浅谈ADS-B

来源 :中国外资·下半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lipengzhangchinese
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  摘要:航空需求与日俱增,国家和公众对空域的需求和当前可供使用的空域的资源不足的矛盾日益突出。政府职能部门,国内外的大企业以及个人拥有航空器或者直升机的数量越来越多,而且他们大部分都在大中城市以及机场密集地附近飞行。他们的加入使得飞行活动出现了许多新的情况和特点,使得空域的飞行活动变得愈来愈错综复杂。因此,如何合理、科学、充分的利用这样一些有限的的资源,成为一个非常重要和紧迫的问题。建立完善的空中管理系统,包括先进的机载设备,以及配套的空-空管理,地-空管理系统和设备是当前一个迫切的任务。
  关键词:空域资源;导航定位;ADS-B;空中管理
  长期以来,我校一直受到各训练机场无管制雷达的困扰,组织飞行训练时只能依靠传统的目视方法指挥飞行教学。由于飞行训练的保障设施不够完善,一旦训练中出现非管制状态,各教练机间的安全间隔控制,便只能依靠飞行教师或飞行学员“看到”—“避让”这种被动的主观决策方式来保证航空安全,因而在客观上存在一定的隐患。2005年,世界民航组织向中国民航总局推荐了一项由美国ADS-B技术开发应用公司研制的“ADS-B”数据链,并于当年7月15日,在我校完成了“ADS-B”在亚洲地区的首次应用测试。自从学校引进ADS-B系统后,飞机出机架次和训练飞行安全都有了显著提高。通过这套系统,指挥员可以在电脑屏幕上很清楚的看到每一架飞机的几乎全部信息,方便空中流量控制。我国正在研究的有自主产权的导航定位系统也在进一步的测试调试中,相信在不久的将来,我们会用上标有中国制造的多功能导航定位系统,确保日益发展的民航事业不断繁荣。
  随着技术的不断创新和发展,以及军事和民用需求的促进,航空领域所呈现出来了前所未有的发展趋势。航空需求与日俱增,国家和公众对空域的需求和当前可供使用的空域的资源不足的矛盾日益突出。政府职能部门,国内外的大企业以及个人拥有航空器或者直升机的数量越来越多,而且他们大部分都在大中城市以及机场密集地附近飞行。他们的加入使得飞行活动出现了许多新的情况和特点,使得空域的飞行活动变得愈来愈错综复杂。中国航空工业第一集团预测:到2026年左右,我国的客运周转量会达到1.2万亿人次。需求的快速增长,为航空运输业带来机遇的同时,也会使得机场和空域变得越来越拥挤。因此,如何合理、科学、充分的利用这样一些有限的的资源,成为一个非常重要和紧迫的问题。建立完善的空中管理系统,包括先进的机载设备,以及配套的空-空管理,地-空管理系统和设备是当前一个迫切的任务。
  作为中国民航飞行员培养的绝对主力,我校的训练任务也在不断攀升,各训练机场日趋繁忙。但长期以来,学校一直受到各训练机场无管制雷达的困扰,组织飞行训练时只能依靠传统的目视方法指挥飞行教学。由于飞行训练的保障设施不够完善,一旦训练中出现非管制状态,各教练机间的安全间隔控制,便只能依靠飞行教师或飞行学员“看到”—“避让”这种被动的主观决策方式来保证航空安全,因而在客观上存在一定的隐患。
  2005年,世界民航组织向中国民航总局推荐了一项由美国ADS-B技术开发应用公司研制的“ADS-B”数据链,并于当年7月15日,在我校完成了“ADS-B”在亚洲地区的首次应用测试。嗣后,经中国民航总局批准,并由总局斥资1800万元,于2006年早些时候引进了该项目。“ADS-B”系统建设项目启动后,经学校各部门通力协作,目前已先后完成了绵阳、广汉、新津、遂宁、洛阳5个地面台建设,并在105架飞机上完成了GDL90收发机安装,实现了区域内飞机与地面台(GBT)的信号传递。现阶段可实现川内机场、空域的全面监控、对洛阳本场监控和广汉至洛阳航路全面监控。自从学校引进ADS-B系统后,飞机出机架次和训练飞行安全都有了显著提高。通过这套系统,指挥员可以在电脑屏幕上很清楚的看到每一架飞机的几乎全部信息,方便空中流量控制。
  ADS-B (广播式自动相关监视)主要实施空对空的监视。一般情况下,只需要机载电子设备的支持,包括:GPS接收机,数据链的收发机以及天线,驾驶舱内冲突信息显示器。装备了ADS-B的飞机可以通过数据链广播其自身当前位置和其他的一些数据,比如:速度,高度,飞机是否正在转弯,爬升或者下降等信息。ADS-B接收机可以与空管系统等结合起来,无论是在空中,还是在地上,都能够提供精确,实时的信息。
  ADS-B系统由多个机载站和地面站构成。以网状,多点对多点的方式完成数据的双向通信。机载ADS-B通信设备通过广播的方式发送GPS导航信息,接受其他飞机或者地面广播站发出的信息,并且显示到机舱的综合显示屏上。国际民航组织(ICAO)将其确定为未来监视技术发展的主要方向,国际航空界正在积极推进该项技术的应用,而且一些国家已经投入使用。
