《空管監(jiān)視系統(tǒng)》課件

第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）1a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理1a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）2a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理2a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理RADAR（RAdioDetectionAndRanging）任務(wù)：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，測(cè)量目標(biāo)種類：一次監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷達(dá)一次監(jiān)視雷達(dá)是反射式雷達(dá)二次雷達(dá)也叫空管雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)射機(jī)定時(shí)器顯示器接收機(jī)天線控制裝置天線3a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理RADAR（RAdioDetectio5.1雷達(dá)監(jiān)視原理一次雷達(dá)工作方式：雷達(dá)發(fā)射無線電波，經(jīng)空間傳播至目標(biāo)，目標(biāo)被電波照射后輻射二次電波并沿雷達(dá)發(fā)射反方向返回，雷達(dá)接收機(jī)接收返回信號(hào)，確定目標(biāo)位置。一次雷達(dá)在顯示目標(biāo)時(shí)，目標(biāo)大小和亮度受到目標(biāo)和天線間距、大氣相對(duì)傳導(dǎo)性、目標(biāo)的雷達(dá)截面積、地面雜波等等因素影響，并且無法識(shí)別目標(biāo)身份，難以滿足空中交通管理要求。4a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理一次雷達(dá)工作方式：雷達(dá)發(fā)射無線電波，經(jīng)空5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)工作方式：由地面詢問機(jī)和機(jī)載應(yīng)答機(jī)配合而成，采用的是問答方式。地面二次雷達(dá)發(fā)射機(jī)發(fā)射1030MHz的脈沖信號(hào)，向機(jī)載設(shè)備發(fā)出詢問；機(jī)載應(yīng)答機(jī)接收到有效詢問信號(hào)后產(chǎn)生相應(yīng)的頻率為1090MHz的應(yīng)答信號(hào)并向地面發(fā)射。地面接收機(jī)接收到應(yīng)答機(jī)信號(hào)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理后獲得所需信息。5a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)工作方式：由地面詢問機(jī)和機(jī)載應(yīng)答5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn)發(fā)射功率較小二次雷達(dá)的工作與飛機(jī)的反射面積無關(guān)，對(duì)同樣工作距離，二次雷達(dá)地面發(fā)射功率比一次雷達(dá)小得多。不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象二次雷達(dá)回波是由機(jī)載應(yīng)答機(jī)主動(dòng)輻射的信號(hào)形成，不是目標(biāo)反射能量形成，因而與目標(biāo)的反射面積無關(guān)，回波不會(huì)由于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射而忽強(qiáng)忽弱，避免閃爍現(xiàn)象。6a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn)6a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn)干擾雜波較少二次雷達(dá)系統(tǒng)的接收頻率和發(fā)射頻率不同，各種地物、氣象目標(biāo)對(duì)1030MHz發(fā)射的反射信號(hào)，不會(huì)被1090MHz的接收機(jī)所接收，基本上沒有上述雜波干擾。提供的信息豐富距離和方位信息飛機(jī)代碼信息飛機(jī)氣壓高度信息7a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn)7a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)發(fā)射成對(duì)脈沖，不同時(shí)間間隔確定不同工作模式民航目前使用A、C模式，新航線系統(tǒng)出現(xiàn)S模式8a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)發(fā)射成對(duì)脈沖，不同時(shí)間間隔確定不5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)在接收到詢問信號(hào)后發(fā)出不同形式的編碼信號(hào)應(yīng)答信號(hào)是一個(gè)脈沖序列，它的第一和最后一個(gè)脈沖標(biāo)分別標(biāo)識(shí)起始與終止，除中間一個(gè)脈沖備用外，其余12個(gè)脈沖組成一個(gè)八進(jìn)制編碼系統(tǒng)，形成一個(gè)4位數(shù)編碼。A模式詢問脈沖，應(yīng)答代表飛機(jī)識(shí)別號(hào)碼C模式詢問脈沖，應(yīng)答代表高度9a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理二次雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)答機(jī)在接收到詢問信號(hào)后發(fā)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理

應(yīng)答脈沖序列應(yīng)答碼A模式下

結(jié)論：飛機(jī)的標(biāo)識(shí)號(hào)為645710a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理應(yīng)答脈沖序列應(yīng)答碼5.1雷達(dá)監(jiān)視原理旁波瓣干擾問題二次雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)天線在發(fā)出信號(hào)時(shí)，主波從正前方發(fā)出，同時(shí)在主波周圍發(fā)射低能量旁波瓣，如果應(yīng)答機(jī)對(duì)這些波瓣應(yīng)答，會(huì)出現(xiàn)假信號(hào)。設(shè)置一根全向天線，在詢問脈沖對(duì)的第一個(gè)脈沖后2μs發(fā)出脈沖，強(qiáng)度與脈沖對(duì)相等，如果應(yīng)答機(jī)接到3個(gè)脈沖強(qiáng)度相等，表明收到的是主波瓣的信號(hào)，給予回答；如果收到的信號(hào)中，中間一個(gè)強(qiáng)而前后弱，表明收到的是旁波瓣的脈沖，不予回答，從而避免干擾。11a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理旁波瓣干擾問題11a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理旁波瓣抑制圖示12a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理旁波瓣抑制圖示12a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理應(yīng)答信號(hào)混疊問題在詢問信號(hào)作用范圍內(nèi)的飛機(jī)，會(huì)對(duì)詢問信號(hào)做出近似同步的應(yīng)答，在顯示上造成應(yīng)答信號(hào)混疊原因：詢問應(yīng)答信號(hào)過于簡(jiǎn)單；未指明對(duì)哪架飛機(jī)詢問

