广播式自动相关监视(ADS-B)ADS-B

2019/10/12广播式自动相关监视（ADS-B）汇报内容技术概述1.2.国外发展情况3.ICAO的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展情况技术概述ADS-B含义A－自动：不需要人工操作和地面的询问。D－相关：信息全部基于机载设备。S－监视：提供位置和其它用于监视的数据。B－广播：数据不是针对某个特定的用户（在ADS-C中是这样），而是周期性的广播给任何一个有合适装备的用户。数据转发/融合系统ATC控制中心ADS-BMDSSSR/PSRMDSTIS-B信息ADS-B下行监视信息技术概述GNSS机载ADS-B收发信机ADS-B地面站地-空数据链未加装ADS-B设备的飞机雷达监视信息处理数据融合/转发TIS-B信息气象网关ATC中心CDTI机载GNSS接收机其它机载信息源FIS-B信息MDS技术概述ADS-B地面站ADS-B“OUT”功能：位置、高度、呼号、速度、爬升/下降率•可以在TCAS或其他显示屏显示•观察范围比TCAS远•可以显示飞机的速度和呼号•可以在MFD或PDA上显示•接收频率为1090空－空监视应用ADS-B“IN”功能：技术概述技术概述监视手段定位机载设备地面设备投资精度更新率地面站建设二次雷达询问应答应答机180万美元200海里：388米60海里：116米18海里：35米4-10秒有人值守、地面站成本高ADS-BGPSGPS+数据链设备20万美元导航数据源误差+系统误差1秒无人值守、远程监控、地面站成本低技术概述监视手段工作方式最小间隔报文延迟数据链更新率连接方式ADS-C点-点30海里120秒卫星链路为主，也可为VHF和S模链路5分钟空－地ADS-B广播5海里0.4-1.2秒以VHF和S模式链路为主1秒空－空空－地地－地航路和终端区地空监视、场面监视、空空监视。海洋和边远地区地空监视。主要应用技术概述与导航有关的问题目前ADS-B的导航数据依赖GPS，正在研究利用FMS作为定位数据源。对于我国而言，没有自已的全球定位系统是全面应用ADS-B监视系统最大的风险技术概述与通信有关的问题ADS-B支持3种数据链：1090ES、UAT和VDLM4，由于1090ES在实施过程中仅需升级现有机载的模式S应答机软件，再加装一条GPS连线，而其它两种都需要加装新的机载设备，1090ES更加经济可行，选择1090ES作为ADS-B主用数据链。ADS-B、MDS与二次雷达都使用1090MHz频段，容易造成链路拥塞。技术概述与通信有关的问题美国：商用航空为1090ES，低空及通用航空为UAT澳大利亚：1090ES欧洲：主用1090ES，考虑利用VDLM4解决机场场面车辆的监视问题，有关ADS-B用于航路监视还没有开始ICAO：近期推荐采用1090ES，将来可能需要第二数据链技术概述多链路网关技术多链路网关模块负责实现基于不同数据链传输的ADS-B信息的互联。澳大利亚计划采用单一1090ES数据链，避免多链路网关部分的资金投入。技术概述TIS-B技术TIS-B(TrafficInformationService-Broadcast)系统将由雷达和MDS得到的未加装ADS-B设备的飞机的监视信息，通过1090ES数据链上传给装有ADS-B设备的飞机。（澳大利亚计划2010年后强制安装ADS-B设备，因此不采用TIS-B）技术概述军民航互联问题利用地面多链路网关和TIS-B技术，可以使军机和民机相互可见。技术概述民航飞机军用飞机雷达雷达雷达ADS-B数据链监视信息MDS多链路网关技术概述与地面站有关的问题要求地面站具备能够在恶劣天气条件下有效连续工作的能力，耗电量小，能够利用太阳能供电，能够在低温和高温环境下工作，具有无人值守、自动双机热备、远程监控和远程软件升级能力。从地面站到管制工作站的数据传输可使用卫星链路，允许最高时延1.2秒，一般为0.6－0.9秒（Capstone）。