  澳大利亚已经实施ADS-B OUT 运行,提供空中监视服务,澳大利亚准备使用ADS-B覆盖其他无雷达区域,并且逐步扩展到大部分有雷达服务的繁忙区域。目前,澳大利亚已经完成了28个地面台站的建设。已经可以完全覆盖到3000英尺以上的高空。预计在2012年完成39个地面台站的建设,强制实施ADS-B监视,最终航路完全取代二次雷达。通过使用ADS-B,澳大利亚可以将原来的航空最小间隔标准由程序管制下的10分钟约80海里,缩小到5海里,大大增强了空域容量。在目前飞往澳大利亚的国际航班中,40%的飞机已经具备ADS-B机载设备能力,在强制实施ADS-B之前,空管部门将为具备ADS-B能力的飞机提供优先运行服务。
  对美国而言,FAA将ADS-B确定为下一代空中交通运输系统的基石之一,以期减少航班的延误,提高系统运行的安全性。由于美国国内空管设施完善,航空运输一般都处于雷达覆盖范围之内,FAA决定在通用航空领域中首先推广ADS-B。FAA拟要求运输航空使用1090ES,通用航空使用UAT。按照FAA的计划,ADS-B将在2010具备可用性,在2013实现全网覆盖。ADS-B将为机组提供图形化气象,地形和飞行信息。FAA已经在阿拉斯加建立了ADS-B地面台站,并且完成了运行试验。美国UPS公司已经将该公司107架航空器进行了ADS-B的改装。   在自动相关监视技术的应用方面,中国民航的起步并不晚。1998年,中国民航为了探索新航行系统发展之路,促进西部地区航空运输发展,在国际民航组织新航行系统发展规划指导下,抓住中国西部地区开辟欧亚新航路的战略机遇,启动了第一条基于ADS技术的新航行系统航路(L888航路)建设。L888航路装备了FANS 1/A 定义的ADS-C监视工作站,并在北京建立了网管数据中心。2000年,新系统完成了评估和测试并投入运行。新系统建成是我国发展新航行系统重要的里程碑,它使L888航路具备了提供自动相关监视空管服务能力。同时,由于网管数据中心兼有 “飞机通信寻址报告系统”(ACARS)的信息处理能力,系统可以利用分布在全国大部分地区的“遥控地面站”(RGS),或通过国际通信卫星截获“飞机通信寻址报告”数据,实现陆地区域和越洋航路的航迹跟踪。虽然这种跟踪能力尚不能满足高密度飞行航路空管监视的要求,但已经具备在航路上提供“航管员/飞行员数据链通信”(CPDLC)的业务能力,也能为航空公司提供运行管理所需的航迹信息。
  国内目前在建ADS-B系统包括成都-九寨ADS-B应用监视系统,成都到拉萨航线监视工程。西沙ADS-B试验系统建设。
  成都-九寨ADS-B应用监视系统目前的规模是,两个ADS-B地面站,成都机场和九寨机场各一个。并且在西南空管航管楼的应急机房部署了一套ADS-B数据分析评估系统和一套ADS-B监视系统。该系统的运行得出了一下结论:
  1)在精度,完好性,伪目标率,可靠性,数据报连续性,离散度,误差特性等方面,ADS-B数据优于雷达数据。
  2)在速度,航行的精度和连续性上ADS-B数据优于雷达。
  3)在高度数据,覆盖范围两个方面,ADS-B和雷达性能相当。
  总的来说,ADS-B性能优于雷达,并且ADS-B数据链能满足日益增长的民航空管监视要求。
  成都-拉萨航线监视工程的规模是:一共有五套ADS-B地面站,分别分布在拉萨甘巴拉,拉萨贡嘎机场,林芝米林机场,昌都达玛拉,甘孜康定机场。空管自动化系统一套,安装在拉萨,并且配置了两套区域管制席,一套塔台管制席,一套飞行计划协调席,一套系统管理席,一套系统监控席。一套升级自动化应急系统安装于成都。RAIM预测服务器系统安装于北京民航数据公司网络中心。
  该系统实现了成都到拉萨航线主要高度层的ADS-B单重连续覆盖,为管制部门提供监视参考。
  该系统于2009年6月获得民航局的批准,2010年1月完成了合同的谈判工作。并计划于2010年8月完成设备的安装调试工作,在2010年第四季度具备开发运行的条件。
  西沙ADS-B试验系统的规模是配备了一套双冗余的地面站,2008年11月完成安装调试工作。并且升级了海口管制中心Telephonics自动化系统。
  该系统作为西沙雷达的重要补充,加强了对南中国海的空域监视能力,收集飞行统计数据,分析统计该区域机对的ADS-B记载设备能力。并且可以帮组香港民航署已引接该ADS-B数据用于测试。
  未来计划:
  在西沙再新建一座ADS-B地面站
  在三亚新建两套ADS-B地面站
  进一步增强南中国海海域的监视能力
  加强ADS-B技术在洋区的实验应用
  对于ADS-B系统目前存在以下几个制造商:波音公司和空中客车。对ADS-B的进一步发展,这些厂商一致认为从技术上是容易实现的,只需要统一设备标准,就可以提供响应的产品对航空器进行快速的改装和升级。同时,我国正在研究的有自主产权的导航定位系统也在进一步的测试调试中,相信在不久的将来,我们会用上标有中国制造的多功能导航定位系统,确保日益发展的民航事业不断繁荣。
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