楊成+林琳

摘 要： 簡述了ADS?B 1090ES，UAT，VDL Mode4的數(shù)據(jù)鏈特性，重點(diǎn)介紹了三種數(shù)據(jù)鏈在空中交通管制應(yīng)用中可能面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)，探討了應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的策略。針對(duì)大規(guī)模應(yīng)用ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈路擁塞可能造報(bào)文成丟失或報(bào)文延遲風(fēng)險(xiǎn)，采取限制該型設(shè)備使用總量來應(yīng)對(duì)；UAT數(shù)據(jù)鏈存在的同頻段干擾風(fēng)險(xiǎn)通過設(shè)計(jì)帶有外部抑制輸入和自身抑制輸出信號(hào)接口避免相互干擾；針對(duì)雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合互相影響的風(fēng)險(xiǎn)，提出先檢測監(jiān)視信息的精度和完好性后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，濾除采集設(shè)備自身產(chǎn)生的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并比對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和前期數(shù)據(jù)，確認(rèn)ADS?B 1090 ES數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致時(shí)給出告警。

關(guān)鍵詞： ADS?B； 數(shù)據(jù)鏈； 風(fēng)險(xiǎn)； 對(duì)策

中圖分類號(hào)： TN95?34； V249 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）21?0098?04

Study on application risk and countermeasure of ADS?B data link

YANG Cheng， LIN Lin

（Civil Aviation Flight University of China， Guanghan 618307， China）

Abstract： The data link characters of 1090ES， UAT and VDL Mode 4 of automatic dependent surveillance?broadcast （ADS?B） are introduced in this paper. The application risk of the above three data links in air traffic control is presented in details. The strategies countering the application risk of the above three data links are discussed. It is pointed out that the limitation of the total application quantity of 1090 ES model equipments is the way to solve the question of message lost or message delay owe to 1090 ES data link congestion. The same frequency band interference risk existing in the application of UAT data link can be avoided by the external suppressed input and the self?suppressed output signal interfaces. As for the mutual influence of the fusion of ADS?B 1090 ES and radar control， the accuracy and integrity of the supervision information must be detected before the data acquisition， the misdate of the data acquisition instrument is filtered， the current data and preceding data are compared， and the disparity between ADS?B 1090 ES data and radar data is validated so as to provide warning signal.

Keywords： ADS?B； data link； risk； countermeasure

0 引 言

ADS?B（Automatic Dependent Surveillance?Broadcast，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視[1]）通過機(jī)載電子設(shè)備完全自動(dòng)廣播飛機(jī)的呼號(hào)、位置、高度、速度和其他一些參數(shù)，通常每1 s就廣播一次位置信息。ADS?B以先進(jìn)的導(dǎo)航設(shè)備及其他機(jī)載設(shè)備產(chǎn)生的信息為數(shù)據(jù)源，以先進(jìn)的地空/空空數(shù)據(jù)鏈為通信手段，通過對(duì)外自動(dòng)廣播自身的狀態(tài)參數(shù)實(shí)現(xiàn)地面對(duì)它的實(shí)時(shí)監(jiān)視；同時(shí)也接收其他飛機(jī)的廣播信息，達(dá)到飛機(jī)間的相互感知，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊空域交通狀況全面、詳細(xì)的了解，從而實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星系統(tǒng)、飛機(jī)以及地基系統(tǒng)空地一體化協(xié)同監(jiān)視。

ADS?B具有OUT和IN兩種工作方式。ADS?B OUT是機(jī)載ADS?B設(shè)備的基本功能，需要具備充分的監(jiān)視數(shù)據(jù)提供能力、報(bào)文處理（編碼和生成）能力、報(bào)文發(fā)送能力。只要相關(guān)機(jī)載電子設(shè)備正確安裝且正常運(yùn)行，ADS?B OUT系統(tǒng)一般無需飛行機(jī)組干預(yù)即可自動(dòng)工作。ADS?B IN是指航空器接收其他航空器發(fā)送的ADS?B OUT信息或地面服務(wù)設(shè)施發(fā)送的信息，為機(jī)組提供運(yùn)行支持。

與傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)相比，ADS?B技術(shù)不僅定位速度快（數(shù)據(jù)間隔約為1 s，而傳統(tǒng)雷達(dá)數(shù)據(jù)間隔約為4～12 s），定位準(zhǔn)確（使用GPS定位可達(dá)亞米級(jí)精度，而傳統(tǒng)雷達(dá)的精度為幾百米級(jí)以上），而且具有價(jià)格便宜、機(jī)載和地面設(shè)備安裝簡單、飛機(jī)之間可以進(jìn)行相互監(jiān)視等優(yōu)點(diǎn)，因而受到國際民航界的高度重視。

1 ADS?B數(shù)據(jù)鏈介紹

目前ADS?B系統(tǒng)主要有三種數(shù)據(jù)鏈[2?3]：1090ES（1 090 MHz Extended Squitter，1 090兆赫擴(kuò)展電文廣播式）自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視、UAT（Universal Access Transceiver，通用訪問收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈、VDL Mode4（Very High Frequency Data Link Mode 4，甚高頻數(shù)據(jù)鏈）。

表1 ADS?B三鐘數(shù)據(jù)鏈技術(shù)比較

[ ＼&1090ES＼&UAT＼&VDL Mode4＼&

使用頻率＼&1 090 MHz＼&建議使用DME，

通用978 MHz＼&建議使用VHF頻段，

需要多信道。沒有

世界范圍內(nèi)的

標(biāo)準(zhǔn)或共識(shí)＼&碼速率＼&1 Mb/s＼&1 Mb/s＼&19.2 Kb/s＼&信道訪問

方式＼&隨機(jī)訪問＼&TDMA＼&STDMA＼&地?空通信距離＼&>200 Nm＼&>200 Nm＼&>200 Nm＼&技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)＼&DO260B，DO181C，

ED73A，ED86＼&DO282B＼&ED08＼&

實(shí)施方法＼&升級(jí)現(xiàn)有的應(yīng)答機(jī)軟件，使用現(xiàn)有的天線；通用航空器需加裝新的機(jī)載設(shè)備＼&加裝新的機(jī)載電子設(shè)備、收發(fā)信機(jī)、新天線＼&加裝新的機(jī)載

電子設(shè)備、

收發(fā)信機(jī)、新天線＼&]

1090ES數(shù)據(jù)鏈最早發(fā)展于20世紀(jì)90年代初，是基于二次雷達(dá)（SSR）S模式相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的，目前S模式數(shù)據(jù)鏈還用于交通防撞系統(tǒng)TCASⅡ。UAT通用訪問收發(fā)機(jī)數(shù)據(jù)鏈，20世紀(jì)90年代中期開發(fā)于美國，目前美國和中國的部分通用飛機(jī)上使用該數(shù)據(jù)鏈；VDL Mode4甚高頻數(shù)據(jù)鏈最早起源于20世紀(jì)80年代的瑞典，由于VHF頻段具有良好的傳播特性，給機(jī)場的地面監(jiān)視帶來極大的好處，是歐洲常使用的一種地空數(shù)據(jù)鏈。

1090ES，UAT和VDL?4三種數(shù)據(jù)鏈互不兼容，其各自特點(diǎn)如表1所示。目前應(yīng)用較多的ADS?B技術(shù)主要前兩種模式：1 090 MHz的S模式擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈和978 MHz通用訪問收發(fā)機(jī)（UAT）。這兩種模式的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈的傳輸方式，UAT模式的機(jī)載收發(fā)機(jī)為專用的通用訪問收發(fā)機(jī)，機(jī)載和地面收發(fā)機(jī)采用978 MHz的收發(fā)頻率；1 090 MHz模式是對(duì)機(jī)載S模式應(yīng)答機(jī)進(jìn)行改裝，利用S模式應(yīng)答機(jī)的1 090 MHz電報(bào)數(shù)據(jù)鏈加入ADS?B數(shù)據(jù)。