汇报内容技术概述1.2.国外发展情况3.ICAO的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展情况ICAO的研究情况ICAOICAO考虑从2010年开始要求其成员国强制安装“ADS-BOUT”机载设备，自愿安装“ADS-BIN”机载设备和座舱显示器。ICAO预期1090ES将能在未来至少十年内满足ADS-B服务的要求，未来可能需要另一种ADS-B数据链补充或替代1090ES，以满足对ADS-B服务更高的运行需求。ICAO的研究情况亚太地区ICAO亚太区航行规划和实施小组决定首先侧重于地空监视应用，特别是在那些目前尚没有被任何监视手段所覆盖的区域。选择1090ES作为ADS-B数据链建议初期提供类雷达服务向ADS-B过渡应当在低密度区的航路开始SSR将继续在终端区和高密度空域使用，一些国家考虑用ADS-B来替代将来退役的SSR。ICAO的研究情况亚太地区（续）使用AsterixCat21V0.23作为亚太区实施ADS-B数据共享的标准使用Do260/ED102作为亚太区初步实施ADS-B空－空应用的技术标准汇报内容技术概述1.2.国外发展情况3.ICAO的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展情况国外发展情况美国FAA从2000年开始在阿拉斯加实施CAPSTONE项目，对ADS-B进行试验和评估。该地区通用航空非常发达，但地理环境和气象条件恶劣，不利于雷达站的建设。大约180多架飞机由国家拨款加装了基于UAT的ADS-B设备，2001年1月，FAA批准在西阿拉斯加无雷达覆盖区为加装ADS-B设备的飞机提供“类雷达”服务。截至2003年，阿拉斯加的飞行事故率降低了86%，死亡事故率降低了90%。国内外应用情况美国第一阶段从2000年到2005年，为项目实施作了前期的准备工作，并在Yukon/Kuskokwin地区做了小规模的试验。目前第一阶段已经基本结束。第二阶段从2003年开始，在阿拉斯加东南部对基于广域增强系统（WAAS）的ADS-B技术进行试验，目前第二阶段还在进行中。第三阶段计划从2006年开始到2009年结束。第三阶段计划在全州推广ADS-B技术。国内外应用情况美国FAA在十年前对UPS提供资金用来支持对ADS-B进行研究，UPS已经将ADS-B技术成功用于在路易斯维尔机场的场面和终端区，并且有效增加机场的容量。（一个地面站，UPS公司飞机全部加装ADS-B设备）UPS通过在路易斯维尔机场进行的实验，开发了连续下降进近程序（CDA），可以保证飞机可预测的、连续的到达跑道。该项目仅是UPS公司用于基地机场运行控制的辅助手段，还没有应用于空中交通管制方面国内外应用情况美国FAA项目管理计划：2007－2010开始相关电子设备的配置；扩展TIS-B/FIS-B的框架结构；定义更多的空空应用需求；发布“ADS-BOUT”规则；开始空-空应用的安排部署；最终实现ADS-B框架体系。2010－2014发布“ADS-BOUT”最终规则；继续空-空应用的安排部署并增加新的应用；更多的空-空应用需求定义；完整的TIS-B/FIS-B架构；完整的ADS-BNAS总体框架部署；完成40％的相关电子设备的配置。2015－2020更多的空-空应用需求定义；增加新的空-空应用；制订计划淘汰过期的监视设备；完成100％的相关电子设备的配置；完成空-空应用部署的初始化工作。2021－2025淘汰过期的监视设备；淘汰TIS-B；完成增加空-空应用部署。国内外应用情况美国FAA在2005年安装完最后一部雷达后，准备逐渐用ADS-B取代雷达计划2015年全部淘汰雷达目前，FAA有关ADS-B用于商业航空监视的项目还没有启动CAPSTONE项目用于通用航空监视，主要是对ADS-B进行试验和评估，且数据链选用UAT国内外应用情况欧洲由EUROCONTROL牵头开展了一项名为CRISTAL的ADS-B试验。