ADS-B在海上搜救飞行中的应用

ADS-B在海上搜救飞行中的应用【摘要】ADS-B是一种新型的基于全球卫星定位系统和空-空、地-空数据链通信监视技术可以实现对航空器运行监视。由于传统的海上搜救方法不能对海上的险情采取高效、迅速的搜救行动，且搜救精度低。本文对ADS-B技术进行了简单介绍，分析了ADS-B技术在民航当中的应用现状，以及当前海上搜救飞行中的一些困难。最后，对ADS-B技术在海上搜救飞行中的应用进行了设想和展望。【关键词】ADS-B；海上搜救；应用直升机在海上进行飞行搜救时，由于海上的飞行环境较为复杂，在搜救作业过程中，直升机的飞行高度低，而且作业空域以及其飞行的航线不固定，而且在搜救时搜救人员对于天气信息很难实时获取。而将ADS-B技术应用在海上搜救中可以在很大程度上改变这种情况，极大地为搜救行动提供更多便利，使得搜救行动变得更加精确。使用ADS-B系统可以准确对直升机从空中和地面的实时跟踪，自动监测和预警，避免其在飞行过程中面临潜在的危险。一ADS-B技术ADS技术——自动相关监视技术，是一种基于地面/空中数据链路通信技术和卫星定位技术发展而来的飞机运行监控技术。在刚刚开始的时候，ADS技术主要用于对无法进行雷达监控的越洋飞机利用卫星进行监控。ADS-B技术是一个新的航行系统中非常重要的通信和监控技术，它将检测冲突，避免冲突，解决冲突，ATC监视和机舱内部信息的获取与显示有机结合在一起，加强和扩展了新的航行系统的性能，同时也具有很丰富的功能。ADS-B的概念主要来自“广播式自动相关监视技术”，它已经相当成功地应用在对无雷达地区的远程飞机进行运行监测，相比于传统雷达监视技术，它具有使用成本低，精度高、误差小、监测能力强等明显的优势，而且在对高密度飞行区域进行空中交通管制服务方面也有广阔的应用前景。目前在世界各国的飞行器监视领域，ADS-B技术的应用研究及其推广受到了很大的重视。二ADS-B在民航中的应用1991年，在位于瑞典首都的Bromma机场上，ADS-B技术取得了首次成功。时至今日，在国际民用航空组织发展规划的倡议下，一些欧洲国家、北美国家以及澳大利亚地区的航空组织对ADS-B技术开展了细致深入的研究和试验。通过大量的研究，其实验结果表明，机载设备智能化程度在一定程度上可以提高飞机与地面控制站、指挥站的数据通信能力。而目前民航对ADS-B技术的极大需求促进了该技术在民航当中的实施与应用，主要有以下几种用途。2.1用于空中交通管制在动态监视飞机空中飞行交通控制时可以采用ADS-B技术，虚拟雷达管制服务可以提供比雷达间隔标准更好的服务，以保证无法部署空中交通管制雷达的覆盖区域能够接收到服务信号；雷达能够覆盖的地区，也可以不通过增加雷达设备来进行空中交通管制，即在相对较低的成本，提高雷达系统的监测能力，使飞行容量有所提高。2.2加强空－空协同ADS-B技术也可以用来加强空—空协同合作，提高飞机在飞行过程中的相互监视能力，也可以在飞行过程中实现飞机的信息共享。相比于传统的应答型机载防撞系统（ACAS/TCAS）相比，ADS-B通过自发广播的形式发送位置报告，飞机之间不需要发送查询可以接收和处理渐近飞机的位置报告，因此它可以有效地提高飞机的协调能力，使机载防撞系统TCAS的性能得到大幅提升，使飞机保持最小安全距离，可以避免和解决空空冲突。2.3用于机场地面活动区在机场地面活动区使用ADS-B技术，可以降低飞机的地面活动监视的成本。在航空器活动较多的机场，即使有场面监视雷达进行监视，但它也难以完全覆盖所有区域，而ADS-B技术的出现使这种管理实现的可能性大大增强，通过接收处理ADS-B广播信息对飞机实行空中监控，其范围可以一直延伸到机场登机桥。