浅析ADS—B在民航空管中的应用问题

羊圣林

[摘 要]空中交通管制是指对航空器的空中活动进行管理和控制的业务，广播式自动相关监视（ADS-B）能实现空对空自我监视，能使飞机更安全及更有效地利用空域。该技术是新航行系统的里程碑，将向机组和管制员提供可靠、精确的冲突信息，来提高飞行安全。

[关键词]ADS-B 空中交通管制 民航

中图分类号：TP277；F562 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0120-01

一.背景

随着民用航空业的高速发展，民航机场和航路的拥挤情况也日益加剧，造成航班准点率下降的情况越来越严重。如何充分而合理地利用好航路资源，让繁忙的空域变得更加有序而顺畅，已成为目前极其紧迫和重要的问题。要解决这一问题，除了完善相关的空域管理，理清航线航路的行政手段外，还可以通过建立完善的空管交通管制系统，包括采用先进的机载设备，部署配套建设的空-空数据链和地-空数据链，升级相关的地面设备等手段，建立起一个现代化、立体化的高效空管监视、运行和管制的设备体系。

1. ADS-B的发展由来

广播式自动相关监视 ADS-B （ Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）采用全向广播方式，主要采用空对空报告，供空对空自我相互监视，起到了延伸驾驶员 “肉眼视程”的作用，有利于实施 “见到后避让”原则。近年来，国外多次试验表明其对运输航空及通用航空都非常有效，故受到国际民航界的大力追捧，成为近期西方各国大力发展 ADS-B 的动力源泉，发展势头令人瞩目。美国 FAA 认为，ADS-B 将是实施自由飞行的奠基石。虽然，欧洲并不提倡前景遥远、偏于理想、概念上较为模糊的 “自由飞行”，但提出了 “自由航路”概念，而 ADS-B 将会成为促进实施自由航路的主要可行手段之一。

2. ADS-B在国外的应用情况

ADS-B技术受到世界上许多国家和地区的重视与支持。各个国家和地区结合自身实际情况，积极推广ADS-B技术，制定了不同的ADS-B发展实施战略。

美国联邦航空局于2000年首先在阿拉斯加地区实施开展ADS-B试验。2001年西阿拉斯加实现了“类雷达”空中交通管制服务。第一阶段，在阿拉斯加和墨西哥湾所有无雷达覆盖区域提供基于ADS-B的管制服务；第二阶段，在终端区使用ADS-B提供间隔保持、辅助监视和精密跑道监视服务；第三阶段，在航路及海域提供基于ADS-B的管制服务。

3.ADS-B在中国民航的应用概况

目前，我国东部航线基本实现了雷达多重覆盖，而西部地区雷达信号覆盖不完全甚至部分地区完全无法实现雷达覆盖。受地形复杂和地理海拔高度的影响，这些地区建设雷达监视设备比较困难、维护成本较高。

在硬件条件已基本满足ADS-B运行的环境下，近年来中国民航从地面站设备标准、机载设备标准、航空器适航资格、人员（飞行、机务、空管）培训、管制运行程序、空管指挥等各方面制定了一系列规章标准，为下一步在空中交通管制中正式实施ADS-B运行做好了准备。2011年5月，在雷达无法覆盖的成都-拉萨航线已经开始实施了ADS-B实验运行；2011年6月，在三亚情报区L642和M771航路也已经开始实施了ADS-B实验运行，作为三亚洋区雷达盲区的补充监视手段。

二.ADS-B原理及技术应用

1.基本原理

ADS-B是广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance—Broadcast）的英文缩写。Automatic表示无需职守；Dependent表示只需要于依赖精确的全球卫星导航定位数据；Surveillance表示系统可获得飞机位置、高度、速度、标志和其它信息；Broadcast表示无需应答，飞机之间或与地面站互相广播各自的数据信息。