试验基于一个安装在图卢兹机场的1090ES地面站，结果显示ADS-B对200海里甚至250海里内的飞机监视效果良好。欧洲由于雷达覆盖比较完善，对ADS-B发展的态度并不十分积极，首先试验将ADS-B应用于机场场面监视。国内外应用情况亚太地区（TF/1，处于实验阶段）日本计划用ADS-B增强雷达性能;澳大利亚在无雷达覆盖区布置ADS-B印度利用ADS-B对雷达盲区进行补充，计划在Chennai进行一个试验;新加坡、日本和澳大利亚近期将在场面监视中利用ADS-B技术;香港正在试验ADS-B用于机场场面监视;蒙古开始着手进行1090ES和VDLMode4数据链实验;新西兰政府也应航空用户的要求批准在SouthIsland进行一项ADS-B试验。国内外应用情况澳大利亚——高空空域项目（UAP）签订了购买28套ADS-B1090ES地面站的采购合同并逐步进行安装布署，目标是完成澳大利亚全境的ADS-B监视覆盖。计划于2007年中期完成所有站点的安装。各航空公司自愿加改装机载设备。为FL300以上的飞机提供服务。目前已在Billabong、Bundaburg、Woomera、Longreach、Esperance、Bourke开始或完成ADS-B地面站的布设。值得注意的是：2005年TAAAS与Thales签署了购买13雷达的协议国内外应用情况澳大利亚——高空空域项目（UAP）©AirservicesAustraliaADS-BCoverageat30,000feet国内外应用情况澳大利亚——UAP带来的效益装备了ADS-B设备的航空公司可以得到运行优先权，装备了ADS-B设备的飞机不再要求话音位置报告，并且飞行员也可更多地获得他们请求的飞行高度层。加装了ADS-B设备的飞机更加安全，管制中心每秒钟收到一次ADS-B报告，可以用来检查飞机保持航路和许可高度的情况，大大增加了航路飞行的安全性。国内外应用情况澳大利亚——试验目前，BundabergUAP地面站已投入使用，包括B378和A320在内的39架飞机加装了ADS-B机载设备；修改了空管运行系统，以处理和显示ADS-B航迹；使用1090ES数据链；已经参与的航空公司包括VirginBlue和Jetstar。国内外应用情况澳大利亚——管制工作站ADS-B与雷达数据融合的两种方式：优选法：显示雷达航迹或ADS-B航迹，简单，价格低，不存在ADS-B数据影响雷达数据的风险，不需要重新验证雷达数据处理（RDP）功能。融合法：将雷达航迹与ADS-B航迹融合为系统航迹，不存在跨越雷达覆盖区和ADS-B覆盖区时的跳点现象，提供基于系统航迹的告警信息，价格贵，存在ADS-B数据影响雷达数据的风险。目前澳大利亚采用的是优选法，正在研发融合法并考虑其应用。国内外应用情况澳大利亚——管制工作站管制工作站的管制界面与雷达相比，并没有太大的变化。增加了ADS-B数据与雷达数据不一致告警以及ADS-B数据与飞行计划不一致告警。澳大利亚在墨尔本和布里斯班设有两个区域管制中心，分别负责澳大利亚北部和南部的管制，两个管制中心互为备份，在管制中心对布设在澳大利亚全境的地面站进行远端监控和软件升级，实现地面站的无人值守。国内外应用情况澳大利亚——管制员培训对持有雷达管制执照的管制员，仅需一天的培训即可适应包含ADS-B的管制，但目前没有仅针对ADS-B的管制员执照。国内外应用情况澳大利亚——管制程序根据位置数据的精度和地面站的可靠性，ADS-B管制间隔分为5海里和程序管制两类。美国已制定了基于ADS-B的5海里管制间隔，目前正在制定基于ADS-B的3海里管制间隔。国内外应用情况澳大利亚——机载设备加改装大多数商业飞机已经加装了S模式应答机，所作的改装工作包括：软件升级，加装GPS连接线。基于ADS-B的驾驶舱交通信息显示（CDTI）功能能够与TCAS集成在一起。美国UPS公司没有使用TCAS的显示系统，而是专门加装了一套更易于管理、画面更大的显示设备。国内外应用情况澳大利亚——数据质