廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)ADS-B課件

1、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）2022/10/12廣播式自動相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）2022/10/10匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4.5.我國的發(fā)展規(guī)劃我國的發(fā)展情況匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4技術(shù)概述ADS-B 含義A自動：不需要人工操作和地面的詢問。D相關(guān)：信息全部基于機載設(shè)備。S監(jiān)視：提供位置和其它用于監(jiān)視的數(shù)據(jù)。B廣播：數(shù)據(jù)不是針對某個特定的用戶（在 ADS-C中是這樣），而是周期性的廣播給任何一 個有合適裝備的用戶。技術(shù)概述ADS-B 含義廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)ADS-B課件技術(shù)概述技術(shù)概述技術(shù)概述ADS-B地

2、面站ADS-B “OUT”功能：位置、高度、呼號、速度、爬升/下降率技術(shù)概述ADS-B地面站ADS-B “OUT”功能：位置、高 可以在 TCAS或其他顯示屏顯示 觀察范圍比TCAS遠 可以顯示飛機的速度和呼號 可以在MFD或PDA上顯示 接收頻率為1090空空監(jiān)視應(yīng)用ADS-B “IN”功能：技術(shù)概述 可以在 TCAS或其他顯示屏顯示 可以在MFD或PDA上顯技術(shù)概述監(jiān)視手段定位機載設(shè)備地面設(shè)備投資精度更新率地面站建設(shè)二次雷達詢問應(yīng)答應(yīng)答機180萬美元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+數(shù)據(jù)鏈設(shè)備20 萬美元導(dǎo)航數(shù)據(jù)源

3、誤差+系統(tǒng)誤差1秒無人值守、遠程監(jiān)控、地面站成本低技術(shù)概述監(jiān)視手段定位機載設(shè)備地面設(shè)備投資精度更新率地面站建設(shè)技術(shù)概述監(jiān)視手段工作方式最小間隔報文延遲數(shù)據(jù)鏈更新率連接方式ADS-C點-點30海里120秒衛(wèi)星鏈路為主，也可為VHF和S模鏈路5分鐘空地ADS-B廣播5海里0.4-1.2秒以VHF和S模式鏈路為主1秒空空空地地地航路和終端區(qū)地空監(jiān)視、場面監(jiān)視、空空監(jiān)視。海洋和邊遠地區(qū)地空監(jiān)視。主要應(yīng)用技術(shù)概述監(jiān)視手段工作方式最小間隔報文延遲數(shù)據(jù)鏈更新率連接方式技術(shù)概述與導(dǎo)航有關(guān)的問題目前ADS-B的導(dǎo)航數(shù)據(jù)依賴GPS，正在研究利用FMS作為定位數(shù)據(jù)源。對于我國而言，沒有自已的全球定位系統(tǒng)是全面應(yīng)用A

4、DS-B監(jiān)視系統(tǒng)最大的風險技術(shù)概述與導(dǎo)航有關(guān)的問題技術(shù)概述與通信有關(guān)的問題ADS-B支持3種數(shù)據(jù)鏈：1090 ES、UAT和VDL M4，由于1090 ES在實施過程中僅需升級現(xiàn)有機載的模式S應(yīng)答機軟件，再加裝一條GPS連線，而其它兩種都需要加裝新的機載設(shè)備，1090 ES更加經(jīng)濟可行，選擇1090 ES作為ADS-B主用數(shù)據(jù)鏈。ADS-B、MDS與二次雷達都使用1090MHz頻段，容易造成鏈路擁塞。技術(shù)概述與通信有關(guān)的問題技術(shù)概述與通信有關(guān)的問題美國：商用航空為1090 ES，低空及通用航空為UAT澳大利亞：1090 ES歐洲：主用1090 ES，考慮利用VDL M4解決機場場面車輛的監(jiān)視問

5、題，有關(guān)ADS-B用于航路監(jiān)視還沒有開始ICAO：近期推薦采用1090 ES，將來可能需要第二數(shù)據(jù)鏈技術(shù)概述與通信有關(guān)的問題技術(shù)概述多鏈路網(wǎng)關(guān)技術(shù)多鏈路網(wǎng)關(guān)模塊負責實現(xiàn)基于不同數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)腁DS-B信息的互聯(lián)。澳大利亞計劃采用單一1090 ES數(shù)據(jù)鏈，避免多鏈路網(wǎng)關(guān)部分的資金投入。技術(shù)概述多鏈路網(wǎng)關(guān)技術(shù)技術(shù)概述TIS-B技術(shù)TIS-B( Traffic Information Service-Broadcast)系統(tǒng)將由雷達和MDS得到的未加裝ADS-B設(shè)備的飛機的監(jiān)視信息，通過1090 ES數(shù)據(jù)鏈上傳給裝有ADS-B設(shè)備的飛機。（澳大利亞計劃2010年后強制安裝ADS-B設(shè)備，因此不采用TI

