测管制系统的需要，能够为通用航空的飞行活动提供精确的监控信息服务，另一方面还为我国未来的空域监视系统指明了新的发展方向和目标。所以，推进ADS-B技术系统的运用，实现监控技术的更新，既可以保证了飞行器在飞行活动中的安全性，也进一步提高了低空空域的的资源使用率。

5 结语

随着我国开放低空空域的范围也越大，以及通用航空的发展。ADS-B监视技术的应用就对我国发展低空空域的飞行管理的起着非常重要的作用。ADS-B技术不但可以在极端的气候条件依然运行的飞行器提供提供监视讯息，保证了飞行器在复杂气象环境下的飞行安全。而且最重要的是为我国低空空域的开放提供空域管理所需要的先进技术，并且将它作为研究手段，结合我国的发展国情完善低空空域的空管制度，在一定程度上极大地提升了我国低空空域的空域管理水平。提高了低空空域资源的利用效率，以适应将来通用航空的航空运输的增长的需要未雨绸缪，这都将促进我国航空事业的发挥水平。目前，我国应该抓住机遇，跟上国际发展的趋势，在借鉴国外ADS-B技术应用的经验的同时，制定属于我们国家特色的航空空域管理的发挥战略。

参考文献：

[1]尧丰，韩松臣，朱新平.低空空域综合管理系统软件架构研究[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2010，02：257-260+272.

[2]张军.空域监视技术的新进展及应用[J].航空学报，2011，01：1-14.

[3]刘智.ADS-B民航管理系统关键应用软件设计[D].电子科技大学，2010.

[4]戴超成.广播式自动相关监视（ADS-B）关键技术及仿真研究[D].上海交通大学，2011.

[5]刘晓斌.基于模式S的ADS-B接收机系统算法研究[D].电子科技大学，2011.

[6]王子龙.ADS-B监视数据质量分析[D].中国民用航空飞行学院，2013.

[7]王伟，刘松.关于我国低空空域管理问题的思考[J].空中交通管理，2006，05：4-10.

[8]杨明，郑金华，胡耀坤.低空空管现状分析与飞行动态监视系统设计[A].中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心.第六届中国卫星导航学术年会论文集—S01北斗/GNSS导航应用[C].中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心：，2015：4.

[9]杜万营.ADS-B为天津地区低空空域开放提供技术支持[J].中国民用航空，2013，03：60-61.

[10]高健.我国低空空域管理制度变迁的动因及模式研究[J].经济问题探索，2012，04：19-22.