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廣播式自動相關監視

鎖定
廣播式自動相關監視,是指在具有廣播位置報告能力的飛機之間互相進行空對空的交通監視。由於它依賴於對方自發位置報告而獲得對它監視的能力,所以它並不是獨立監視,而屬於相關監視。這種廣播式位置報告調製在自動地週期性地向空中發射的信號上。ADSB的信號格式有三種不同體制,即S模式擴展自發報告(ES)、自組織時分多路和通用訪問收發機(UAT),正在比較評估中,何種將被選作國際標準,尚未定案。ADSB的空對空交通監視將能提高駕駛員對空中交通的覺察能力,有可能成為今後駕駛員自主間隔保障的有力手段。
中文名
廣播式自動相關監視
外文名
Automatic dependent surveillance – broadcast
目    的
駕駛員自主間隔保障的有力手段
縮    寫
ADS–B
性    質
飛機監視技術

廣播式自動相關監視簡介

廣播式自動相關監視(英語:Automatic dependent surveillance – broadcast,縮寫ADS–B)是一種飛機監視技術,飛機通過衞星導航系統確定其位置,並進行定期廣播,使其可被追蹤。空中交通管制地面站可以接收這些信息並作為二次雷達的一個替代品,從而不需要從地面發送問詢信號。其他飛機也可接收這些信息以提供姿態感知和進行自主規避。
ADS–B是一種“自動”系統,它不需要飛行員或其他外部信息輸入,而是依賴飛機導航系統的數據。
ADS–B是美國下一代空中運輸系統(NextGen)印度機場管理局根據國際民用航空組織(ICAO)全球計劃倡議和航空系統組件升級(ASBU)升級計劃以及Single European Sky ATM Research(SESAR)的一個組成部分。ADS–B設備在澳大利亞領空的部分地區已為強制性配備,美國要求2020年前為部分飛機配備,以及自2017年起,歐洲一些飛機也被要求強制配備此類設備。加拿大則正在使用ADS-B進行很有限的空中交通管制。 [1] 

廣播式自動相關監視描述

ADS-B由“ADS-B Out”和“ADS-B In”兩項服務(傳出與傳入)組成,可能取代雷達作為管控全球飛機的主要監視方法。在美國,ADS-B是下一代國家空域戰略升級和加強航空基礎設施與運營戰略的一個組成部分。ADS-B系統還可通過TIS-B和FIS-B應用程序提供交通和官方生成的圖形天氣信息。ADS-B會實時(每秒)向空中交通管制以及其他配備ADS-B的飛機提供本飛機的位置和速度數據,使飛機可見而增強安全性。ADS-B數據還可以記錄和下載,用於飛行後的數據分析,這可以作為低成本的航班追蹤、計劃和調度的數據基礎設施
“ADS-B Out”通過機載發射器週期性廣播每架飛機的信息,例如標識,當前位置、高度和速度。ADS-B Out可為空中交通管制員提供實時的位置信息,在大多數情況下,它比現有的基於雷達的信息更準確。憑藉更準確的信息,管制員能更高精度的定位和分隔飛機。
“ADS-B In”是供飛機接收FIS-B、TIS-B以及其他ADS-B數據,例如附近飛機傳來的直接通信。地面站的廣播數據通常僅在有“ADS-B Out”廣播飛機時提供,這限制了純ADS-B In(僅接收)設備的實用性。
該系統依賴兩個航空電子組件——一個高度完整的GPS導航源和一個數據鏈(ADS-B單元)。有多種經過認證的ADS-B數據鏈,其中最常用的數據鏈運行在1090MHz,本質上是經過修改的S模式應答機,也有些運行在978MHz。FAA希望專門在18,000英尺(5,500米)以下飛行的飛機使用978MHz鏈路,以幫助緩解1090MHz頻率的進一步擁堵。 [1] 

廣播式自動相關監視優勢

ADS-B為飛行員和空中交通管制提供了諸多好處,可以提高飛行的安全性和效率。
  1. 流量——飛行員在裝備了ADS-B In系統的飛機上可以看到周圍裝備有ADS-B out飛機的信息,其中包含該飛機的高度、航向、速度,以及與其距離。除了接收裝備有ADS-B飛機的位置報告,如果有適當的地面設備和地面雷達,TIS-B(僅限美國)還可提供未裝備ADS-B飛機的位置報告。ADS-R在UAT和1090 MHz頻帶之間重發ADS-B位置報告。
  2. 天氣——配備通用接入收發器(UAT)實現ADS-B In技術的飛機能夠通過航班信息服務廣播(FIS-B)接收天氣報告和天氣雷達(僅限美國)。
  3. 飛行信息——航班信息服務廣播(FIS-B)也將可讀的航班信息(諸如臨時飛行限制和NOTAM傳輸給裝備UAT的飛機(僅限美國)。
  4. 成本——與空中交通管制使用的一次和二次雷達系統相比,ADS-B地面站的安裝和操作便宜許多,便於進行航空器分隔和管制。
與其他商業化提供的一些機上天氣服務不同,在美國使用ADS-B服務或其各種優勢不會被長期收取費用。飛機所有者支付設備和安裝費用,聯邦航空管理局(FAA)則為與該技術有關的所有管理和廣播服務付費。 [2] 

廣播式自動相關監視安全

1.情境意識
ADS-B通過為飛行員提供更好的態勢感知,使航空界對飛行更加安全。ADS-B中的駕駛員裝備的駕駛艙可以在駕駛艙內的飛行顯示屏上看到在空域內運行的其他交通情況以及獲取清晰詳細的天氣信息。他們也將能夠獲得相關的更新,從臨時航班限制到跑道關閉。 [2] 
2.改進的可視性
即使只配備ADS-B Out的飛機也能從空中交通管制員更精確可靠地監測其位置的能力中受益。當使用這個系統時,飛行員和管制員將看到相同的雷達圖像。使用其周圍空域的其他設備齊全的飛機將能夠更輕鬆地識別並避免與裝備有ADS-B Out的飛機發生衝突。對於諸如交通警報和防撞系統(TCAS)等過去的系統,飛機只能看到裝備有相同技術的其他飛機。ADS-B使用ADS-B In將信息發送給飛機,ADS-B In顯示該區域的所有飛機,如果它們配備了ADS-B Out。ADS-B在雷達覆蓋邊緣地區提供更好的監視。ADS-B沒有雷達的選址限制。在ADS-B(1090ES和978 MHz UAT)這兩種形式中,位置報告每秒更新一次。978 MHzUAT以單一的短時間傳輸提供信息。1090ES系統隨機發送兩種不同類型的位置報告(偶數/奇數)。為了明確地解碼位置,需要兩種類型的位置報告或附近的參考位置。 [2] 

廣播式自動相關監視安全風險

有黑客組織在2012年聲稱,其可以用欺騙性ADS-B報文干擾導航,因為這些報文沒有被加密和進行身份驗證。標準中缺少認證環節使得數據必須經過一次雷達驗證。ADS-B報文未經加密,因此任何接收者都可讀取。 [2] 
參考資料
  • 1.    李自俊.ADS-B廣播式自動相關監視原理及未來的發展和應用[J].中國民航飛行學院學報,2008,19(5):11-14.
  • 2.    戴超成.廣播式自動相關監視(ADS-B)關鍵技術及仿真研究[D].上海交通大學,2011.