6、S-B）技術(shù)概述TIS-B技術(shù)技術(shù)概述軍民航互聯(lián)問題利用地面多鏈路網(wǎng)關(guān)和TIS-B技術(shù)，可以使軍機和民機相互可見。技術(shù)概述軍民航互聯(lián)問題技術(shù)概述技術(shù)概述技術(shù)概述與地面站有關(guān)的問題要求地面站具備能夠在惡劣天氣條件下有效連續(xù)工作的能力，耗電量小，能夠利用太陽能供電，能夠在低溫和高溫環(huán)境下工作，具有無人值守、自動雙機熱備、遠程監(jiān)控和遠程軟件升級能力。從地面站到管制工作站的數(shù)據(jù)傳輸可使用衛(wèi)星鏈路，允許最高時延1.2秒，一般為0.60.9秒（Capstone）。技術(shù)概述與地面站有關(guān)的問題匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4.5.我國的發(fā)展規(guī)劃我國的發(fā)展情況匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.

7、國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4ICAO的研究情況ICAOICAO考慮從2010年開始要求其成員國強制安裝“ADS-B OUT”機載設(shè)備，自愿安裝“ADS-B IN”機載設(shè)備和座艙顯示器。ICAO預(yù)期1090 ES將能在未來至少十年內(nèi)滿足ADS-B服務(wù)的要求，未來可能需要另一種ADS-B數(shù)據(jù)鏈補充或替代1090 ES，以滿足對ADS-B服務(wù)更高的運行需求。ICAO的研究情況ICAOICAO的研究情況亞太地區(qū)ICAO亞太區(qū)航行規(guī)劃和實施小組決定首先側(cè)重于地空監(jiān)視應(yīng)用，特別是在那些目前尚沒有被任何監(jiān)視手段所覆蓋的區(qū)域。選擇1090 ES作為ADS-B數(shù)據(jù)鏈建議初期提供類雷達服務(wù)向ADS-B過渡

8、應(yīng)當在低密度區(qū)的航路開始SSR將繼續(xù)在終端區(qū)和高密度空域使用， 一些國家考慮用ADS-B來替代將來退役的SSR。ICAO的研究情況亞太地區(qū)ICAO的研究情況亞太地區(qū)（續(xù)）使用Asterix Cat 21 V0.23作為亞太區(qū)實施ADS-B數(shù)據(jù)共享的標準 使用Do260/ED102作為亞太區(qū)初步實施ADS-B空空應(yīng)用的技術(shù)標準ICAO的研究情況亞太地區(qū)（續(xù)）匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4.5.我國的發(fā)展規(guī)劃我國的發(fā)展情況匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4國外發(fā)展情況美國 FAA從2000年開始在阿拉斯加實施CAPSTONE項目，對ADS-B

9、進行試驗和評估。該地區(qū)通用航空非常發(fā)達 ，但地理環(huán)境和氣象條件惡劣，不利于雷達站的建設(shè)。大約180多架飛機由國家撥款加裝了基于UAT的ADS-B設(shè)備，2001年1月，F(xiàn)AA批準在西阿拉斯加無雷達覆蓋區(qū)為加裝ADS-B設(shè)備的飛機提供“類雷達”服務(wù)。截至2003年，阿拉斯加的飛行事故率降低了86%，死亡事故率降低了90%。國外發(fā)展情況美國 國內(nèi)外應(yīng)用情況美國第一階段從2000年到2005年，為項目實施作了前期的準備工作，并在Yukon/Kuskokwin地區(qū)做了小規(guī)模的試驗。目前第一階段已經(jīng)基本結(jié)束。第二階段從2003年開始，在阿拉斯加?xùn)|南部對基于廣域增強系統(tǒng)（WAAS）的ADS-B技術(shù)進行試驗，

