朱丹

摘 要 ADS-B（Automatic Dependant Surveillance Broadcast）是基于全球定位系統(tǒng)，空對空、地空數(shù)據(jù)鏈交互的航空器監(jiān)視技術(shù)，可減小已有的飛行安全距離，從而使空域內(nèi)飛機容量得到提升，有效提高空中管制能力和飛行安全系數(shù)，將ADS-B數(shù)據(jù)接入自動化系統(tǒng)作為雷達覆蓋的補盲和補充，通過ADS-B技術(shù)的應用可有效縮小飛行間隔，提高空域容量。本文主要討論空管自動化系統(tǒng)接入ADS-B信號的方法和優(yōu)缺點，及接入的相關(guān)技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞 ADS-B;空管自動化;技術(shù)問題

1ADS-B原理及國內(nèi)現(xiàn)狀

ADS-B是指廣播式自動相關(guān)監(jiān)視，A- Automatic自動，指無須人工介入，D-Dependant相關(guān)，指航空器通過星際當行系統(tǒng)、通過地空或空空數(shù)據(jù)鏈采用全向廣播方式自動發(fā)送定位信息，S- Surveillance監(jiān)視，能夠?qū)娇掌鞯母叨?、速度、位置、航向、識別信息等進行監(jiān)視，B- Broadcast廣播，無須應答的數(shù)據(jù)傳輸方式。航空器若進入雷達覆蓋盲區(qū)，自動化系統(tǒng)將無法對其進行實時跟蹤掃描，未接入ADS-B信號的自動化系統(tǒng)在管制工作時難免出現(xiàn)目標丟失的情況，不利于航空器安全飛行。ADS-B的應用將大大提升管制工作的效率和安全性，尤其我國空域范圍非常大，在偏遠地區(qū)應用ADS-B彌補雷達盲區(qū)可提升提供給管制信息的實時性和準確性[1]。

目前我國已相繼在西部地區(qū)如四川、西藏、新疆等地形復雜地區(qū)建立了ADS-B地面接收站，隨著國內(nèi)航空事業(yè)飛速發(fā)展， ADS-B一級數(shù)據(jù)處理中心有兩個，二級數(shù)據(jù)處理中心有7個，ADS-B數(shù)據(jù)站有44個，ADS-B技術(shù)在我國空管領(lǐng)域正在飛速發(fā)展。

2西安空管自動化系統(tǒng)雷達信號的引接現(xiàn)狀

西安區(qū)管自動化系統(tǒng)接入22部二次監(jiān)視雷達，包括S模式和A/C模式雷達，基本實現(xiàn)空域雙重/多重覆蓋。但雷達地面站的建立位置限制難免使雷達監(jiān)視范圍內(nèi)產(chǎn)生盲區(qū)。例如，在西安現(xiàn)場曾有本場起飛航班在進近區(qū)域飛入本場雙雷達的頂空盲區(qū)導致目標短暫消失;兩架航空器在同一部雷達的覆蓋范圍內(nèi)由于距離過近引發(fā)雷達串擾導致目標丟失;某航空器在航路上僅可被單部雷達探測到，處于該雷達邊界時目標不穩(wěn)定而丟失。

3ADS-B接入空管自動化系統(tǒng)的方法

目前西安區(qū)管現(xiàn)場INDRA主用自動化系統(tǒng)和二所AirNet備用自動化系統(tǒng)均已完成ADS-B的信號接入測試，本節(jié)主要介紹西安現(xiàn)場ADS-B的引接方法和系統(tǒng)接入情況。

民航空管西北地區(qū)ADS-B系統(tǒng)工程陜西地區(qū)子項已完成8套ADS-B地面站的安裝調(diào)試，通過西安ADS-B二級數(shù)據(jù)處理中心接入主備自動化系統(tǒng)測試平臺。ADS-B通過地面站接收和處理后送入ADS-B二級數(shù)據(jù)處理中心。二級處理中心不僅以組播網(wǎng)絡單通道的形式接入了ADS-B全向+定向地面站1個，全向地面站7個，數(shù)據(jù)站3個，同時還通過同步串口介入了5部雷達信號以完成ADS-B航跡輔助驗證工作。二級數(shù)據(jù)處理中心將數(shù)據(jù)驗證融合后輸出滿足自動化系統(tǒng)需求的串口、網(wǎng)口接口：

自動化系統(tǒng)可通過DBM設置各種過濾參數(shù)滿足各項需求。

3.1 INDRA主用自動化系統(tǒng)的ADS-B接入

INDRA自動化系統(tǒng)采用IP（組播）接入2路V0.26版本的ADS-B監(jiān)視源，數(shù)據(jù)直接接入系統(tǒng)的雷達數(shù)據(jù)通信處理器（RDCU）。該處理器負責將系統(tǒng)引接的所有雷達信號進行格式轉(zhuǎn)換和集中處理，系統(tǒng)中同時有兩部RDCU在平行工作，系統(tǒng)通過比選將質(zhì)量好的一路信號進行輸出。INDRA自動化系統(tǒng)最大可接入地面站數(shù)量為100個，最大系統(tǒng)航跡數(shù)量為2000，最大ADS-B航跡數(shù)量為500，超出指標將引起航跡不穩(wěn)定、丟點等情況。

