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全面实施ADSB,你准备好了吗

发布时间:2023/6/12 17:07:33   

各位看官还记得这份AIC吗?

Nr.09/19-实施ADS-B管制服务

主要内容是什么呢?

内容1实施阶段

国内实施ADS-B管制服务分为两个实施阶段:

第一阶段:从年10月10日起

(a)不具备雷达管制条件的各进近管制区实施ADS-B管制;

(b)米(含)以上不具备雷达管制条件的各管制实施ADS-B管制;

(c)(含)以上具备雷达管制条件的各管制区,使用雷达和ADS-B监视信号融合形成综合航迹,提供雷达管制服务。

第二阶段:从年12月31日起

(a)不具备雷达管制条件的进近和区域管制实施ADS-B管制;

(b)具备雷达管制条件的进近和区域管制区,使用雷达和ADS-B监视信号融合形成综合航迹,提供雷达管制服务;

(c)运输机场塔台使用ADS-B设备,显示航空器飞行动态。

内容2运行要求

第一阶段:从年10月10日起

航空器进入ADS-B管制空域,应具备要求的ADS-B机载设备。如果不具备相应的机载设备,应在飞行前向相应管制单位提出申请并获得同意。如需进入实施ADS-B管制的进近管制区,飞行前应向相应进近管制单位申请;如需进入其他实施ADS-B管制的空域,飞行前应向民航局空管局运行管理中心申请,具体联系方式参见AIP总则3.3。

第二阶段:从年12月31日起

航空器进入ADS-B管制空域,应具备要求的ADS-B机载设备。如果不具备相应的机载设备,应在飞行前向民航局运行管理中心申请并获得民航局特殊豁免后飞行。

推了这么多年ADS-B,终于要全面实施了。明年开始,如果飞机不具备ADS-B能力,可能就很难在国内运行了。为了迎接ADS-B的全面实施,小编利用闲暇之余,重拾课本,这里跟大家分享分享,希望各位看官能温故而知新。

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概述

1.1概念

什么是ADS-B?也就是我们常说的广播式自动相关监视。它是一种航行新技术,利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递;它是航空器的一项功能,周期性的广播航空器的状态(包括水平和垂直速度,水平和垂直位置等)和其他信息。

以下是FAA的定义:

自动(Automatic):数据传输无需人工干预,由机载系统自动完成;

相关(Dependent):航空器的设备决定了数据的可用性,数据发送依赖于机载系统;

监视(Surveillance):提供的状态数据(飞机位置、高度、速度、航向、识别号和其它信息)适用于监视任务;

广播(Broadcast):采用广播方式发送数据,所有安装适当设备的用户都可以接受这些数据,飞机之间或与地面站互相广播各自的数据信息。

1.2作用

ADS-B是一种监视技术,和雷达系统有相同功能,能提供监视信息,并且能够提供比雷达系统更加实时和准确的航空器位置等监视信息。

ADS-B可为航空器提供相关交通信息,传递天气、地形、空域限制等飞行信息,使机组更加清晰地了解周边的交通情况,提高情景意识,并可用于航空公司的运行监控和管理,为安全、高效的飞行提供保障。

ADS-B还可以用于飞行区的地面交通管理,是防止跑道侵入的有效方法。

ADS-B的应用是保障飞行安全、提高运行效率、增大空中交通流量、减少建设投资的重要技术手段,也是我国向民航强国迈进的标志之一。

为了更好的理解ADS-B,小编给各位看官准备了一个小视频:

03:17

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基本原理

航空器的机载ADS-B通信设备以广播的方式向外发送收集到的数据,接收其他航空器或地面的广播信息后,经过处理传递给驾驶舱综合信息显示器。驾驶舱综合信息显示器根据收集的其他航空器和地面ADS-B信息、机载雷达信息、导航信息后给飞行员提供航空器周围的态势信息和其他附加信息,以便空中交通管制员准确跟踪该航空器。

根据相对于航空器的信息传递方向,机载ADS-B应用功能可分为发送(OUT)和接收(IN)两类。

2.1ADS-BOUT

顾名思义,OUT是向外的意思,是ADS-B的初心,是机载ADS-B设备的基本功能。航空器机载设备像广播一样,不管其他用户状态,不停的往外播送位置和其他信息:包括航空器设备信息(ID)、位置、高度、速度、方向和爬升率等。地面系统通过接收机载设备发送的ADS-BOUT信息,监视空中交通状况,起到类似于雷达的作用。