2.ADS-B技术实现了飞行信息共享

传统的雷达监视技术，由于信息处理成本高、格式纷杂、远程截获能力差的缺点，使得指定航线难以实现筛选，信息无法共享，而ADS-B技术在“空地一体化”、“全球可互用”指导原则下横空出世，实现了航迹信息的共享。无论本区域的空管实施，还是情报区尤其是不同空管体制的情报区的跨域飞行，在管理空中交通活动中获取的航迹信息都是十分珍贵的资源，对提高运行管理效率有着重要的影响。

3.ADS-B技术应用于空中交通管制

传统空中交通监视技术将取得革命性的突破，其标志即是ADS-B在空中交通管制中的应用。即使在无法部署航管雷达的大陆地区，空管ATM仍然可以提供良好的虚拟雷达管制服务，并且优于雷达间隔标准。在雷达可以覆盖的地区，更可以在不增加雷达设备的前提下，增强雷达系统监视能力，并且仅仅付出较低的代价，乃至提高航路和终端区的飞行容量，同时提供良好的空管服务，同时不低于标准雷达间隔。实现飞行动态在较大的区域内监视、改进改善飞行流量管理、为航空器提供各类信息情报等等，都可以通过ADS-B技术实现。

4.ADS-B在增强航空器之间相互监视能力的同时，对加强空-空协同方面也有着重要的作用

ADS-B自发广播式的位置报告速度更快，即便航空器没有发出问询，也可进行接受和处理，比应答式机载避撞系统（ACAS/TCAS）能提供更快速、更准确的位置报告，增强了航空器间的协同能力，提升机载避撞系统TCAS性能，保持最小安全间隙的同时，又避免、解决了空-空协同中发生的冲突。ADS-B是实现“自由飞行”必不可少的重要技术。

5. ADS-B在广大的机场地面活动地区进行的航空器活动监视，降低了成本的同时，也扮演着重要的角色

在ADS-B出现之前，机场繁忙，装置的场面监视雷达系统，无法覆盖航站楼的所有停机位，在追求实现“登机门到登机门”的管理预期过程中，ADS-B应运而生，通过辅助场面监视雷达系统，通过接收、处理广播信息，可以将监视从空中延伸到机场的登机桥，空中交通管理终于实现了“登机门到登机门”，并且即使不依赖场面监视雷达，也可以对机场地面移动目标进行监视管理。

三.ADS-B技术的应用现状及存在的问题

1998年，一个战略机遇出现在中国新航行系统探索发展的道路上，那就是开辟欧亚新航路，加快我国西部地区的航空运输业的发展，同时以国际航空组织相关的新航行系统发展规划为，开始了新航行系统航路（L888航路）的建设工程，也是我国第一条以ADS-B技术为基础的新航路。

四. ADS-B未来的发展方向

我国航空运输业正在飞速发展，在面对空域范围的不断扩大、机队规模的不断增加、机型种类不断更新的大环境下，与之相匹配的空管设备设施也需要即时的更新和完善。是针对发达国家的ADS-B技术进行全面的引进，还是依靠我国现有资源实施自主研发，是当局面对的一个艰难的、影响深远的选择。这两种方式，都需要将现有的机载设备、地面设施、研发和生产技术产品等等方面进行全面的系统的更新，同时依靠航空宏观政策的大力支持，各方协调、整体推进。

五.结语

目前处于成长期的中国航空运输业，其空域范围在扩充，机队规模在扩大，机型在更新，空管设施需要进一步改造和完善。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。ADS-B良好的通信功能和监视手段能更准确、及时、连续的掌握飞行器动态，有效实施管制。我国航空事业起步较晚，技术力量薄弱，因此，因地制宜，大力科学推进ADS-B系统的实施，有望迅速带来显著的经济效益和军事效益。

参考文献

[1] 张青竹，张军，刘伟，朱衍波.民航空管应用ADS-B的关键问题分析[J]. 电子技术应用. 2007（09）