10、目前第二階段還在進行中。第三階段計劃從2006年開始到2009年結(jié)束。第三階段計劃在全州推廣ADS-B技術(shù)。國內(nèi)外應(yīng)用情況美國國內(nèi)外應(yīng)用情況美國FAA在十年前對UPS提供資金用來支持對ADS-B進行研究，UPS已經(jīng)將ADS-B技術(shù)成功用于在路易斯維爾機場的場面和終端區(qū)，并且有效增加機場的容量。（一個地面站，UPS公司飛機全部加裝ADS-B設(shè)備）UPS通過在路易斯維爾機場進行的實驗，開發(fā)了連續(xù)下降進近程序（CDA），可以保證飛機可預(yù)測的、連續(xù)的到達跑道。該項目僅是UPS公司用于基地機場運行控制的輔助手段，還沒有應(yīng)用于空中交通管制方面國內(nèi)外應(yīng)用情況美國國內(nèi)外應(yīng)用情況美國FAA項目管理計劃：2007

11、2010開始相關(guān)電子設(shè)備的配置；擴展TIS-B/FIS-B的框架結(jié)構(gòu)；定義更多的空空應(yīng)用需求；發(fā)布“ADS-B OUT”規(guī)則；開始空-空應(yīng)用的安排部署；最終實現(xiàn)ADS-B框架體系。20102014發(fā)布“ADS-B OUT”最終規(guī)則；繼續(xù)空-空應(yīng)用的安排部署并增加新的應(yīng)用；更多的空-空應(yīng)用需求定義；完整的TIS-B/FIS-B架構(gòu)；完整的ADS-B NAS總體框架部署；完成40的相關(guān)電子設(shè)備的配置。20152020更多的空-空應(yīng)用需求定義；增加新的空-空應(yīng)用；制訂計劃淘汰過期的監(jiān)視設(shè)備；完成100的相關(guān)電子設(shè)備的配置；完成空-空應(yīng)用部署的初始化工作。20212025淘汰過期的監(jiān)視設(shè)備；淘汰TIS

12、-B；完成增加空-空應(yīng)用部署。國內(nèi)外應(yīng)用情況美國20072010開始相關(guān)電子設(shè)備的配置；國內(nèi)外應(yīng)用情況美國FAA在2005年安裝完最后一部雷達后，準備逐漸用ADS-B取代雷達計劃2015年全部淘汰雷達目前，F(xiàn)AA有關(guān)ADS-B用于商業(yè)航空監(jiān)視的項目還沒有啟動CAPSTONE項目用于通用航空監(jiān)視，主要是對ADS-B進行試驗和評估，且數(shù)據(jù)鏈選用UAT國內(nèi)外應(yīng)用情況美國國內(nèi)外應(yīng)用情況歐洲由EUROCONTROL牽頭開展了一項名為CRISTAL的ADS-B試驗。試驗基于一個安裝在圖盧茲機場的1090 ES地面站，結(jié)果顯示ADS-B對200海里甚至250海里內(nèi)的飛機監(jiān)視效果良好。歐洲由于雷達覆蓋比較完善

13、，對ADS-B發(fā)展的態(tài)度并不十分積極，首先試驗將ADS-B應(yīng)用于機場場面監(jiān)視。國內(nèi)外應(yīng)用情況歐洲國內(nèi)外應(yīng)用情況亞太地區(qū)（TF/1，處于實驗階段）日本計劃用 ADS-B增強雷達性能;澳大利亞在無雷達覆蓋區(qū)布置 ADS-B印度利用ADS-B對雷達盲區(qū)進行補充，計劃在Chennai進行一個試驗;新加坡、日本和澳大利亞近期將在場面監(jiān)視中利用ADS-B 技術(shù);香港正在試驗ADS-B用于機場場面監(jiān)視;蒙古開始著手進行1090 ES和VDL Mode 4數(shù)據(jù)鏈實驗;新西蘭政府也應(yīng)航空用戶的要求批準在South Island進行一項ADS-B試驗。國內(nèi)外應(yīng)用情況亞太地區(qū)（TF/1，處于實驗階段）國內(nèi)外應(yīng)用情況

14、澳大利亞高空空域項目（UAP）簽訂了購買28套ADS-B 1090 ES地面站的采購合同并逐步進行安裝布署，目標是完成澳大利亞全境的ADS-B監(jiān)視覆蓋。計劃于2007年中期完成所有站點的安裝。各航空公司自愿加改裝機載設(shè)備。為FL300以上的飛機提供服務(wù)。 目前已在Billabong、Bundaburg、Woomera、Longreach、Esperance、Bourke開始或完成ADS-B地面站的布設(shè)。值得注意的是：2005年TAAAS與Thales簽署了購買13雷達的協(xié)議國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞高空空域項目（UAP）國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞高空空域項目（UAP）國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞高空空域項目