S（選擇）模式二次雷達(dá)有效地解決該問題13a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理應(yīng)答信號(hào)混疊問題13a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理在一般二次雷達(dá)的應(yīng)答信號(hào)中，可以容納的飛機(jī)標(biāo)識(shí)號(hào)最多為212=4096。S-SSR的詢問信號(hào)格式：在詢問脈沖對(duì)之后，有一個(gè)時(shí)間長度為15或29μs的數(shù)據(jù)塊，相應(yīng)的包含56比特或112比特，24比特用來表示飛機(jī)標(biāo)識(shí)號(hào)，可以容納的飛機(jī)數(shù)為224=16777216（1677萬）。14a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理在一般二次雷達(dá)的應(yīng)答信號(hào)中，可以容納的飛5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)管制的發(fā)展盡管A/C模式二次雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)使雷達(dá)管制員能知道飛機(jī)的代號(hào)和高度，但是對(duì)于飛機(jī)的飛行計(jì)劃依然要依靠飛行進(jìn)程單來實(shí)現(xiàn)，這種雷達(dá)管制為半雷達(dá)管制，在20世紀(jì)70年代后二次雷達(dá)系統(tǒng)使用了計(jì)算機(jī)，才實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。20世紀(jì)70年代初計(jì)算機(jī)技術(shù)和雷達(dá)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化的雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)把一次雷達(dá)和二次雷達(dá)數(shù)據(jù)都輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)接收三個(gè)方面來的數(shù)據(jù)，分別為一次雷達(dá)信息、二次雷達(dá)信息、航管中心輸入的飛行計(jì)劃。管制員可以在雷達(dá)屏幕上得到飛機(jī)全部有關(guān)數(shù)據(jù)。15a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)管制的發(fā)展15a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理對(duì)一個(gè)管制中心的管制空域，一般多部雷達(dá)才能覆蓋該空域，一個(gè)飛行目標(biāo)往往同時(shí)被幾部雷達(dá)所捕獲雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（RDP）和雷達(dá)前端處理器（RFP）可對(duì)多雷達(dá)航跡環(huán)境進(jìn)行處理：處理輸入的雷達(dá)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)輸入線路的質(zhì)量從C模式獲取高度航跡多雷達(dá)航跡的融合處理告警功能（沖突、最低安全高度、危險(xiǎn)區(qū)等）航跡與飛行計(jì)劃集成16a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理對(duì)一個(gè)管制中心的管制空域，一般多部雷達(dá)才5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的識(shí)別一次雷達(dá)：飛機(jī)起飛離場(chǎng)后雷達(dá)就開始跟蹤，駕駛員通過指定點(diǎn)時(shí)報(bào)告位置，管制員在屏幕上核對(duì)通過該地點(diǎn)的亮點(diǎn)；指定飛機(jī)按一定航向飛行，通過屏幕上亮點(diǎn)移動(dòng)的軌跡來識(shí)別飛機(jī)。二次雷達(dá)：駕駛員使用特別位置識(shí)別脈沖，即應(yīng)答機(jī)在A模式的回答編碼后435μs發(fā)出一個(gè)脈沖，該脈沖使地面站屏幕上的亮點(diǎn)變寬，以區(qū)別于屏幕上的其他亮點(diǎn)，從而識(shí)別飛機(jī)；駕駛員把應(yīng)答機(jī)間斷地開機(jī)、關(guān)機(jī)，這樣屏幕上相應(yīng)的亮點(diǎn)會(huì)時(shí)有時(shí)無，從而識(shí)別飛機(jī)。17a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制目標(biāo)的識(shí)別和移交5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的移交當(dāng)一架飛機(jī)進(jìn)入一個(gè)管制員的控制范圍并被識(shí)別后，該范圍的管制員要負(fù)責(zé)該飛機(jī)的安全間隔和管制引導(dǎo)，當(dāng)飛機(jī)要飛出這個(gè)范圍時(shí)，該管制員要把這架飛機(jī)的識(shí)別號(hào)和管制權(quán)移交給下一個(gè)管制員。目標(biāo)的移交是按照嚴(yán)格的程序并在兩個(gè)管制員意見一致時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行。移交過程中，當(dāng)前管制區(qū)中的管制員稱為發(fā)送方，下一個(gè)范圍的管制員稱為接收方。18a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交18a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的移交發(fā)送方要求：如果沒有接收方的認(rèn)證或許可，飛行器不能穿過兩個(gè)扇區(qū)之間的邊界；飛行器在穿過邊界之前，必須要收到接收方管制員的同意；通信的移交必須在飛行器穿過邊界前完成；任何由接收方規(guī)定的限制都必須遵守。19a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交19a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的移交接收方要求：任何關(guān)于飛行器的限制都必須通知給發(fā)送方管制員；接收方管制員只有在飛行器已經(jīng)穿過邊界后，才可以改變其高度、航向、速度或應(yīng)答編碼；若飛行器在穿過邊界前，接收方必須使其改變航線或高度，那么只有接收方收到發(fā)送方的許可才可將指示發(fā)送給飛行員。20a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交20a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的移交目標(biāo)的移交分為HandOff和PointOut。HandOff：如果一個(gè)飛行器要進(jìn)入接收方管制員負(fù)責(zé)的空域，那么發(fā)送方管制員不但要將飛行器的雷達(dá)標(biāo)識(shí)傳送給接收方，而且同時(shí)也要求把它與飛行器的通信進(jìn)行移交。PointOut：飛行器和發(fā)送方管制員的通信不被移交，主要適用于飛行器在短時(shí)間內(nèi)穿過多個(gè)扇區(qū)邊界。21a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交21a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交目標(biāo)的移交例子飛機(jī)穿過扇區(qū)A、B、C。由于飛機(jī)經(jīng)過B扇區(qū)時(shí)間非常短，因此發(fā)送方管制員（扇區(qū)A）將飛機(jī)移交給扇區(qū)B的管制員時(shí)所選擇的方式是PointOut，同時(shí)與扇區(qū)C的管制員進(jìn)行移交方式為HandOff。22a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理目標(biāo)的識(shí)別和移交22a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)間隔

利用雷達(dá)，管制員可以“看”到飛機(jī)，因而可以把間隔的距離縮小，提高空域的利用率。雷達(dá)識(shí)別飛機(jī)后，雷達(dá)管制可以把兩架飛機(jī)之間縱向間隔縮短到3～5海里。離雷達(dá)站近（40海里之內(nèi)）的飛機(jī)可以把最小間隔降到3海里，而40海里之外的飛機(jī)縱向最小間隔則為5海里。此外在一架大飛機(jī)之后飛行的小飛機(jī)，為了避開前一架飛機(jī)的尾流，最小縱向間隔應(yīng)加大到5海里以上。使用雷達(dá)時(shí)，橫向間隔標(biāo)準(zhǔn)的最低標(biāo)準(zhǔn)和縱向間隔相同，但橫向間隔沒有尾流影響的問題。23a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)間隔23a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔對(duì)于離場(chǎng)時(shí)的初始間隔，如果兩架飛機(jī)相繼從同一跑道上起飛離場(chǎng)，雷達(dá)管制情況下，如果兩架飛機(jī)的航線在起飛之后有15°以上的偏離角，它們之間的最小間隔可以降到1海里。24a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔24a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔如果兩架飛機(jī)同時(shí)從兩條不相交的跑道上起飛離場(chǎng)，并且跑道之間以及飛機(jī)的航線之間都至少有15°的偏離角，那么可以不要求飛行間隔。25a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔25a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔如果兩條跑道相交，但其偏離角至少為15°而且飛機(jī)起飛后航線之間的偏離角也至少為15°，那么當(dāng)領(lǐng)航的飛機(jī)穿過交叉點(diǎn)后就可以對(duì)后面的飛機(jī)放行。26a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔26a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔如果飛機(jī)運(yùn)行在平行的跑道上，跑道相距至少2500英尺，并且飛機(jī)起飛后的航線有一定的偏離，那么可以讓它們同時(shí)離場(chǎng)

27a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)間隔27a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)協(xié)助導(dǎo)航

管制員可使用雷達(dá)導(dǎo)航，主要用于飛機(jī)在進(jìn)近前截獲進(jìn)近航道并使用雷達(dá)進(jìn)近代替儀表進(jìn)近。雷達(dá)管制員在屏幕上能了解整個(gè)空域情況，可以引導(dǎo)飛機(jī)不按程序管制的既定航線飛行，由管制員指示飛機(jī)改變航向，引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近。優(yōu)點(diǎn)：飛機(jī)可由管制員引導(dǎo)直接進(jìn)入進(jìn)近航線，節(jié)省大量的等待時(shí)間和燃油。管制員還可以引導(dǎo)飛機(jī)繞開擁擠空域，使飛機(jī)不需要在等待空域航線中飛行。28a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)協(xié)助導(dǎo)航25.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)交通信息

管制員向駕駛員提供本機(jī)和其他飛機(jī)的相對(duì)位置信息，從而消除潛在的相撞事故，稱為交通建議。管制員按如下原則來組織交通建議：利用相對(duì)于飛機(jī)地面軌跡的鐘表盤表示其他飛機(jī)的位置，飛機(jī)之間的距離用海里表示，鐘表盤也表示其他飛機(jī)當(dāng)前飛行的方向。12點(diǎn)123456789101129a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制雷達(dá)交通信息15.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)交通信息例子