机载ADS-B设备不断OUT位置数据,那位置数据主要来自什么地方呢?航空器的水平位置一般来源于GNSS系统,高度数据来源于航空器气压高度表。因此,GNSS系统的定位精度就决定了ADS-B的定位精度。GNSS系统的定位精度能达到10米量级,所以ADS-B的定位分辨率也能达到10米量级。而雷达设备因为固有角分辨率限制,监视精度相对较低,且无法分辨距离过近的航空器。

2.2ADS-BIN

IN是向内的意思,是机载ADS-B设备的高级功能。有了这个功能后,航空器不仅可以向周边广播发送自身的信息,还能接收其他航空器或地面服务设备发送的信息,并显示到驾驶舱交通信息显示设备(CDTI),使机组“看到”周边其他航空器的运行状况,从而提高机组的空中交通情景意识。

ADS-B地面站也可以向航空器发送信息,具体分为两类:

空中交通情报服务广播(TIS-B)

TrafficInformationService-Broadcast

地面站接收航空器OUT的ADS-B位置报文,结合雷达或其他监视设备的数据,融合为统一的目标位置信息,处理后生成空中交通监视全景信息,发送至航空器。机载ADS-BIN设备接收信息并展示到CDTI上,机组就能获得全面而清晰的空中交通信息。TIS-B的应用可以使ADS-B不同数据链类型的用户获得周边的空域运行信息,从而做到间接相互可见。

飞行信息服务广播(FIS-B)

FlightInformationService-Broadcast

ADS-B地面站还可以向航空器发送文本格式或图像格式的气象、航行情报等信息。文本格式的气象信息包括METAR,SPECI和TAF等。图像格式的信息包括雷达混合图像、临时禁飞区域和其他航行信息。FIS-B使机组可以获得更多的运行相关信息,及时了解航路气象状况和空域限制条件,为更加灵活而安全的飞行提供保障。

2.3ADS-A/ADS-C

既然讲到了ADS-B,那我们也来简单了解一下它的其他兄弟:ADS-A和ADS-C。ADS-A和ADS-C是等同的概念。

ADS-A寻址式自动相关监视

AutomaticDependentSurveillance-Addressed

ADS-C合同式自动相关监视

AutomaticDependentSurveillance-Contract

前面我们提到,ADS-B是广播式发送数据,它不管其他用户能否收到它发的信息,自顾自的往外发送,属于点对面的数据传输,收发双方不需要另行约定通信协议。而ADS-C的工作方式与ADS-B有本质上的不同。ADS-C是基于点对点模式的航空电信网(ATN)数据链信道,需要数据收发双方预定通信协议,如使用航空器通信寻址与报告系统(ACARS)。ADS-C一般应用在海洋和内陆边远等没有监视的区域,或者应用在航空交通流量较小的空域。一般情况下,ADS-C采取卫星通信,通信周期为5分钟,紧急情况下通信周期为1分钟。

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应用领域

3.1ADS-BOUT

ADS-BOUT通过广播航空器自身位置的方法向ATC或其他飞机提供监视信息。目前,ADS-BOUT监视主要用于以下3个方面:

(1)无雷达区的ADS-B监视(ADS-BNRA)

在雷达无法覆盖的区域,ADS-BOUT信息作为唯一的机载监视数据源用于地面对空中交通的监视,以减小航空器的间隔标准,优化航路设置,提供空域容量。

(2)雷达区ADS-B监视(ADS-BRAD)

地面监视同时使用雷达和ADS-BOUT作为监视信息源。目的是缩小雷达覆盖边缘区域内航空器的最小间隔标准,并减少所需要的雷达数量。

(3)机场场面监视(ADS-BAPT)

只使用ADS-BOUT或者综合使用ADS-B和其他监视数据源(比如场监雷达、多点定位),为机场的地面交通监控和防止跑道入侵提供监视信息。

3.2ADS-BIN

ADS-BIN最核心的作用是提高机组情景意识。通过接收其他航空器和地面站发送的数据,在CDTI上显示周边航空器的相对位置和相关信息,帮助机组全面了解空中或者机场场面的交通状况,为安全有效的管理飞行做出正确决策。

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机载设备

4.1机载系统组成

与ADS-B功能有关的主要机载设备包括数据链系统、GNSS接收机和IN功能所需要的CDTI等。

4.2数据链系统

ADS-B的OUT和IN的功能都是基于数据链通信技术,共有三种数据链可供ADS-B用户选择,分别是ES、UAT和VDL-4。这三种数据链互不兼容。

4.2.1ES(ExtendedSquitter)