應(yīng)國際民航組織（ICAO）航行委員會(huì)（ANC）的要求，2003年在蒙特利爾第11次國際航行會(huì)議上，航空移動(dòng)通信專家小組（AMCP）主要圍繞上述三種數(shù)據(jù)鏈的性能進(jìn)行了認(rèn)真比較分析。在分析過程中，AMCP運(yùn)用了許多標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述幾種數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行了評(píng)估和比較。為了在不同的空中交通情況下評(píng)估系統(tǒng)的性能，用兩種空中交通情景（高密度和低密度）來代表未來的交通環(huán)境，AMCP認(rèn)為使用UAT數(shù)據(jù)鏈的空對(duì)空ADS?B性能，在高密度和低密度情況下，總體上UAT數(shù)據(jù)鏈性能優(yōu)于1090ES數(shù)據(jù)鏈和VDLM4甚高頻數(shù)據(jù)鏈性能。

隨著ADS?B監(jiān)視技術(shù)的迅猛發(fā)展與普及應(yīng)用，中國民航局先后出臺(tái)了編號(hào)為AC?115?TM?2010?01的咨詢通告《中國民航監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用政策》、《中國民用航空ADS?B實(shí)施規(guī)劃》、編號(hào)為MH/T 4036?2012《1 090 MHz擴(kuò)展電文廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視地面站（接收）設(shè)備技術(shù)要求》、編號(hào)為AC?93?TM?2011?01《廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS?B）管制運(yùn)行規(guī)程》，以促進(jìn)和加快ADS?B技術(shù)在中國的發(fā)展和應(yīng)用。

但是ADS?B系統(tǒng)除了性能優(yōu)越一面之外，還有一些值得注意的問題。在中國即將大范圍推廣應(yīng)用ADS?B系統(tǒng)之前，謹(jǐn)慎地研究ADS?B應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)及其對(duì)策、對(duì)ADS?B系統(tǒng)進(jìn)行測試驗(yàn)證和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估討論是必要的。

2 各種ADS?B數(shù)據(jù)鏈存在的風(fēng)險(xiǎn)

2.1 1090ES數(shù)據(jù)鏈存在的風(fēng)險(xiǎn)

目前國際民航組織S模式擴(kuò)展發(fā)射機(jī)1090ES數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)定義了航空器位置、速度、場面位置、航空器標(biāo)識(shí)類型、發(fā)射機(jī)狀態(tài)、事件等6種擴(kuò)展報(bào)文，信道帶寬為2 MHz，總有效數(shù)據(jù)傳輸率為1 Mb/s，每架飛機(jī)的有效速率為300 b/s，報(bào)文延遲為1.2 ms，數(shù)據(jù)更新周期為1 s，空地距離為視距，空空通信為60～80海里。

早期出廠裝機(jī)的S模式SSR應(yīng)答機(jī)不能滿足現(xiàn)在ADS?B對(duì)機(jī)載系統(tǒng)性能的要求，需要對(duì)S模式SSR應(yīng)答機(jī)進(jìn)行軟件升級(jí)，硬件上也需要再增加一條GPS連線，把機(jī)載GPS定位數(shù)據(jù)加載到了S模式擴(kuò)展報(bào)文上，生成ADS?B的航跡信息；而新出廠的裝備有S模式擴(kuò)展應(yīng)答機(jī)的航空器，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)基本的二次雷達(dá)監(jiān)視和廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視。