15、（UAP）國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞UAP帶來的效益裝備了ADS-B設(shè)備的航空公司可以得到運行優(yōu)先權(quán)，裝備了ADS-B設(shè)備的飛機不再要求話音位置報告，并且飛行員也可更多地獲得他們請求的飛行高度層。加裝了ADS-B設(shè)備的飛機更加安全，管制中心每秒鐘收到一次ADS-B報告，可以用來檢查飛機保持航路和許可高度的情況，大大增加了航路飛行的安全性。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞UAP帶來的效益國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞試驗?zāi)壳?，Bundaberg UAP 地面站已投入使用，包括B378和A320在內(nèi)的39架飛機加裝了ADS-B機載設(shè)備；修改了空管運行系統(tǒng)，以處理和顯示ADS-B 航跡；使用1090 ES 數(shù)據(jù)鏈；已經(jīng)參

16、與的航空公司包括Virgin Blue和Jetstar。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞試驗國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制工作站ADS-B與雷達數(shù)據(jù)融合的兩種方式：優(yōu)選法：顯示雷達航跡或ADS-B航跡，簡單，價格低，不存在ADS-B數(shù)據(jù)影響雷達數(shù)據(jù)的風險，不需要重新驗證雷達數(shù)據(jù)處理（RDP）功能。融合法：將雷達航跡與ADS-B航跡融合為系統(tǒng)航跡，不存在跨越雷達覆蓋區(qū)和ADS-B覆蓋區(qū)時的跳點現(xiàn)象，提供基于系統(tǒng)航跡的告警信息，價格貴，存在ADS-B數(shù)據(jù)影響雷達數(shù)據(jù)的風險。目前澳大利亞采用的是優(yōu)選法，正在研發(fā)融合法并考慮其應(yīng)用。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制工作站國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制工作站管制工作站的管制界面

17、與雷達相比，并沒有太大的變化。增加了ADS-B數(shù)據(jù)與雷達數(shù)據(jù)不一致告警以及ADS-B數(shù)據(jù)與飛行計劃不一致告警。澳大利亞在墨爾本和布里斯班設(shè)有兩個區(qū)域管制中心，分別負責澳大利亞北部和南部的管制，兩個管制中心互為備份，在管制中心對布設(shè)在澳大利亞全境的地面站進行遠端監(jiān)控和軟件升級，實現(xiàn)地面站的無人值守。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制工作站國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制員培訓(xùn)對持有雷達管制執(zhí)照的管制員，僅需一天的培訓(xùn)即可適應(yīng)包含ADS-B的管制，但目前沒有僅針對ADS-B的管制員執(zhí)照。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制員培訓(xùn)國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制程序根據(jù)位置數(shù)據(jù)的精度和地面站的可靠性，ADS-B管制間隔分為5海里

18、和程序管制兩類。美國已制定了基于ADS-B的5海里管制間隔，目前正在制定基于ADS-B的3海里管制間隔。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞管制程序國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞機載設(shè)備加改裝大多數(shù)商業(yè)飛機已經(jīng)加裝了S模式應(yīng)答機，所作的改裝工作包括：軟件升級，加裝GPS連接線 ?；贏DS-B的駕駛艙交通信息顯示（CDTI）功能能夠與TCAS集成在一起。美國UPS公司沒有使用TCAS的顯示系統(tǒng)，而是專門加裝了一套更易于管理、畫面更大的顯示設(shè)備。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞機載設(shè)備加改裝國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞數(shù)據(jù)質(zhì)量與機載設(shè)備加改裝情況澳大利亞對位于Melbourne和Bundaberg的兩個ADS-B地面站連續(xù)4個月采集

19、數(shù)據(jù)顯示：1.有 99.867的報文的精度和完好性能夠達到實施類雷達管制的要求。2.具有ADS-B功能的飛機數(shù)量持續(xù)上升，在澳大利亞注冊的噴氣式飛機21都安裝了ADS-B機載設(shè)備。收到數(shù)據(jù)報告的機型包括B747、 B767、 B737、 B777、 A320、 A330、 A340、 B200、 SH36、 DHC8、 BK17、 B206、 J200等。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞數(shù)據(jù)質(zhì)量與機載設(shè)備加改裝情況國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞ADS-B認證AirService根據(jù)一個安全案例向CASA證明：ADS-B機載設(shè)備是可靠的，提供資料包括：基于DO 260或DO 260A的TSO(Technical