管制員通知東方211飛機(jī)：12點(diǎn)方向，3海里，型號(hào)不明飛機(jī)向東飛；1點(diǎn)方向，2海里，公務(wù)機(jī)Lear飛機(jī)向西飛，高度12000英尺；9點(diǎn)方向，5海里，軍用機(jī)向南飛，高度6000英尺。駕駛員得到信息后，有足夠時(shí)間判斷和避免可能發(fā)生的事故隨著二次雷達(dá)的計(jì)算機(jī)化，有些雷達(dá)系統(tǒng)裝有防撞警告軟件，可把兩架飛機(jī)預(yù)計(jì)的航線畫出來，如果在航線交叉時(shí)垂直、縱向、橫向間隔不夠，軟件會(huì)自動(dòng)向管制員發(fā)出告警，管制員及時(shí)通知駕駛員處理。30a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理雷達(dá)交通信息例子30a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制最小安全高度警告對(duì)于裝有C模式應(yīng)答機(jī)可以報(bào)告飛行高度的飛機(jī)，可隨時(shí)收到它的高度信息。計(jì)算機(jī)把管制空域內(nèi)的地面地形和障礙物高度存入計(jì)算機(jī)，軟件不斷比較飛機(jī)的高度和地面地形及障礙物高度，一旦高度差小于150米，則發(fā)出警告，并在出現(xiàn)“LOWALT”（高度太低）字樣，管制員通知駕駛員，避免飛機(jī)因高度太低產(chǎn)生的觸地事故。31a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理-利用雷達(dá)的空中交通管制最小安全高度警告5.1雷達(dá)監(jiān)視原理總結(jié)利用雷達(dá)監(jiān)視飛機(jī)，管制員可以有效地指揮、調(diào)配飛機(jī)，確保飛行安全。在新航行系統(tǒng)的監(jiān)視部分中，推薦使用A/C模式或S模式的二次監(jiān)視雷達(dá)用作終端區(qū)和高密度陸地空域的監(jiān)視。32a5.1雷達(dá)監(jiān)視原理總結(jié)32a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）33a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理33a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS是ICAO在新航行系統(tǒng)中所推薦的一種新興的監(jiān)視技術(shù)。自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，指機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的導(dǎo)航信息，通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或甚高頻空地?cái)?shù)據(jù)鏈，自動(dòng)實(shí)時(shí)地發(fā)送到地面接收和處理系統(tǒng)，然后通過偽雷達(dá)畫面，供有關(guān)人員監(jiān)視飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)?？蓱?yīng)用于航路、終端區(qū)和場(chǎng)面監(jiān)視等部門，成為現(xiàn)有的雷達(dá)監(jiān)視系統(tǒng)以及機(jī)載避撞系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。同時(shí)，由于它還使用了衛(wèi)星鏈路，可應(yīng)用于海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)，改善現(xiàn)有監(jiān)視條件下這些地區(qū)監(jiān)視手段不足的情況。34a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS是ICAO在新航行5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS系統(tǒng)原理核心是把來自機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)位置數(shù)據(jù)通過地空數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)傳送到地面交通管制部門。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。ADS數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)，其中至少包括識(shí)別標(biāo)志和四維位置信息，還能提供附加數(shù)據(jù)，如飛行趨向、飛行速度、氣象等信息。ADS空地之間的通信合同分為周期性合同和事件合同兩種形式。周期性合同按固定報(bào)告時(shí)間間隔提供ADS報(bào)告。事件合同包括地理事件、偏離事件和變化事件，當(dāng)某一事件發(fā)生時(shí)，飛機(jī)按照合同發(fā)送ADS報(bào)告。35a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS系統(tǒng)原理35a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS概述ADS信息以報(bào)文的形式通過空地?cái)?shù)據(jù)鏈傳到地面ATC中心，最終用戶是交通管制員。

36a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS概述36a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）典型的ADS系統(tǒng)由ADS信源、傳輸信道和信息處理及應(yīng)用顯示三個(gè)模塊組成ADS信源包括各種機(jī)載導(dǎo)航傳感器和接收機(jī)以及大氣數(shù)據(jù)傳感器。ADS的傳輸信道包括：衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈、甚高頻數(shù)據(jù)鏈和S模式二次雷達(dá)數(shù)據(jù)鏈。ADS信息的接收處理和應(yīng)用顯示包括地面的通信終端和顯示終端兩部分。37a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）典型的ADS系統(tǒng)由ADS5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）定位與應(yīng)用范圍：ADS與話音通信相比減小了飛行間隔，增加了空域容量，但其飛行間隔仍然大于雷達(dá)管制所需的飛行間隔，所以ADS在進(jìn)近和終端區(qū)以及一些流量較大的航路上仍然不能取代雷達(dá)管制，只能是雷達(dá)管制的輔助手段，并且主要運(yùn)用于邊遠(yuǎn)及海洋地區(qū)空域的監(jiān)視。38a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）定位與應(yīng)用范圍：ADS與5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的功能包括：通過對(duì)雷達(dá)覆蓋區(qū)以外的飛機(jī)提供ADS監(jiān)視手段來加強(qiáng)飛行安全；及時(shí)檢測(cè)到航路點(diǎn)引入差錯(cuò)和ATC環(huán)路差錯(cuò)；對(duì)當(dāng)前飛行計(jì)劃進(jìn)行符合性監(jiān)督和偏離檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)對(duì)放行航跡的偏離情況；管制員可以根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)提出相應(yīng)修正措施；結(jié)合ADS和改進(jìn)了的監(jiān)視、通信、ATC數(shù)據(jù)處理和顯示能力，可以縮減飛行間隔標(biāo)準(zhǔn)；提高戰(zhàn)術(shù)處理能力，使空域利用更為靈活；加強(qiáng)了沖突檢測(cè)和解脫能力；在緊急情況下及時(shí)得到飛機(jī)精確的位置信息和通知。39a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的功能包括：39a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的局限性：機(jī)上信息處理需要時(shí)間，從數(shù)據(jù)采集到發(fā)送至少需64毫秒；通信滯后，報(bào)文從飛機(jī)傳送到地面約需45－60毫秒；相關(guān)監(jiān)視，依賴飛機(jī)報(bào)告，完全依賴機(jī)載導(dǎo)航信息源；要求使用相同的基準(zhǔn)，即GNSS的基準(zhǔn)時(shí)間和WGS-84的坐標(biāo)系統(tǒng)，否則精度變差；設(shè)備安裝的過渡期內(nèi)，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)載設(shè)備混亂的情況。40a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的局限性：40a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－基本概念A(yù)DS應(yīng)用中，機(jī)載ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ADSF，地面ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為ADSP。啟動(dòng)ADS應(yīng)用后，地面系統(tǒng)根據(jù)管制需要發(fā)送位置報(bào)告命令，稱為合同，飛機(jī)根據(jù)合同要求向相應(yīng)的地面系統(tǒng)下發(fā)位置信息。ADSF支持三種ADS基本合同：周期合同（PeriodicContract）事件合同（EventContract）請(qǐng)求合同（DemandContract）41a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－基本概念5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素ADS的連接ADS應(yīng)用程序之間的端到端通信，是地面系統(tǒng)請(qǐng)求與進(jìn)入系統(tǒng)的飛機(jī)建立ADS合同的結(jié)果，一個(gè)地面ADS系統(tǒng)一次只能和某個(gè)ADSF建立一個(gè)連接，分為連接建立和拒絕連接兩種情況。由地面系統(tǒng)發(fā)送連接請(qǐng)求，ADSF根據(jù)機(jī)載系統(tǒng)的能力返回確認(rèn)信息。42a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素ADS的連接ADS連接建立時(shí)應(yīng)滿足：ADSF應(yīng)該可以同四個(gè)ADSP以優(yōu)先級(jí)3建立連接；每個(gè)連接都可支持一個(gè)周期合同，一個(gè)事件合同或一個(gè)周期合同和一個(gè)事件合同；某個(gè)連接上的請(qǐng)求不應(yīng)影響其他連接上的請(qǐng)求。出現(xiàn)如下情況時(shí)，地面ADS系統(tǒng)將拒絕連接：當(dāng)ADSF應(yīng)用程序收到一個(gè)傳輸優(yōu)先級(jí)不是3的服務(wù)請(qǐng)求時(shí)；當(dāng)ADSF已經(jīng)建立了四個(gè)ATSADSP連接之后又收到服務(wù)請(qǐng)求時(shí)。43a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素上行鏈路的處理ADSF可以同時(shí)處理單個(gè)上行鏈路上的多個(gè)不同類型請(qǐng)求如果在解釋請(qǐng)求的過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，該請(qǐng)求被認(rèn)為是無效的，ADSF將返回一個(gè)NA報(bào)文當(dāng)一個(gè)連接連續(xù)收到三個(gè)NA報(bào)文時(shí)，ADSF就會(huì)取消這個(gè)連接上的所有合同并終止該連接當(dāng)ADSF收到一個(gè)已定義的數(shù)據(jù)組或事件標(biāo)簽而無法得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)或功能時(shí)，ADSF會(huì)返回NCN并忽略相應(yīng)的數(shù)據(jù)段當(dāng)ADSF收到一個(gè)未定義的請(qǐng)求時(shí)，ADSF會(huì)返回NCN并忽略以后的所有數(shù)據(jù)段44a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素周期合同最基本的ADS合同，要求飛機(jī)向地面系統(tǒng)周期發(fā)送特定的位置信息。周期合同請(qǐng)求報(bào)文中包含了下發(fā)周期和下發(fā)內(nèi)容要求，飛機(jī)根據(jù)合同內(nèi)容完成報(bào)文下發(fā)緊急周期合同是周期合同的一種，緊急周期合同是由飛機(jī)自動(dòng)進(jìn)入的狀態(tài)，地面ADS系統(tǒng)無法命令飛機(jī)進(jìn)入或取消緊急合同狀態(tài)，只能要求飛機(jī)更改緊急位置報(bào)告的內(nèi)容和發(fā)送頻率MSB－－最高位LSB－－最低位SF－－ScalingFactor尺度因子45a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素ADS周期合同請(qǐng)求報(bào)文組成必須滿足：周期合同請(qǐng)求由請(qǐng)求標(biāo)示、合同請(qǐng)求號(hào)和可選數(shù)據(jù)組成。報(bào)告率字節(jié)定義了數(shù)據(jù)下發(fā)的頻率。報(bào)告率采用如下算法：報(bào)告時(shí)間間隔=（1+RATE）?SF，SF是位于第七和第八字節(jié)的尺度因數(shù)，RATE是第六到第一字節(jié)的數(shù)值。ADSF支持在一條連接上能夠達(dá)到4秒一次或者更少的報(bào)告間隔。每個(gè)請(qǐng)求數(shù)據(jù)組由分組標(biāo)志號(hào)和分組內(nèi)容組成，標(biāo)志號(hào)表明該分組的請(qǐng)求內(nèi)容，比如16號(hào)為氣象信息分組，如果請(qǐng)求報(bào)文包括該分組，則要求飛機(jī)定時(shí)發(fā)送氣象信息。周期合同一旦建立起來就一直有效，直到合同被取消或者修改。