目前，一些大型的商用客機(jī)己裝備有S模式擴(kuò)展應(yīng)答機(jī)，并開始在北美和歐洲一些S模式雷達(dá)覆蓋的主要航路上進(jìn)行S模式數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用。ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈的最大下行數(shù)據(jù)長度達(dá)到112 b，相對(duì)于目前使用的RGS地/空數(shù)據(jù)鏈最大下行數(shù)據(jù)長度32 b，大了3倍多，但問題是1090ES數(shù)據(jù)鏈需要支持TCAS，MDL，SSR等多項(xiàng)業(yè)務(wù)，由于容量限制容易造成數(shù)據(jù)鏈路擁塞，導(dǎo)致丟報(bào)或者報(bào)文延遲等現(xiàn)象。成都機(jī)場?九黃機(jī)場安裝SENSIS公司生產(chǎn)的ADS?B 1090ES系統(tǒng)已經(jīng)考慮到此問題，但擁塞問題是否得到最終解決還無從驗(yàn)證。

1090ES數(shù)據(jù)鏈技術(shù)上的主要問題是應(yīng)用報(bào)文能力的擴(kuò)展受到二次雷達(dá)擴(kuò)展報(bào)文編碼技術(shù)和預(yù)制寄存器技術(shù)的制約，其發(fā)展空間受限，難以支持多種業(yè)務(wù)的復(fù)用；此外，1090ES地面站采用全向天線，當(dāng)空中的飛機(jī)數(shù)量非常多時(shí)，信號(hào)間相互交疊（包括S模式信號(hào)相互交疊、S模式與A/C模式信號(hào)間相互交疊）現(xiàn)象非常嚴(yán)重，斷續(xù)振蕩信號(hào)很容易受到其他應(yīng)答信號(hào)的干擾而發(fā)生交疊，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致無法形成連續(xù)的航跡。

2.2 UAT數(shù)據(jù)鏈存在的風(fēng)險(xiǎn)

通用訪問收發(fā)機(jī)UAT工作頻率是978 MHz。起初是為開發(fā)一種新型寬帶數(shù)據(jù)鏈，以適應(yīng)ADS?B的功能性需求，但ADS?B UAT系統(tǒng)在美國和中國通用機(jī)低成本運(yùn)行已經(jīng)引起全球的廣泛關(guān)注，成為ADS?B相關(guān)備選技術(shù)方案之一。在通用飛機(jī)上使用ADS?B UAT系統(tǒng)需要加裝GPS接收機(jī)和ADS?B發(fā)射機(jī)，而ADS?B UAT地面站通過發(fā)送UAT幀的ADS?B字符段中的ADS?B消息來支持交通情報(bào)服務(wù)廣播TIS?B業(yè)務(wù)。

由于ADS?B UAT數(shù)據(jù)鏈工作在978 MHz公共服務(wù)頻段上，面臨著來自軍機(jī)JTIDS/MIDS Link 16數(shù)據(jù)鏈和DME測距機(jī)地面發(fā)射設(shè)備的干擾，同時(shí)也面臨數(shù)字電視信號(hào)的干擾。這些干擾的存在會(huì)降低ADS?B UAT系統(tǒng)的性能，必需精心設(shè)計(jì)UAT波形以提高抗擊外部環(huán)境干擾的能力[3]。所以，ADS?B UAT系統(tǒng)在同頻段中與其他現(xiàn)役系統(tǒng)的兼容性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。此外，民用ADS?B UAT數(shù)據(jù)鏈還需與軍用JTIDS/MIDS Link 16數(shù)據(jù)鏈的使用部門進(jìn)行有關(guān)工作頻率的電磁兼容性協(xié)調(diào)。

2.3 VDL Mode4數(shù)據(jù)鏈路存在的風(fēng)險(xiǎn)

在歐洲，部分飛機(jī)使用VDL Mode4數(shù)據(jù)鏈作為ADS?B數(shù)據(jù)鏈，需要加裝新的VDL Mode4機(jī)載收發(fā)機(jī)設(shè)備。雖然VDL Mode4數(shù)據(jù)鏈工作于VHF頻段，傳播特性較好，但它卻存在明顯的共址干擾問題，所以，對(duì)VDL Mode4設(shè)備的頻率規(guī)劃問題必須給予慎重的研究。按照2010年11月頒布的《中國民航監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用政策》，中國主要推行ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈，而沒有使用VDL Mode4數(shù)據(jù)鏈，所以中國不存在該數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)褂蔑L(fēng)險(xiǎn)。

