劉超備

（中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局，上海 200335）

基于ADS-B的機(jī)載防撞系統(tǒng)的優(yōu)勢及架設(shè)

劉超備

（中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局，上海 200335）

目前民航使用的機(jī)載防撞系統(tǒng)多為ground-based TCAS II系統(tǒng)，但隨著民航事業(yè)發(fā)展，該系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能適應(yīng)日漸增多的航班運(yùn)行。ADS-B作為有效的空中監(jiān)視手段，如果將其應(yīng)用到機(jī)載防撞系統(tǒng)的架設(shè)，將得到無限好處。本文詳細(xì)論述了基于ADS-B的機(jī)載防撞系統(tǒng)的優(yōu)勢及架設(shè)。

民航 ADS-B 機(jī)載防撞系統(tǒng)

隨著民航事業(yè)不斷發(fā)展，日運(yùn)行航班量不斷增加，空中防相撞的重要性越來越凸顯出來。然而我國目前民航使用的機(jī)載防撞系統(tǒng)多為TCAS II 系統(tǒng)，該系統(tǒng)是使用地面臺(tái)站與應(yīng)答機(jī)之間詢問數(shù)據(jù)作為依據(jù)來運(yùn)行的。在實(shí)際運(yùn)行中該系統(tǒng)的可靠性已不足以應(yīng)對(duì)越來越多的航班日常運(yùn)行。而基于ADS-B的機(jī)載防撞系統(tǒng)無論在可靠性還是應(yīng)用性方面都更勝一籌，本文具體討論了新系統(tǒng)與傳統(tǒng)TCAS防撞系統(tǒng)的相比的優(yōu)勢以及在實(shí)際應(yīng)用中如何架設(shè)。

1　ADS-B的原理

ADS-B（Automatic Dependent Surveillance Broadcast）是廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視的英文縮寫，它主要實(shí)施空對(duì)空監(jiān)視，ADS-B系統(tǒng)由多地面站和機(jī)載站構(gòu)成，以網(wǎng)狀、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式完成數(shù)據(jù)雙向通信。只需機(jī)載電子設(shè)備，不需要任何地面輔助設(shè)備即可完成相關(guān)功能，裝備了ADS-B的飛機(jī)可通過數(shù)據(jù)鏈廣播其自身的精確位置和其它數(shù)據(jù)（如速度、高度及飛機(jī)是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降等）。ADSB 接收機(jī)與空管系統(tǒng)、其它飛機(jī)的機(jī)載ADS-B結(jié)合起來，在空地都能提供精確、實(shí)時(shí)的沖突信息。

2　基于ADS-B的機(jī)載防撞系統(tǒng)與傳統(tǒng)TCAS防撞系統(tǒng)相比優(yōu)勢

2.1精度方面

ADS-B數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)來源分為：（1）全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）；（2）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）；（3）慣性參考系統(tǒng)（IRS）；（4）飛行管理器；（5）其它機(jī)載傳感器五大方面。

信息傳輸通過空-空、空-地?cái)?shù)據(jù)鏈廣播式傳播，信息處理與顯示主要包括位置信息和其它附加信息的提取、處理及有效算法，因此，ADS-B性能更具優(yōu)勢，在精度、偽目標(biāo)率、位置報(bào)連續(xù)性、速度、航向精度、航向連續(xù)性、可靠性等方面都大大優(yōu)于傳統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)與地面臺(tái)站交換數(shù)據(jù)模式。

2.2協(xié)同性方面

運(yùn)行ADS-B的系統(tǒng)之間是獨(dú)立的，機(jī)載設(shè)備主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)鏈廣播，不需要“詢問-應(yīng)答”模式，飛行器之間自主運(yùn)行，無需外部依賴，節(jié)約了“詢問-應(yīng)答”的時(shí)間差。因此，在協(xié)同性方面大大優(yōu)于TCAS系統(tǒng)，保證兩機(jī)機(jī)載防撞系統(tǒng)的告警同時(shí)產(chǎn)生。

2.3降低虛警幾率

由于刷新頻率更高，定位精度更準(zhǔn)確，基于ADS-B的新系統(tǒng)防撞保護(hù)區(qū)PAZ（protected airspace zone）比TCAS系統(tǒng)大大縮小，從而大大降低了虛警幾率。新系統(tǒng)的PAZ可低至750英尺半徑，300英尺垂直間隔，可保證在目前應(yīng)用的RVSM空域內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)符合安全間隔的虛假警告。

2.4終端區(qū)應(yīng)用更廣泛

與TCAS主要應(yīng)用與航路區(qū)域的模式不同，ADS-B系統(tǒng)更注重于在終端區(qū)的應(yīng)用，甚至可以應(yīng)用在機(jī)場運(yùn)行區(qū)，還可可用于跑道入侵等。

3　如何在實(shí)際應(yīng)用中架設(shè)基于ADS-B的機(jī)載防撞系統(tǒng)體系

3.1ADS-B臺(tái)站的架設(shè)

目前支持ADS-B應(yīng)用的數(shù)據(jù)鏈有三類：（1）1090ES；UAT；VLD4。（2）我國ADS-B推廣和應(yīng)用主要是基于1090ES數(shù)據(jù)鏈。（3）1090ES地面接收站包括RF接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理單元、天線、通信單元、供電等各部分。

3.2機(jī)載設(shè)備

具備ADS-B OUT 和IN 功能的綜合收發(fā)系統(tǒng)要求4個(gè)主要電子組件：（1）S模式1090ES應(yīng)答機(jī)；（2）GNSS接收機(jī)；（3）1090 ES接收機(jī)；（4）駕駛艙交通信息顯示器CDTI。

3.3對(duì)飛行員進(jìn)行一系列的培訓(xùn)

由于新系統(tǒng)PAZ的減小，留給飛行員反應(yīng)時(shí)間縮短，要求飛行員在一定時(shí)間范圍內(nèi)采取必要的動(dòng)作。因此，必須對(duì)飛行員在設(shè)備使用和心理素質(zhì)方面都進(jìn)行一系列的培訓(xùn)，以具備使用新系統(tǒng)的資質(zhì)。

［1］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（01）.

［2］杜萬營，陳惠萍.ADS-B監(jiān)視技術(shù)在空中交通服務(wù)中的應(yīng)用研究［J］.中國民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（06）.

［3］李自俊.ADS-B廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視原理及未來的發(fā)展和應(yīng)用［J］.中國民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（05）.