46a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素事件合同請(qǐng)求

事件合同就是要求當(dāng)飛機(jī)處于某種狀態(tài)時(shí)（即觸發(fā)某種事件時(shí)）發(fā)送位置報(bào)告的合同事件位置報(bào)告有多種觸發(fā)條件，觸發(fā)條件在請(qǐng)求報(bào)告中都是以字節(jié)的形式表示的。與周期合同相似，每一種事件的請(qǐng)求數(shù)據(jù)分組由標(biāo)識(shí)號(hào)和內(nèi)容組成，不同的是在周期合同中內(nèi)容為報(bào)告頻率，而在事件合同中內(nèi)容為各個(gè)事件觸發(fā)的參數(shù)－－閾值

47a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素45.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素事件合同請(qǐng)求滿足：事件合同請(qǐng)求由請(qǐng)求標(biāo)示、合同請(qǐng)求號(hào)和可選數(shù)據(jù)組成?？蛇x數(shù)據(jù)定義了產(chǎn)生事件報(bào)告的事件。當(dāng)由于飛行計(jì)劃變更或者其他原因造成下一航路點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，由航路改變事件觸發(fā)。事件合同只有在被取消或者所有事件已經(jīng)完成的情況下結(jié)束。

48a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素45.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素取消合同通過發(fā)送取消合同請(qǐng)求而終止運(yùn)行當(dāng)ADSF收到一個(gè)取消合同請(qǐng)求時(shí)，如果該請(qǐng)求所帶的合同請(qǐng)求號(hào)與這個(gè)連接上的某個(gè)活動(dòng)合同的合同請(qǐng)求號(hào)相匹配，這個(gè)合同將被取消，并且ADSF下發(fā)相應(yīng)取消合同請(qǐng)求的ACK。如果ADSF收到一個(gè)不匹配的取消合同請(qǐng)求，則返回一個(gè)NA報(bào)文。49a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素45.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素ADS位置報(bào)包括基本報(bào)告數(shù)據(jù)、航班號(hào)數(shù)據(jù)、飛機(jī)識(shí)別號(hào)數(shù)據(jù)、地面參考數(shù)據(jù)、空中參考數(shù)據(jù)、預(yù)計(jì)航路數(shù)據(jù)、飛機(jī)意向數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)等50a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素55.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素ADS位置報(bào)基本報(bào)告數(shù)據(jù)和固定意向數(shù)據(jù)分組組成。每一個(gè)位置報(bào)中都包含基本報(bào)告數(shù)據(jù)，位于位置報(bào)告頭部，其第一字節(jié)是一個(gè)標(biāo)簽，表明該報(bào)文響應(yīng)合同種類。標(biāo)簽之后是基本的ADS信息，包括經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間和精度等。51a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS合同管理－關(guān)鍵要素55.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)位置報(bào)文計(jì)劃位置報(bào)文如果地面自動(dòng)化系統(tǒng)可從ADS報(bào)文中提取位置信息和評(píng)估數(shù)據(jù)并更新飛行剖面，則當(dāng)ADS報(bào)文在飛行進(jìn)程中指示成功時(shí)，就不會(huì)要求通過CPDLC或語音發(fā)送計(jì)劃位置報(bào)文。如果在一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到ADS報(bào)文，ATS設(shè)備將會(huì)對(duì)被監(jiān)視的飛機(jī)初始化一個(gè)命令合同或與其建立一個(gè)新的周期合同。52a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)525.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)位置報(bào)文飛機(jī)在偏移時(shí)的航向選擇模式如果飛機(jī)處于航向選擇模式并正在處理不使用飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC）偏移，則飛機(jī)發(fā)送的預(yù)測(cè)航路信息可能出錯(cuò)。如果飛機(jī)處于航向選擇模式，預(yù)定航路信息將指示飛機(jī)正在飛往FMC飛行計(jì)劃中包含的下一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。如果一架在偏移時(shí)處于航向選擇模式的飛機(jī)側(cè)向錯(cuò)過一個(gè)途中關(guān)鍵點(diǎn)，飛行員必須對(duì)FMC重新編程以確保對(duì)后續(xù)關(guān)鍵點(diǎn)排序。53a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)535.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)位置報(bào)文應(yīng)用FMC的偏移當(dāng)應(yīng)用FMC處理偏移時(shí)，波音和空中客車的飛機(jī)將按如下方式發(fā)送預(yù)定航路信息：A330－A340/A319－A320－A32：對(duì)于受FMC管理的空中客車飛機(jī)，如果正在偏移航路上飛行，那么預(yù)定航路信息將沿著偏移航路。B747－400/B777：對(duì)于受FMC管理的波音飛機(jī)，如果正在偏移航路上飛行，那么預(yù)定信息將總是指向下一個(gè)FMC關(guān)鍵點(diǎn)，而預(yù)測(cè)航路將沿著偏移航路。