2.4 GNSS定位精度的風(fēng)險(xiǎn)

ADS?B系統(tǒng)是基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）工作的，由GNSS提供位置、航向、高度、速度等信息，所以ADS?B應(yīng)用過程中，必須監(jiān)測GNSS是否完好，其監(jiān)測功能模塊被稱為RAIM[4]，目的是在導(dǎo)航過程中檢測出發(fā)生故障的衛(wèi)星，并保障導(dǎo)航定位的精度。2010年頒布的《中國民航監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用政策》（AC?115?TM?2010?01）指出，ADS?B系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)在于由于其依賴GNSS對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，所以ADS?B系統(tǒng)本身不具備對(duì)目標(biāo)位置的驗(yàn)證功能；如果航空器給出的位置信息有誤，ADS?B地面站設(shè)備（系統(tǒng)）將無法辨別。在GNSS失效情況下，ADS?B系統(tǒng)不能正常工作。

正常情況下，一般采取余度技術(shù)，通過增加觀測衛(wèi)星數(shù)量來檢測發(fā)生故障的衛(wèi)星，并保障導(dǎo)航定位的精度。因此，在進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收的同時(shí)需要首先判斷當(dāng)時(shí)可見星的數(shù)目，若少于5顆可見定位衛(wèi)星則要提醒用戶此時(shí)RAIM無效，需要重新接收定位信號(hào)；其次，需要根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)當(dāng)前可見星的幾何分布進(jìn)行判斷，決定其是否適合進(jìn)行完好性監(jiān)測。根據(jù)接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)得出水平保護(hù)限HPL，然后與系統(tǒng)給定的水平警告門限HAL相比較，如果HPL小于HAL，說明此時(shí)可見星幾何結(jié)構(gòu)滿足RAIM要求，此時(shí)的完好性監(jiān)測結(jié)果是有效的；反之無效，此時(shí)稱為RAIM空洞，需要重新接收衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行判斷，這種情況通常稱為完好性要求下的可用性判斷。目前存在的主要問題是：由于存在RAIM空洞現(xiàn)象，而導(dǎo)航數(shù)據(jù)又過于依賴GPS，這樣安全性和可靠性問題會(huì)比較突出。

2.5 雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合應(yīng)用存在的風(fēng)險(xiǎn)

目前國內(nèi)在大型運(yùn)輸機(jī)上使用ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，ADS?B 1090ES使用將對(duì)現(xiàn)行雷達(dá)管制程序產(chǎn)生較大影響，最為突出的問題是將雷達(dá)航跡與ADS?B航跡融合為系統(tǒng)航跡時(shí)，可能存在ADS?B數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)相互影響的風(fēng)險(xiǎn)[5]。面對(duì)此問題，可采用單獨(dú)顯示雷達(dá)航跡或ADS?B航跡，這樣就不存在ADS?B數(shù)據(jù)影響雷達(dá)數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，也不需要重新驗(yàn)證雷達(dá)數(shù)據(jù)處理功能；特別對(duì)于非雷達(dá)覆蓋區(qū)的航路，航班流量較少，在ADS?B管制與雷達(dá)管制過渡區(qū)產(chǎn)生少量的跳點(diǎn)現(xiàn)象對(duì)航行管制影響不大，所以可單獨(dú)使用ADS?B1090ES數(shù)據(jù)鏈為非雷達(dá)覆蓋區(qū)的航路管制服務(wù)。

但是某些區(qū)域，雷達(dá)管制與ADS?B管制同時(shí)存在，為了避免出現(xiàn)跳點(diǎn)現(xiàn)象，將雷達(dá)航跡與ADS?B航跡融合為系統(tǒng)航跡在所難免，但必須在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中增加ADS?B數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致的告警以及ADS?B數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃不一致的告警功能；另外還要特別注意ADS?B監(jiān)視的飛機(jī)與雷達(dá)監(jiān)視的飛機(jī)之間的短期沖突告警。

