ADS-B技術及其在空管中的發(fā)展與應用

　　引言

　　隨著技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，以及軍事和民用需求的促進，航空領域呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展形勢，航空需求與日俱增，國家和公眾對空域的需求與可供使用的空域資源不足的矛盾日益突出，飛行活動出現(xiàn)了許多新情況和新特點。政府職能部門、國內外企業(yè)和個人擁有航空器和直升機數量呈逐年上升趨勢，且大部分在大中城市和機場密集地區(qū)飛行，使空域的飛行活動愈來愈變得錯綜復雜。根據美國運輸部的報告，2007年美國單程飛行數達到近750萬次[1]。中國航空工業(yè)第一集團公司預測，到2026年我國客運周轉量接近1.2萬億人千米[2]。航空運輸市場的快速發(fā)展帶來機場和航路的擁擠。因此，如何充分、合理、科學、可靠地利用這樣一個繁忙的空域，成為極其緊迫和重要的問題。必須建立完善的空管系統(tǒng)，包括先進機載設備、配套建設的空-空數據鏈、地-空數據鏈和地面用戶設備。

　　自動相關監(jiān)視(ADS)技術是新航行系統(tǒng)[3]發(fā)展最重要的成果，是國際上解決空中交通管制[4](空管)最有效的辦法。廣播式自動相關監(jiān)視(ADS-B)是一種基于GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和空-空、地-空數據鏈通信的航空器運行監(jiān)視技術[5]。

　　ADS-B系統(tǒng)

　　ADS-B主要實施空對空監(jiān)視，一般情況下，只需機載電子設備(GPS接收機、數據鏈收發(fā)機及其天線、駕駛艙沖突信息顯示器CDTI)，不需要任何地面輔助設備即可完成相關功能，裝備了ADS-B的飛機可通過數據鏈廣播其自身的精確位置和其它數據(如速度、高度及飛機是否轉彎、爬升或下降等)。ADS-B接收機與空管系統(tǒng)、其它飛機的機載ADS-B結合起來，在空地都能提供精確、實時的沖突信息[6]。

　　ADS-B系統(tǒng)由多地面站和機載站構成，以網狀、多點對多點方式完成數據雙向通信。機載ADS-B通信設備廣播式發(fā)出來自機載信息處理單元收集到的導航信息，接收其他飛機和地面的廣播信息后經過處理送給機艙綜合信息顯示器。機艙綜合信息顯示器根據收集的其他飛機和地面的ADS-B信息、機載雷達信息、導航信息后給飛行員提供飛機周圍的態(tài)勢信息和其他附加信息(如：沖突告警信息，避碰策略，氣象信息)。

　　ADS-B系統(tǒng)的工作原理如圖1、圖2所示[7]。