54a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)545.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)ADS連接管理ADS連接是地面系統(tǒng)請(qǐng)求與進(jìn)入系統(tǒng)的飛機(jī)建立ADS合同的結(jié)果，只有當(dāng)一架飛機(jī)成功注冊(cè)到AFN后，才能在空地間建立ADS合同。地面系統(tǒng)建立ADS合同不需現(xiàn)行管制部門將特定設(shè)備的地址轉(zhuǎn)發(fā)給飛機(jī)。55a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)555.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管制移交的協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)當(dāng)在距離邊界局部統(tǒng)一參數(shù)范圍內(nèi)時(shí)，如果與管制移交相關(guān)的協(xié)調(diào)信息和關(guān)于飛機(jī)的ADS信息不同（例如，顯示飛行水平與協(xié)調(diào)后的飛行水平不同），那么接收管制員必須與移交管制員校驗(yàn)協(xié)調(diào)信息。56a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)565.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管制移交的協(xié)調(diào)特殊CPDLC連接一部分系統(tǒng)不能處理不進(jìn)入其FIR的飛行，另一部分會(huì)在接受飛機(jī)AFN注冊(cè)時(shí)自動(dòng)建立CPDLC和ADS連接。對(duì)于后者，當(dāng)其作為臨近FIR，為了監(jiān)視接近邊界的飛機(jī)而進(jìn)行連接時(shí)，飛機(jī)會(huì)拒絕CPDLC連接請(qǐng)求。如果處于臨近FIR的管制員本來只希望建立ADS連接，卻意識(shí)到CPDLC連接也被建立，該管制員會(huì)斷開CPDLC連接并與管制機(jī)構(gòu)進(jìn)行校正。57a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)575.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)管制移交的協(xié)調(diào)高周期性報(bào)告速率為防止出現(xiàn)要求飛機(jī)發(fā)送報(bào)文的速率大于允許發(fā)送速率的情況，只有當(dāng)前管制飛機(jī)的ATS機(jī)構(gòu)可以初始化一個(gè)與此飛機(jī)間的高周期性報(bào)告速率。任何相鄰的或下一個(gè)ATS機(jī)構(gòu)要請(qǐng)求一個(gè)與此飛機(jī)間的高報(bào)告速率（5分鐘或更短）都必須在提高周期性報(bào)告速率以前與現(xiàn)行管制機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)。58a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)585.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)ADS系統(tǒng)停止當(dāng)ADS系統(tǒng)地面部分發(fā)生計(jì)劃停止時(shí)，在停止期間將會(huì)發(fā)出一個(gè)NOTAM通知所有受影響的部分。在此期間，會(huì)通過CPDLC或話音要求位置報(bào)告。在地面系統(tǒng)發(fā)生意外ADS停止時(shí)，相關(guān)ATS提供者將會(huì)向以下部門發(fā)出通知：所有受影響的飛機(jī)并建議它們發(fā)出位置報(bào)告；如果仍可獲得CPDLC服務(wù)，一個(gè)自由CPDLC報(bào)文將會(huì)被發(fā)送給飛行員；通過直接協(xié)調(diào)通知相鄰的ATS單元;通過發(fā)送NOTAM通知所有相關(guān)部門。59a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)595.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)緊急措施當(dāng)收到ADS緊急報(bào)文時(shí)，管制該飛機(jī)的管制員將通過發(fā)送一個(gè)自由CPDLC報(bào)文或與飛機(jī)間的話音通信確認(rèn)此緊急情況。管制員：ROGERMAYDAY

管制員：ROGERPAN在出現(xiàn)緊急情況時(shí)，只有對(duì)飛行具有現(xiàn)行管制權(quán)的管制員才可以請(qǐng)求提高周期性報(bào)文發(fā)送速率。當(dāng)對(duì)飛機(jī)沒有管制權(quán)的管制員收到ADS緊急報(bào)文時(shí)，應(yīng)該與當(dāng)前管制機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)以確定緊急報(bào)文已收到。

60a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn)605.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）由機(jī)載航空電子設(shè)備、RGS、地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、NMDPS和各用戶子系統(tǒng)構(gòu)成。信息源是機(jī)載ACARS系統(tǒng)，信息傳輸通道是甚高頻數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，信息處理系統(tǒng)采用CNS/ATM工作站。中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)61a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）由機(jī)載航空電子設(shè)備、RGS5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)機(jī)載ACARS設(shè)備作為數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的空中節(jié)點(diǎn)，是指生成各種與飛行參數(shù)有關(guān)的報(bào)文和可接收地面報(bào)文的機(jī)載設(shè)備主要功能：將機(jī)載系統(tǒng)采集的各種飛行參數(shù)信息通過空地?cái)?shù)據(jù)鏈路發(fā)到地面RGS站，并接收地面網(wǎng)中通過RGS站轉(zhuǎn)發(fā)來的信息。62a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)遠(yuǎn)端地面站（RGS）是甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的地面節(jié)點(diǎn)，用于飛機(jī)與地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的連接，并可實(shí)現(xiàn)地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信。主要包括：VHF收發(fā)電臺(tái)、單板計(jì)算機(jī)、對(duì)空數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器、集成控制單元、與地面網(wǎng)相連的路由器、與地面網(wǎng)相連的調(diào)制解調(diào)器、GPS授時(shí)單元以及天線、UPS電源單元和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。RGS站通過VHF接收機(jī)接收來自飛機(jī)的數(shù)據(jù)，RGS工作在半雙工方式，使用2400bps的數(shù)據(jù)傳輸速率，MSK調(diào)制方式發(fā)射或接收數(shù)據(jù)，采用CSMA協(xié)議。63a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)作為甚高頻地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，為其提供地面通信線路，可準(zhǔn)確、快速地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上任意兩點(diǎn)間報(bào)文數(shù)據(jù)的傳輸與交換。它應(yīng)滿足一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到開放系統(tǒng)互聯(lián)的要求。目前，中國民航的基于甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈的地面數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用民航的X.25分組交換網(wǎng)。64a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（NMDPS）是甚高頻地空數(shù)據(jù)網(wǎng)的中心處理系統(tǒng)，由高性能服務(wù)器和一定數(shù)量的計(jì)算機(jī)組成，采用以太局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。與外部網(wǎng)絡(luò)的通信采用X.25通信協(xié)議，并與全國范圍的RGS站LAN構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)（WAN）。主要功能包括：RGS站的控制和監(jiān)測(cè)、信息的處理、信息的尋址及路由選擇、RF信道的分配、系統(tǒng)的管理、定期報(bào)告和警告、日志和記帳、系統(tǒng)定時(shí)、系統(tǒng)配置參數(shù)的設(shè)定、輸入輸出通信、通信管理。65a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)用戶子系統(tǒng)主要分為AOC和ATC。通過用戶子系統(tǒng)的終端，地面管制員、簽派員可以直接看到與之相關(guān)的飛機(jī)數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)提供的信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)下行鏈路數(shù)據(jù)的分發(fā)與處理，并可由地面向飛行機(jī)組發(fā)送修改的飛行計(jì)劃、各類應(yīng)急指令以及飛行氣象報(bào)等信息，實(shí)現(xiàn)用戶與飛行機(jī)組的上行鏈路數(shù)據(jù)通信。66a5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）中國民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的思考題1.在工作方式上，二次雷達(dá)與一次雷達(dá)有什么不同，各有哪些特點(diǎn)？2.簡(jiǎn)述ADS系統(tǒng)的概念、組成及其特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述基于VHF數(shù)據(jù)鏈的ADS系統(tǒng)的組成。對(duì)基于ADS的ATC系統(tǒng)有哪些基本要求？4.ADSF支持幾種ADS基本合同？并對(duì)其中一種作解釋。67a思考題67a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）68a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理68a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）69a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理69a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理融合處理意義ADS原理：來自機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)位置數(shù)據(jù)通過地空數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)傳送到地面交通管制部門。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。在傳送的各個(gè)環(huán)節(jié)中不可避免地會(huì)加入誤差和干擾，引起報(bào)文的丟失和錯(cuò)誤。通過ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合，充分利用所能得到的信息，彌補(bǔ)單一傳感器的不足，提高系統(tǒng)性能。

70a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理融合處理意義70a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS信息處理（航跡處理）

航跡起始

收到一個(gè)ADS報(bào)文，將其呼號(hào)與數(shù)據(jù)庫中記錄比較，如有該飛機(jī)記錄，已有航跡；如沒有，則為該飛機(jī)建立航線記錄，并認(rèn)為該點(diǎn)是新航跡起點(diǎn)。航跡濾波

利用算法對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪蕴岣呶恢脭?shù)據(jù)精度，對(duì)于丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)預(yù)測(cè)。包括推航法、濾波法。主要介紹濾波法，尤其是卡爾曼濾波。航跡終止

足夠長時(shí)間未收到某已有記錄飛機(jī)的位置報(bào)告，則認(rèn)為該航跡不可靠，給予報(bào)警；如經(jīng)過更長時(shí)間仍未收到，則認(rèn)為航跡已終止，清除其記錄。71a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS信息處理（航跡處理）5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法卡爾曼濾波算法原理