3 ADS?B數(shù)據(jù)鏈風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

3.1 1090ES數(shù)據(jù)鏈風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

目前ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈尚未應(yīng)用于飛行終端區(qū)。國內(nèi)安裝1090ES系統(tǒng)的飛機(jī)數(shù)量接近700架，由于數(shù)量不多，1090 ES數(shù)據(jù)鏈路擁塞可能造成報(bào)文丟失或者報(bào)文延遲現(xiàn)象幾乎還沒出現(xiàn)；但未來加裝ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈的飛機(jī)數(shù)量增加后，這個(gè)問題值得考慮。國際民航組織也已經(jīng)意識(shí)到此問題，只有大型運(yùn)輸飛機(jī)才準(zhǔn)許使用具有惟一標(biāo)識(shí)的ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，所以限制ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的使用量是解決問題的根本。

3.2 UAT數(shù)據(jù)鏈風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

ADS?B UAT 數(shù)據(jù)鏈的主要問題是其他信號(hào)的同頻段干擾。針對(duì)此問題，ADS UAT數(shù)據(jù)鏈機(jī)載設(shè)備設(shè)計(jì)帶有外部抑制輸入和自身抑制輸出信號(hào)接口，可以與同機(jī)安裝的同頻段電子設(shè)備相互抑制，避免相互干擾。

3.3 雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

由于ADS?B的數(shù)據(jù)更新速率較快，每1 s鐘更新1次，而二次雷達(dá)需要長達(dá)4 s的時(shí)間才能更新1次。因此，在需要精確比對(duì)兩種監(jiān)視數(shù)據(jù)時(shí)，必須先將ADS?B和SSR的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理。對(duì)于由多雷達(dá)和ADS?B組成的航路綜合監(jiān)測系統(tǒng)，各雷達(dá)輸出的數(shù)據(jù)均是在以各自的空間位置為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中生成的，為此還需要解決不同雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換的問題。為確保ADS?B系統(tǒng)和SSR雷達(dá)系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)的正確性，對(duì)由于采集設(shè)備自身原因?qū)е碌腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)要進(jìn)行過濾；還需把當(dāng)前的數(shù)據(jù)和前期采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，ADS?B數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致或ADS?B數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃不一致時(shí)給出告警。

3.4 GNSS定位精度風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

使用 GNSS對(duì)越來越多的民航飛機(jī)進(jìn)行ADS?B監(jiān)視已成為民航運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。影響GNSS定位精度的主要風(fēng)險(xiǎn)是某些區(qū)域可視衛(wèi)星數(shù)量不夠，特別是衛(wèi)星出現(xiàn)故障或被人為關(guān)閉情況下，定位精度風(fēng)險(xiǎn)尤甚。解決這個(gè)問題的根本辦法是發(fā)射更多自己國家控制的導(dǎo)航衛(wèi)星。目前國家正在相繼發(fā)射“北斗”系列導(dǎo)航衛(wèi)星，相信不久的將來，我國“北斗”衛(wèi)星的數(shù)量就能滿足中國區(qū)域內(nèi)ADS?B系統(tǒng)對(duì)可視衛(wèi)星數(shù)量的要求。另外最近新發(fā)布了具有“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)功能的多頻多系統(tǒng)兼容芯片，意味著“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)兼容衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)突破關(guān)鍵技術(shù)。伴隨國家的大力支持，相關(guān)多模式衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)產(chǎn)品裝備民航飛機(jī)也指日可待，可以解決目前面臨的GNSS定位精度風(fēng)險(xiǎn)。