（1）ADS-B航跡處理

雷達覆蓋區(qū)域的ADS-B航跡處理——INDRA自動化系統(tǒng)將接入的ADS-B監(jiān)視源生成ADS-B合成航跡再與雷達合成航跡再次融合形成系統(tǒng)航跡。當雷達合成航跡與ADS-B合成航跡共同覆蓋目標時，系統(tǒng)將對比兩者的地址碼、二次代碼、高度、位置等信息，根據(jù)比對一致性結(jié)果確定是否將兩者相關(guān)，如果相關(guān)失敗系統(tǒng)則生成新的綜合航跡。無雷達覆蓋區(qū)域的ADS-B航跡處理，系統(tǒng)完全由ADS-B監(jiān)視數(shù)據(jù)進行跟蹤，此時的系統(tǒng)航跡與ADS-B合成航跡一致。ADS-B數(shù)據(jù)與雷達數(shù)據(jù)的融合規(guī)則為：

①考慮ABS-B數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)完好性，當數(shù)據(jù)完好性較差時，系統(tǒng)以多雷達融合為主（可通過DBM設置權(quán)重值）;

②當ABS-B數(shù)據(jù)的完好性較高時，則以ADS-B數(shù)據(jù)為主（可通過DBM設置權(quán)重值）;

③當某一目標的監(jiān)視源中既有ADS-B數(shù)據(jù)又有雷達數(shù)據(jù)時，使用雷達融合結(jié)果對ADS-B數(shù)據(jù)可靠性進行評估;

④數(shù)據(jù)完好性差的純ADS-B目標將產(chǎn)生告警。

（2） ADS-B航跡與飛行計劃相關(guān)

INDRA自動化系統(tǒng)目前支持通過二次代碼或航空器呼號信息與飛行計劃進行相關(guān)。系統(tǒng)首先檢測二次代碼或航空器呼號的一致性，當一致性滿足后系統(tǒng)會進行相關(guān)半徑以及飛行計劃狀態(tài)等條件的檢查，所有條件滿足后進行自動相關(guān)。

3.2 二所AirNet備用自動化系統(tǒng)的ADS-B接入

二所AirNet備用自動化系統(tǒng)可采用以太網(wǎng)或同步串口兩種方式接入ADS-B數(shù)據(jù)，目前采用IP方式（組播）從ADS-B數(shù)據(jù)處理中心接入了2路ADS-B監(jiān)視源，接入方式如下：

數(shù)據(jù)接口子網(wǎng)是AirNet系統(tǒng)的接口設備，對于同步數(shù)據(jù)，AirNet系統(tǒng)采用MPDC作為接口設備;對于異步數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用NPort作為接口設備;對于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用該網(wǎng)的交換機作為接口設備。

AirNet自動化系統(tǒng)的ADS-B航跡與飛行計劃相關(guān)，系統(tǒng)需檢查地址碼是否一致，二次代碼是否一致，航空器呼號是否一致，飛行計劃狀態(tài)、航路等，當滿足以上條件，系統(tǒng)還會考慮航跡位置誤差、航偏距、航向等因素，滿足所有條件后才會進行自動相關(guān)。

4ADS-B接入西安空管自動化系統(tǒng)的優(yōu)缺點

在INDRA自動化系統(tǒng)測試中就發(fā)現(xiàn)所有和本扇區(qū)相關(guān)的ADS-B和雷達融合航跡顯示CN告警。CN告警是當目標的ADS-B航跡與雷達航跡產(chǎn)生不一致時出現(xiàn)的告警。ADS-B航跡與雷達航跡之間的距離作為一個系統(tǒng)參數(shù)在INDRA自動化系統(tǒng)中可以進行閾值設定，當兩者的距離超過系統(tǒng)設定值時將引發(fā)CN告警。但在測試過程中我們發(fā)現(xiàn)該閾值并未起到作用，而是會異常告警。

在AirNet自動化系統(tǒng)測試中，當多次拔出ADS-B主用鏈路時，系統(tǒng)航跡有時會出現(xiàn)不連續(xù)的情況;當同時關(guān)閉主用SDFP對應的雙路ADS-B信號，會導致SDFP服務器的自動切換。

作為一項全新的監(jiān)視技術(shù)，空管自動化系統(tǒng)還需要不斷完善功能，提升處理ADS-B數(shù)據(jù)能力，有效融合ADS-B航跡和監(jiān)視數(shù)據(jù)航跡， ADS-B將成為空管主要監(jiān)視手段之一。

參考文獻

[1] 馮天生.空中交通管理中人工智能的實踐（ADSB）[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2018，（11）：79-80.