線性無偏遞推式濾波，建立在系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和觀測(cè)模型都是線性并且加速度服從零均值白色高斯分布的基礎(chǔ)上。飛機(jī)在飛行過程中一般沿預(yù)訂航線飛行，以巡航速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，但也可能出現(xiàn)某些機(jī)動(dòng)，如緩慢轉(zhuǎn)彎、機(jī)動(dòng)回避其他飛機(jī)或障礙物、遇到陣風(fēng)或大氣湍流等，引入飛機(jī)加速度。當(dāng)飛機(jī)作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度常被看作是隨機(jī)擾動(dòng)輸入，并假設(shè)認(rèn)為服從零均值白色高斯分布。72a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法75.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法卡爾曼濾波算法原理

卡爾曼濾波器具有預(yù)測(cè)－修正結(jié)構(gòu)，濾波的方程組是時(shí)間域內(nèi)的遞推形式，易于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，適合實(shí)時(shí)處理。對(duì)于實(shí)際目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，假設(shè)其加速度為非零均值時(shí)間相關(guān)有色噪聲比假設(shè)為白噪聲更切合實(shí)際，此時(shí)就要考慮加速度的分布特性，建立新模型。客觀上要求加速度分布函數(shù)應(yīng)盡可能的描述目標(biāo)機(jī)動(dòng)的實(shí)際情況。73a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法卡5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法卡爾曼濾波算法原理加速度分布的兩種模型Singer模型：考慮了目標(biāo)發(fā)生機(jī)動(dòng)的各種可能性，認(rèn)為加速度是均勻分布的，建立了一種適合任何情況和任何類型目標(biāo)的機(jī)動(dòng)模型。“當(dāng)前”模型：對(duì)于飛機(jī)的飛行活動(dòng)，其機(jī)動(dòng)加速度的取值是有限的，目標(biāo)在“當(dāng)前”時(shí)刻下一時(shí)刻，其機(jī)動(dòng)加速度取值有限，且只能在“當(dāng)前”加速度周圍，即認(rèn)為加速度是非零均值時(shí)間相關(guān)的，均值為“當(dāng)前”加速度。74a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法75.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法測(cè)量系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

跟蹤濾波器受探測(cè)器提供的量測(cè)模型和被跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型影響。機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的GPS設(shè)備提供WGS-84坐標(biāo)系中的定位信息，一般以大地坐標(biāo)（緯度B，經(jīng)度L，高度H）形式給出。而卡爾曼濾波要求系統(tǒng)目標(biāo)的動(dòng)力學(xué)模型和觀測(cè)模型都是線性，需要將WGS-84大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為協(xié)議地球坐標(biāo)系（X，Y，Z）。75a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法755.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法飛機(jī)飛行的C-V(Constant-Velocity)模型C-V模型的狀態(tài)方程中，加速度看作具有隨機(jī)特性的擾動(dòng)輸入，其隨機(jī)性不可預(yù)測(cè)。建立觀測(cè)方程，首先假設(shè)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)模型和觀測(cè)傳感器都是線性的，且過程噪聲和觀測(cè)噪聲是相互獨(dú)立的高斯白噪聲。狀態(tài)方程觀測(cè)方程76a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法狀態(tài)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法飛機(jī)飛行的C-V模型民航客機(jī)通常沿固定航線作勻速直線運(yùn)動(dòng)。目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)噪聲矩陣和策動(dòng)噪聲矩陣均可看做是常矩陣。選取北京－上海，北京－廣州兩條航線為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。77a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法775.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法飛機(jī)飛行的C-V模型航線規(guī)定的走向用直線表示，飛機(jī)發(fā)送位置數(shù)據(jù)的報(bào)告點(diǎn)用圓點(diǎn)表示，飛機(jī)基本沿預(yù)定航線飛行。三角點(diǎn)是對(duì)航跡濾波的結(jié)果，看出基本與原始數(shù)據(jù)吻合。方塊是假設(shè)沒有飛機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣對(duì)航跡預(yù)測(cè)?？梢钥闯龅谝徊筋A(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際點(diǎn)基本相符，往后發(fā)生誤差較大，尤其是當(dāng)飛機(jī)的航線不是直線發(fā)生拐彎后，沒有新的觀測(cè)量對(duì)估計(jì)值修正，使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生更大偏差。把加速度分量做為隨機(jī)干擾是引起該結(jié)果的主要原因。飛機(jī)實(shí)際飛行時(shí)是存在加速度的，在非直線飛行時(shí)，把加速度看作擾動(dòng)是不夠合理的。78a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法785.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法飛機(jī)飛行的“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型

對(duì)于飛機(jī)跟蹤系統(tǒng)，由于飛行高度仍然依靠高度表數(shù)據(jù)，而不依靠GPS數(shù)據(jù)，所以可以忽略高度分量。在“當(dāng)前”局域內(nèi)可用“當(dāng)前”加速度預(yù)測(cè)代替加速度均值；同時(shí)從整個(gè)時(shí)間軸來看，隨機(jī)機(jī)動(dòng)加速度仍符合一階時(shí)間相關(guān)過程。由于在X向和Y向的兩組狀態(tài)變量觀測(cè)量分別獨(dú)立，因此可將X向、Y向的狀態(tài)變量分別進(jìn)行濾波處理。79a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法795.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法自適應(yīng)算法

加速度的均值等于“當(dāng)前”時(shí)刻狀態(tài)估計(jì)的加速度分量預(yù)測(cè)值在估計(jì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的同時(shí)，可以獲得機(jī)動(dòng)加速度均值，實(shí)現(xiàn)了加速度均值的自適應(yīng)濾波算法，從而實(shí)時(shí)地修正速度分布。對(duì)于機(jī)動(dòng)飛行的“當(dāng)前”統(tǒng)計(jì)模型，其標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波方程：

80a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法對(duì)于5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)取自1998年12月28日對(duì)國航B-2954飛機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤曲線I峰值較高，是地面接收的數(shù)據(jù)與機(jī)載設(shè)備記錄數(shù)據(jù)的差值即噪聲；曲線II峰值較低，是經(jīng)過卡爾曼濾波后的數(shù)據(jù)與機(jī)載設(shè)備記錄數(shù)據(jù)差值。81a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理航跡處理的卡爾曼濾波算法曲線5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)融合某一目標(biāo)的多個(gè)傳感器的觀測(cè)參數(shù)，產(chǎn)生較單一傳感器更精確、更完全的狀態(tài)估計(jì)。狀態(tài)估計(jì)理論主要由物理模型、優(yōu)化準(zhǔn)則、優(yōu)化方法、處理方法等四個(gè)方面組成。目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與跟蹤方面，融合系統(tǒng)分為3大類：集中式、分布式和混合式。82a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)集中式：將各傳感器結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都送至中央處理器進(jìn)行融合處理。可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合，數(shù)據(jù)處理精度高，解法靈活，但對(duì)處理器要求高，可靠性較低，數(shù)據(jù)量大，故難以實(shí)現(xiàn)。83a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)分布式：各傳感器利用自己的量測(cè)單獨(dú)跟蹤目標(biāo)，結(jié)果送至總站，總站再將子站的估計(jì)合成為目標(biāo)的聯(lián)合估計(jì)。對(duì)通信帶寬需求低、計(jì)算速度快、可靠性和延續(xù)性好，但跟蹤精度沒有集中式高。

84a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)混合式：以上兩種形式的組合

85a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理民航ATC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合