在對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性。當(dāng)評(píng)估出的監(jiān)視數(shù)據(jù)的精度和完好性具有可用性時(shí)，才能對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，否則給出相關(guān)的告警信息。評(píng)估主要包括以下幾方向：首先對(duì)ADS?B位置報(bào)文數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行評(píng)估，以RTK提供的位置數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)比較同一段時(shí)間間隔內(nèi)ADS?B和雷達(dá)位置數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)的方差大小，得出監(jiān)視精度結(jié)論；其次對(duì)ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算一段時(shí)間間隔內(nèi)從ADS?B報(bào)文數(shù)據(jù)中提取完好性質(zhì)量參數(shù)NUC≥5的報(bào)文數(shù)占總ADS?B報(bào)文數(shù)的比例，即完好率，得到ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性結(jié)論。在監(jiān)視數(shù)據(jù)精度和完好性具有可用性時(shí)，對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以確認(rèn)雷達(dá)數(shù)據(jù)和ADS?B數(shù)據(jù)融合的有效性。

4 結(jié) 語

本文簡述了廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視ADS?B 1090ES、UAT，VLD4數(shù)據(jù)鏈特性，討論了三種數(shù)據(jù)鏈所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，并提出了應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的策略。針對(duì)大規(guī)模應(yīng)用ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈路擁塞可能造報(bào)文成丟或報(bào)文延遲風(fēng)險(xiǎn)采取限制該型設(shè)備總使用量來應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)；ADS?B UAT 數(shù)據(jù)鏈存在的同頻段干擾風(fēng)險(xiǎn)通過設(shè)計(jì)帶有外部抑制輸入和自身抑制輸出信號(hào)接口避免相互干擾；針對(duì)雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合互相影響的風(fēng)險(xiǎn)，提出對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，濾除采集設(shè)備自身原因?qū)е碌腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)，并比對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和前期采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)ADS?B數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致或ADS?B數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃不一致時(shí)給出告警。

參考文獻(xiàn)

[1] SCARDINA John. Overview of the FAA ADS?B link decision [EB/OL]. [2007?07?24]. http：// www.freepatentsonline.

[2] 何桂萍，徐亞軍.ADS?B數(shù)據(jù)鏈的比較及特性研究[J].中國民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，21（4）：3?6.

[3] 時(shí)宏偉.ADS?B數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用技術(shù)的綜合評(píng)述（一）[J].空中交通管理，2007（6）：13?16.

[4] 阮敏.ADS?B系統(tǒng)的應(yīng)用及風(fēng)險(xiǎn)研究[J].空中交通管理，2009（1）：33?35.

[5] 張學(xué)軍，張其善.ATM中的ADS?SSR數(shù)據(jù)融合的研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，27（1）：24?27.

[6] 吝繼鋒，周德云，魯華.數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的航跡關(guān)聯(lián)方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（9）：6?9.

在對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性。當(dāng)評(píng)估出的監(jiān)視數(shù)據(jù)的精度和完好性具有可用性時(shí)，才能對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，否則給出相關(guān)的告警信息。評(píng)估主要包括以下幾方向：首先對(duì)ADS?B位置報(bào)文數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行評(píng)估，以RTK提供的位置數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)比較同一段時(shí)間間隔內(nèi)ADS?B和雷達(dá)位置數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)的方差大小，得出監(jiān)視精度結(jié)論；其次對(duì)ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算一段時(shí)間間隔內(nèi)從ADS?B報(bào)文數(shù)據(jù)中提取完好性質(zhì)量參數(shù)NUC≥5的報(bào)文數(shù)占總ADS?B報(bào)文數(shù)的比例，即完好率，得到ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性結(jié)論。在監(jiān)視數(shù)據(jù)精度和完好性具有可用性時(shí)，對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以確認(rèn)雷達(dá)數(shù)據(jù)和ADS?B數(shù)據(jù)融合的有效性。