因此能够辅助场面监视雷达，对机场地面进行交通管理。它不靠场面监视雷达，也能实现对机场地面移动目标的监视和管理工作。三海上搜救飞行存在的困难由于海面情况较为复杂，目标位置较难确定，因此海上搜救行动中最为重要的就是对遇险船舶机械搜寻，只有在最短时间内发现遇险船舶等才能提高海上搜救行动的成功率。目前常用的搜寻方式主要有平行航线搜寻、扩展方形搜寻、扇形搜寻，但是在海上搜救飞行行动中最为常用的是平行航线搜寻。在实际的海上搜救飞行中，一般会遇到以下困难。1.飞行高度低所有的直升机都有一个低高度悬停的危险区，因此无论是海上还是陆地搜救，直升机的工作高度必须保持在这个高度范围内。这就需要驾驶员和其他搜救人员格外关注发动机的工作状态，必须做到随时监视。还有就是直升机的载量不要太大，因为载量的大小和发动机的马力是呈反比的关系。因此，载量小的话方便于飞行员的操作和工作，保证飞机的飞行高度始终远离危险悬停高度。2.实时天气信息较难获取在搜救行动中，天气因素必须作为一个重点来考虑。海上飞行条件较为复杂，其天气多变且多为恶劣的天气，如大风、暴雨等，会对搜救行动造成影响，也在一定程度上对搜救直升机的安全有所威胁。由于在搜救行动中，实时天气信息很难及时获取，因此天气信息的实时获取对于救援行动至关重要。3.作业空域及航线不固定由于在搜救行动过程中，有时候需要多架直升机参与搜救行动，因此参与作业的机组其作业空域及其航线具有不固定性。这使得直升机在搜救飞行中有潜在的危险，如果是夜间作业，很难实现参与搜救行动的直升机之间的协作，而且由于其航线的随机性，难以保证飞机之间的安全距离。四ADS-B在海上搜救飞行监视中应用1.ADS-B与通信运营商基站相结合在海上搜救飞行行动时，可以利用沿海的通信运营商（联通、移动、电信）的基站来建立ADS-B地面站，实现ADS-B系统能够与网络互联。ADS-B技术与通信基站的有效结合，可以可以保证参与搜救行动的机组之间能够实时获取网络数据，例如实时的天气预报，以及对所有飞行器进行监视，以保证搜救行动小组的安全。2.ADS-B系统在搜救中的应用ADS-B机载分机的数据通信和交通监控通过ads-bout和ads-bin功能来实现。ads-bout对外广播飞机位置，速度，预警等状态信息，救援船只和飞机能够实时准确的得到搜索和救援中心的实时位置和速度信息，实现协作式搜救。ads-bin可以收到从失事飞机和船只上发出来的求救消息，同时对搜救海域附近正常船只和飞机ADS-B报文进行接收，飞机从收到的信息中获得直升机的位置，速度，和预警状态和信息，通过数据融合处理在终端显示出飞机或者船只的遇险位置、状态信息和事故海域附近正常飞机，船舶的位置和状态信息。实现多方面协作，为搜救的准确性和安全性提供保证。总之，ADS-B系统有很大的监视容量、很高的监视精度、实时的数据更新、丰富的监视信息种类、较大的监视范围等优点。因此，如果在在机载海上搜救系统中采用ADS-B技术，可以在很大程度上实现搜救直升机的飞行精确、实时、全面、大范围的监视，实现机组的协作，有助于提高海上救援的准确性。参考文献：[1]李自俊.ADS-B广播式自动相关监视原理及未来的发展和应用[J].中国民航飞行学院学报,2008,19(5):11-14.[2]赵永红,石磊,谭大维.广播式自动相关监视在海上搜救系统中的应用研究[J].科技风,2014,(16):65-66.[3]刘立志,刘晓红.完善我国海上搜救体系刻不容缓[J].中国水运,2006,(11):18-19.