目前，民航ATC系統(tǒng)中包含多種類型的監(jiān)視傳感器，如一次、二次監(jiān)視雷達(dá)、機(jī)載應(yīng)答機(jī)等。多種傳感器得到的位置等信息通過信息融合就可以作出飛機(jī)的航跡估計(jì)、飛行趨向推理、飛行沖突監(jiān)測(cè)。ADS報(bào)文數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)和位置報(bào)告是由導(dǎo)航系統(tǒng)提供的，GPS提供的數(shù)據(jù)一般要比雷達(dá)所測(cè)的速度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，通過對(duì)多傳感器的信息融合，可最大限度發(fā)揮多傳感器的優(yōu)點(diǎn)和充分利用所能得到的信息，彌補(bǔ)單一傳感器的不足，提高系統(tǒng)性能。通過對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)和ADS數(shù)據(jù)的融合，在高密度終端區(qū)高精度的雷達(dá)位置數(shù)據(jù)和ADS附加數(shù)據(jù)中的地速和垂直速率來提高數(shù)據(jù)精度。通過綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)可靠的無間斷的監(jiān)視，并且在高密度終端區(qū)提供必要的監(jiān)視精度。86a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理民航ATC系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型ADS-SSR融合的級(jí)別分析數(shù)據(jù)級(jí)融合直接依靠從不同的傳感器獲取的數(shù)據(jù)，對(duì)于來自基本相似傳感器的數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)級(jí)融合通常要求傳感器數(shù)據(jù)的精確對(duì)齊和較大的通信帶寬，ATC系統(tǒng)的基本需求。特征級(jí)融合ATC系統(tǒng)環(huán)境中利用了不同傳感器，在特征級(jí)融合中，將各自進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和特征提取處理的多個(gè)信息源所提供的矢量被融合成組合特征矢量。決策級(jí)融合ATC信息融合層次的頂層是決策級(jí)融合。此級(jí)別的融合結(jié)合了雷達(dá)數(shù)據(jù)、ADS數(shù)據(jù)的當(dāng)前信息和飛行計(jì)劃的先驗(yàn)知識(shí)，把它們合成最佳決策，并能更好地克服各個(gè)傳感器的不足之處。87a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型融合模型最初的SSR多是獨(dú)立工作的，未實(shí)施多雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)。各個(gè)SSR都有各自的跟蹤算法處理器。多SSR雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)后，各個(gè)SSR的本地航跡被傳送到ATC中心進(jìn)行SSR數(shù)據(jù)融合，從而產(chǎn)生多SSR航跡。ADS報(bào)告通過衛(wèi)星或甚高頻數(shù)據(jù)鏈傳送至ADS信息處理機(jī)，提取飛機(jī)位置及附加信息，并生成ADS航跡。ADS航跡與多SSR航跡在管制中心進(jìn)行ADS-SSR融合，產(chǎn)生ADS-SSR航跡。88a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型融合模型隨著新的SSR和地面高速通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，集中式處理逐漸成為系統(tǒng)建設(shè)追求的目標(biāo)。于是多SSR處理模式多選擇集中式。多SSR雷達(dá)聯(lián)網(wǎng)后，各個(gè)SSR被傳送到ATC中心進(jìn)行SSR數(shù)據(jù)融合，從而產(chǎn)生多SSR航跡。ADS航跡與多SSR航跡在管制中心進(jìn)行ADS-SSR融合，產(chǎn)生ADS-SSR航跡。89a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型融合模型ADS合同管理模塊對(duì)航跡數(shù)據(jù)、航跡精度數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理，根據(jù)實(shí)際情況產(chǎn)生對(duì)ADS合同的更改請(qǐng)求，以保證跟蹤精度和跟蹤的優(yōu)先級(jí)管理；通過對(duì)飛行計(jì)劃符合度的檢查，產(chǎn)生短期沖突檢測(cè)報(bào)警等，從而輔助管制員通過CPDLC實(shí)施管制。ADS屬于非獨(dú)立監(jiān)視，要依靠飛機(jī)自己生成和發(fā)送的ADS報(bào)告。航路上ADS航跡為主；而在終端區(qū)，以SSR航跡為主，ADS為輔。90a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（分布式）91a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（集中式）92a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型（5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型關(guān)鍵問題坐標(biāo)變換各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)參考坐標(biāo)系不同，數(shù)據(jù)表示也不同，必須先把各數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一系統(tǒng)坐標(biāo)系下。時(shí)間對(duì)齊各類傳感器性能不同，通信傳輸時(shí)延等因素影響傳感器的數(shù)據(jù)報(bào)告時(shí)刻，需要時(shí)間統(tǒng)一。數(shù)據(jù)互聯(lián)民航ATC系統(tǒng)所跟蹤的飛機(jī)是與地面協(xié)作的，飛機(jī)的ADS報(bào)告和SSR數(shù)據(jù)中的飛機(jī)標(biāo)識(shí)信息可以和地面的飛行計(jì)劃、管制移交等信息進(jìn)行互聯(lián)。93a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR數(shù)據(jù)融合模型關(guān)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理多SSR目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì)分為集中式和分布式分布式融合算法將在多SSR航跡與ADS航跡融合時(shí)分析多SSR的集中式融合處理公式：94a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理多SSR目標(biāo)狀態(tài)融合估計(jì)95.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS目標(biāo)跟蹤ADS信息編組基于“當(dāng)前”模型的卡爾曼濾波跟蹤算法