4 結(jié) 語

本文簡述了廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視ADS?B 1090ES、UAT，VLD4數(shù)據(jù)鏈特性，討論了三種數(shù)據(jù)鏈所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，并提出了應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的策略。針對(duì)大規(guī)模應(yīng)用ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈路擁塞可能造報(bào)文成丟或報(bào)文延遲風(fēng)險(xiǎn)采取限制該型設(shè)備總使用量來應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)；ADS?B UAT 數(shù)據(jù)鏈存在的同頻段干擾風(fēng)險(xiǎn)通過設(shè)計(jì)帶有外部抑制輸入和自身抑制輸出信號(hào)接口避免相互干擾；針對(duì)雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合互相影響的風(fēng)險(xiǎn)，提出對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，濾除采集設(shè)備自身原因?qū)е碌腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)，并比對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和前期采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)ADS?B數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致或ADS?B數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃不一致時(shí)給出告警。

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[4] 阮敏.ADS?B系統(tǒng)的應(yīng)用及風(fēng)險(xiǎn)研究[J].空中交通管理，2009（1）：33?35.

[5] 張學(xué)軍，張其善.ATM中的ADS?SSR數(shù)據(jù)融合的研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，27（1）：24?27.

[6] 吝繼鋒，周德云，魯華.數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的航跡關(guān)聯(lián)方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（9）：6?9.

在對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性。當(dāng)評(píng)估出的監(jiān)視數(shù)據(jù)的精度和完好性具有可用性時(shí)，才能對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，否則給出相關(guān)的告警信息。評(píng)估主要包括以下幾方向：首先對(duì)ADS?B位置報(bào)文數(shù)據(jù)的精度進(jìn)行評(píng)估，以RTK提供的位置數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)比較同一段時(shí)間間隔內(nèi)ADS?B和雷達(dá)位置數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)的方差大小，得出監(jiān)視精度結(jié)論；其次對(duì)ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算一段時(shí)間間隔內(nèi)從ADS?B報(bào)文數(shù)據(jù)中提取完好性質(zhì)量參數(shù)NUC≥5的報(bào)文數(shù)占總ADS?B報(bào)文數(shù)的比例，即完好率，得到ADS?B監(jiān)視數(shù)據(jù)的完好性結(jié)論。在監(jiān)視數(shù)據(jù)精度和完好性具有可用性時(shí)，對(duì)監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以確認(rèn)雷達(dá)數(shù)據(jù)和ADS?B數(shù)據(jù)融合的有效性。

4 結(jié) 語

本文簡述了廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視ADS?B 1090ES、UAT，VLD4數(shù)據(jù)鏈特性，討論了三種數(shù)據(jù)鏈所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，并提出了應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的策略。針對(duì)大規(guī)模應(yīng)用ADS?B 1090ES數(shù)據(jù)鏈路擁塞可能造報(bào)文成丟或報(bào)文延遲風(fēng)險(xiǎn)采取限制該型設(shè)備總使用量來應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)；ADS?B UAT 數(shù)據(jù)鏈存在的同頻段干擾風(fēng)險(xiǎn)通過設(shè)計(jì)帶有外部抑制輸入和自身抑制輸出信號(hào)接口避免相互干擾；針對(duì)雷達(dá)管制與ADS?B 1090ES融合互相影響的風(fēng)險(xiǎn)，提出對(duì)航路監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，首先檢測和判斷監(jiān)視信息的精度和完好性后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，濾除采集設(shè)備自身原因?qū)е碌腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)，并比對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和前期采集的數(shù)據(jù)，確認(rèn)ADS?B數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)不一致或ADS?B數(shù)據(jù)與飛行計(jì)劃不一致時(shí)給出告警。

參考文獻(xiàn)

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[3] 時(shí)宏偉.ADS?B數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用技術(shù)的綜合評(píng)述（一）[J].空中交通管理，2007（6）：13?16.

[4] 阮敏.ADS?B系統(tǒng)的應(yīng)用及風(fēng)險(xiǎn)研究[J].空中交通管理，2009（1）：33?35.

[5] 張學(xué)軍，張其善.ATM中的ADS?SSR數(shù)據(jù)融合的研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，27（1）：24?27.

[6] 吝繼鋒，周德云，魯華.數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的航跡關(guān)聯(lián)方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（9）：6?9.