ES数据链目前在TCAS、SSR等领域得到了广泛的应用,技术比较成熟。二次监视雷达应答机A模式产生识别和监视应答,C模式产生自动气压高度发送和监视应答,S模式具有较强的数据传输能力,可以用于地空或空空双向数据交流。S模式应答机询问信号和应答信号都包含有56位比特(短报文)或位比特(长报文)的数据块,其前24位为飞机地址码,其他的数据位可用于传送所需的飞机参数。ES是基于S模式长报文的一种技术,是基于SSR的S模式扩展电文(ES)的功能,直接使用SSR应答机的MHz。目前ES接收机装备在TCAS系统,传送的位置信息每0.5秒更新一次。

4.2.2UAT

UAT是FAA专门为ADS-B设计的一种数据链路格式,工作于单一信道,双向传输,机载和地面收发机均采用MHz的收发频率。FAA考虑到要支持TCAS防撞系统、MDL多点定位系统、SSR二次雷达等多项业务,链路比较拥挤,而美国通用航空占全美总飞行流量的1/3,非常需要动态、实时的信息服务,FAA为通用航空飞行选择了UAT链路。

4.2.3VDLMode4

VDL-4是唯一支持ADS-B的甚高频数据链系统,既可用于广播通信,又可用于端到端通信。它的基本原理是数据链的各用户利用GNSS进行定位和同步,并通过数据链路将其位置报告等信息广播给数据链系统的其他用户。它的特点在于可以在没有地面站的情况下实现ADS-B的基本功能,适合空-空通信;可以高效率传送短间隔重发的报文,提供实时服务。

4.3GNSS接收机

ADS-B系统采用的航空器位置信息理论上可以来自于飞机管理系统(FMS)、惯性系统(INS/IRS)和卫星导航系统(GNSS),但目前成熟的产品和技术规范都将GNSS作为ADS-B的唯一位置信息来源。所以GNSS是ADS-B机载设备的另一个重要组成部分。GNSS直接关系着ADS-B的定位准确性和可信性。如果GNSS失效,ADS-B将无法提供航空器位置。

ADS-B对GNSS的完好性提出了明确要求,所有接收机都要求具有接收机自主完好性监视RAIM功能。

4.4CDTI

具有IN功能的ADS-B设备还需要安装与之关联的CDTI。CDTI直观为飞行员提供各种信息,帮助飞行员了解周围的交通情况。CDTI可以是手持式显示器,也可借用机载的ACAS/TCAS的显示设备或仪表板上已有的显示设备,并且通常以移动地图作为显示背景。

ADS-B信息可以与地形数据、地面气象雷达数据、ACAS/TCAS和其他数据整合到一起,显示在CDTI上,从而使ADS-B可以支持一些更高级的运行功能。

4.5机载设备配置

4.5.1ES

4.5.2UAT

机载设备由两部分组成:

(1)通用访问收发机(UAT)。机载的UAT通过内置的GPS接收机定时采集飞机位置等数据,自动广播飞机识别代码等相关数据,从而建立空空、空地双向数据链。

(2)CDTI。飞行员使用该设备来监视周围空域的飞机。

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飞行计划

5.1FPL第10B项监视能力

5.2填写说明

当FPL报文编组10B的广播式自动相关监视部分选择“B1”或“B2”,则二次监视雷达S模式部分必须选择“E、L、H、S”中的一个作为匹配,否则提供的信息不完整。正确的报文填写格式可参照以下示例:

(1)航空器同时具备MODES和ES的ADS-BOUT能力,编组10B应为“S/HB1”;

(2)航空器同时具备MODESES和ES的ADS-BIN能力,编组10应为“S/LB2”。

5.3举例说明

例如:B/M-SDE1E2E3FGHIRW/LB1,表示该航空器具有MODESES能发送超长电文的ADS-BOUT功能。

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其他区域实施情况

不止中国,全球其他国家和地区也在全面推广ADS-B运行,我们即将进入ADS-B的新时代。比如,美国、澳大利亚等国已全面实施ADS-B,如果不机载设备不满足相关要求,需要申请豁免才能运行;欧洲则要求年6月7日后,必须具备ADS-BOUT功能。其他很多国家和地区即使没有全面实施ADS-B运行,但很多都要求FL及以上空域实施ADS-B运行。

ADS-B技术将使航空业更安全、更高效、更环保。它将改变航空业的未来,我们拭目以待。

全面实行ADS-B,你准备好了吗?

本期内容到此结束,

希望能对您有所帮助!

最后的最后,

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