20、Standard Order)166或TSO 166A，以及STC(Supplemental Type Certificate)（新飛機為TC）。ADS-B地面系統(tǒng)是可靠的，提供資料包括：理論分析結(jié)果；跟 Thales合作的工業(yè)測試結(jié)果；實驗結(jié)果；文件依據(jù)（ICAO附件10，ICAO 4444號文件；SASP(Separation and Airspace Safety Panel)和OPLINK(Operational Data Link Panel)的相關(guān)文件）。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞ADS-B認證國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞ADS-B認證ATC程序是可靠的，提供資料包括風險評估和軍方許可。管制

21、培訓(xùn)程序是可靠的。飛行員培訓(xùn)程序是可靠的。CASA經(jīng)過評估，認為可行后，發(fā)布CASR(Civil Aviation Safety Regulation)171認證（關(guān)于技術(shù)的）和CASR 172認證（關(guān)于運行的）。國內(nèi)外應(yīng)用情況澳大利亞ADS-B認證匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4.5.我國的發(fā)展規(guī)劃我國的發(fā)展情況匯報內(nèi)容技術(shù)概述1.2.國外發(fā)展情況3.ICAO的研究情況4我國發(fā)展情況成立了ADS-B技術(shù)研究小組積極參加ICAO及ICAO亞太地區(qū)有關(guān)ADS-B實施的國際會議及技術(shù)演討會與ADS-B研究工作開展較早的國家進行技術(shù)交流、學(xué)習在L888航路試驗了ADS-C

22、研究和跟蹤國際形勢，正在研究制定我國的ADS-B技術(shù)發(fā)展政策民航飛行學(xué)院的ADS-B實驗成都、九寨ADS-B監(jiān)視應(yīng)用工程我國發(fā)展情況成立了ADS-B技術(shù)研究小組我國發(fā)展情況我國機載設(shè)備現(xiàn)狀飛機總數(shù)為951架，其中266架飛機沒有加裝GPS，占總數(shù)的28%；7架飛機沒有安裝S模式應(yīng)答機（南方航空股份有限公司珠海直升機分公司，安裝有A/C模式應(yīng)答機），占總數(shù)的0. 7%。對于新引進的飛機，只需選配該項功能，成本幾乎為零對于沒有 GPS 接收機的飛機，加改裝成本很高我國發(fā)展情況我國機載設(shè)備現(xiàn)狀我國發(fā)展情況民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗?zāi)壳埃w院在川內(nèi)有三個分院（廣漢分院、新津分院和綿陽分院）和一個航站

23、（遂寧），川外有一個分院（洛陽分院）。學(xué)院每天有五、六十架飛機同時在空中活動。各分院間的飛行訓(xùn)練相互獨立，互相不可見。從2006年6月開始，ADS-B系統(tǒng)已在飛院的綿陽、廣漢、新津和遂寧四個分院進行了安裝?，F(xiàn)已完成4個分院 GBT 地面站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安裝調(diào)試，同時完成了76架飛機 UAT 機載設(shè)備的安裝。我國發(fā)展情況民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗我國發(fā)展情況民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗綿陽分院：現(xiàn)已完成 1套 GBT 地面系統(tǒng)站，2套塔臺實時監(jiān)控站，27架飛機的安裝。廣漢分院：現(xiàn)已完成 1套 GBT 地面系統(tǒng)站，2套塔臺實時監(jiān)控站，24架飛機的安裝。 新津分院：現(xiàn)已完成 1套 GBT 地面系統(tǒng)站，2套塔臺實時監(jiān)控站，25架飛機的安裝。遂寧分院：現(xiàn)已完成 1套 GBT 地面系統(tǒng)站，2套塔臺實時監(jiān)控站。 我國發(fā)展情況民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗我國發(fā)展情況ADS-B應(yīng)用監(jiān)視系統(tǒng)工程目的：在我國西部試驗ADS-B項目，對ADS-B系統(tǒng)性能進行評估。概述：計劃在成都、九寨兩地各建設(shè)一個ADS-B地面站，同時在成都建設(shè)一