目標(biāo)跟蹤詳細(xì)處理流程：95a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS目標(biāo)跟蹤95a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR融合算法在分布式系統(tǒng)中，各傳感器利用自己的量測(cè)單獨(dú)跟蹤目標(biāo)，形成本地航跡，然后將估計(jì)結(jié)果送至ATC中心，ATC中心再將傳感器的估計(jì)合成為目標(biāo)的聯(lián)合估計(jì)。航跡關(guān)聯(lián)把來自每個(gè)傳感器的航跡數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最終把多傳感器數(shù)據(jù)合并為中心級(jí)航跡。目標(biāo)的狀態(tài)向量和目標(biāo)航跡的協(xié)方差數(shù)據(jù)計(jì)算公式：96a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR融合算法965.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR融合數(shù)字仿真采用接近實(shí)際情況的模擬數(shù)據(jù)，進(jìn)行多SSR中心航跡與ADS航跡融合。數(shù)字仿真模擬了3個(gè)SSR和1個(gè)ADS數(shù)據(jù)源。系統(tǒng)更新周期T為6秒，周期性ADS合同的更新周期也為6秒?？v坐標(biāo)為計(jì)算航跡與理想航跡的差值；橫坐標(biāo)為采樣時(shí)間。圖中曲線I是經(jīng)過航跡融合得到的中心航跡與理想航跡的差值。曲線a、b、c、d分別是ADS系統(tǒng)和3個(gè)SSR系統(tǒng)在航跡融合前的本地航跡與理想航跡的差值。97a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理ADS-SSR融合數(shù)字仿真95.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理將衛(wèi)星用于ADS系統(tǒng)將允許地面系統(tǒng)獲得低緯度地區(qū)以及其他由于雷達(dá)的視距傳播而成為盲區(qū)的地區(qū)的監(jiān)視數(shù)據(jù)；允許ATC系統(tǒng)向一架飛機(jī)索取機(jī)載數(shù)據(jù)，如計(jì)劃航線、速度等，這將提高地面對(duì)飛機(jī)的跟蹤能力，并且在保持較小的飛行間隔時(shí)保證所需的安全等級(jí)；根據(jù)ATC的需要可改變ADS合同的更新速率，很方便地建立詢問優(yōu)先級(jí)；通過修改ADS的冗余度來提供最合適的可用性等級(jí)。ADS-SSR數(shù)據(jù)融合可以根據(jù)ATC的需求改變監(jiān)視的冗余度，并提供非常經(jīng)濟(jì)的方法。98a5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理將衛(wèi)星用于ADS系統(tǒng)將允許地第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）99a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理99a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B含義A－自動(dòng)：不需要人工操作和地面的詢問。D－相關(guān)：信息全部基于機(jī)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：不針對(duì)某特定用戶，而是周期性的廣播給任何一個(gè)有合適裝備的用戶。100a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B含義100a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)101a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)101a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視手段定位機(jī)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(dá)詢問應(yīng)答應(yīng)答機(jī)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)源誤差+系統(tǒng)誤差1秒無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控、地面站成本低ADS-B與二次雷達(dá)的對(duì)比102a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視手段定位機(jī)載設(shè)備地面設(shè)備投5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視手段工作方式最小間隔報(bào)文延遲數(shù)據(jù)鏈更新率連接方式ADS-C點(diǎn)-點(diǎn)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(chǎng)面監(jiān)視、空空監(jiān)視。海洋和邊遠(yuǎn)地區(qū)地空監(jiān)視。主要應(yīng)用ADS-B與ADS-C的對(duì)比103a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)監(jiān)視手段工作方式最小間隔報(bào)文延5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀美國FAA從2000年開始在阿拉斯加實(shí)施CAPSTONE項(xiàng)目，對(duì)ADS-B進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)估。該地區(qū)通用航空非常發(fā)達(dá)，但地理環(huán)境和氣象條件惡劣，不利于雷達(dá)站的建設(shè)。大約180多架飛機(jī)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(zhǔn)在西阿拉斯加無雷達(dá)覆蓋區(qū)為加裝ADS-B設(shè)備的飛機(jī)提供“類雷達(dá)”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%。104a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀104a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀美國-CAPSTONE項(xiàng)目第一階段從2000年到2005年，為項(xiàng)目實(shí)施作前期準(zhǔn)備工作，并在Yukon/Kuskokwin地區(qū)做了小規(guī)模的試驗(yàn)。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(duì)基于廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）的ADS-B技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，目前第二階段還在進(jìn)行中。第三階段計(jì)劃從2006年開始到2009年結(jié)束。第三階段計(jì)劃在全州推廣ADS-B技術(shù)。105a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀105a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀美國FAA在十年前對(duì)UPS公司提供資金支持對(duì)ADS-B的研究，已將ADS-B技術(shù)成功用于在路易斯維爾機(jī)場(chǎng)的場(chǎng)面和終端區(qū)，并且有效增加機(jī)場(chǎng)的容量。UPS通過在路易斯維爾機(jī)場(chǎng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，開發(fā)了連續(xù)下降進(jìn)近程序（CDA），可保證飛機(jī)可預(yù)測(cè)的、連續(xù)的到達(dá)跑道。106a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀106a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀歐洲由EUROCONTROL牽頭開展了一項(xiàng)名為CRISTAL的ADS-B試驗(yàn)。試驗(yàn)基于一個(gè)安裝在圖盧茲機(jī)場(chǎng)的1090ES地面站，結(jié)果顯示ADS-B對(duì)200海里甚至250海里內(nèi)的飛機(jī)監(jiān)視效果良好。歐洲由于雷達(dá)覆蓋比較完善，對(duì)ADS-B發(fā)展的態(tài)度并不十分積極，首先試驗(yàn)將ADS-B應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視。107a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀107a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀澳大利亞——高空空域項(xiàng)目（UAP）簽訂了購買28套ADS-B1090ES地面站的采購合同并逐步進(jìn)行安裝布署，目標(biāo)是完成澳大利亞全境的ADS-B監(jiān)視覆蓋。計(jì)劃于2007年中期完成所有站點(diǎn)的安裝。各航空公司自愿加改裝機(jī)載設(shè)備。為FL300以上的飛機(jī)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)。108a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀108a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀中國——中國民航飛行學(xué)院的ADS-B試驗(yàn)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(gè)分院進(jìn)行了安裝?，F(xiàn)已完成4個(gè)分院地面站及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安裝調(diào)試，同時(shí)完成了76架飛機(jī)UAT機(jī)載設(shè)備的安裝。109a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀109a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀中國——ADS-B應(yīng)用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程目的：在我國西部試驗(yàn)ADS-B項(xiàng)目，對(duì)ADS-B系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。概述：計(jì)劃在成都、九寨兩地各建設(shè)一個(gè)ADS-B地面站，同時(shí)在成都建設(shè)一套數(shù)據(jù)評(píng)估試驗(yàn)監(jiān)視系統(tǒng)，并且升級(jí)成都應(yīng)急自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行管制系統(tǒng)性能的分析評(píng)估。另外還要將ADS-B數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)接入九寨自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行顯示，作為九寨監(jiān)視系統(tǒng)。

110a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B技術(shù)現(xiàn)狀110a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持的應(yīng)用空－空監(jiān)視：改善飛機(jī)避撞能力，提供駕駛艙交通信息顯示（CDTI）。

地－空監(jiān)視：航路、終端區(qū)、精密跑道監(jiān)控（PRM）。

地－地監(jiān)視：即場(chǎng)面監(jiān)視，包括跑道、滑行道防止地面相撞。111a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持的應(yīng)用111a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息類型

標(biāo)識(shí)號(hào)（ID）。ADS－B所傳遞的基本標(biāo)識(shí)信息包括以下三種：呼號(hào)（CALLSIGN）－由7個(gè)字母數(shù)字組成，對(duì)于不接受ATS服務(wù)的飛機(jī)或車輛以及軍用飛機(jī)，不需要此類信息。地址（ADDRESS）－用以唯一標(biāo)識(shí)飛機(jī)的24位地址。類型（CATEGORY）－由國際民航組織定義的描述航空器類別的標(biāo)識(shí)，如輕型機(jī)、中型機(jī)及滑翔機(jī)等。112a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息類型115.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型

狀態(tài)矢量：移動(dòng)目標(biāo)的狀態(tài)矢量包括在全球統(tǒng)一參考系統(tǒng)下的三維位置和速度等信息。包括以下元素：三維位置－在傳輸數(shù)據(jù)的格式上要求不損失精度、完好性；幾何位置元素使用WGS-84坐標(biāo)系；三維速度—包括水平速度矢量和垂直速度，幾何速度信息使用WGS－84坐標(biāo)系；飛機(jī)轉(zhuǎn)向標(biāo)示—左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直飛；導(dǎo)航不確定度分類（NUC，NavigationUncertainCategory）—根據(jù)ADS-B發(fā)送系統(tǒng)的NUC數(shù)據(jù)集進(jìn)行劃分，包括位置不確定度NUCP和速度不確定度NUCR。113a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型15.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型狀態(tài)和意圖信息：主要用于支持ATS和空-空應(yīng)用，包括：緊急/優(yōu)先狀態(tài)（Emergency/Priority）：用于標(biāo)識(shí)緊急或優(yōu)先級(jí)狀態(tài)的相關(guān)信息，如非法侵入告警、油量供應(yīng)不足等。當(dāng)前意圖信息（CurrentIntent）：當(dāng)前需要發(fā)布的飛機(jī)意圖狀態(tài)，包括目標(biāo)高度、所期望的航跡等。航路意圖信息（TrajectoryChangePoint）：提供航路發(fā)生改變的相關(guān)意圖信息，如當(dāng)前航路改變意圖信息（TCP）、未來航路改變意圖信息（TCP+1）。114a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型115.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型分類號(hào)：用于標(biāo)識(shí)參與者支持特定服務(wù)類別的能力，如基于CDTI的交通顯示能力、沖突避免、精密進(jìn)近等。其它種類信息：ADS-B技術(shù)能夠傳送實(shí)施監(jiān)視一方所需要的任何信息，隨著技術(shù)的發(fā)展和各種新應(yīng)用的引入，將需要更多種類的監(jiān)視信息，ADS-B技術(shù)將通過相應(yīng)軟硬件配置實(shí)現(xiàn)對(duì)任何所需信息的廣播。115a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B可傳送信息的類型115.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告針對(duì)ADS-B所傳送的可監(jiān)視信息類型不同，可將ADS-B報(bào)告分為三類。狀態(tài)矢量（SV）報(bào)告：116a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告116a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告模式狀態(tài)（MS）報(bào)告117a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告117a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告條件（OC）報(bào)告118a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B報(bào)告118a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)技術(shù)特性二次監(jiān)視雷達(dá)（SSR）S模式超長電文（1090ES）S模式二次監(jiān)視雷達(dá)技術(shù)的一種擴(kuò)展，每一信息元包含120比特?cái)?shù)據(jù)，其中前8位為報(bào)頭，具有標(biāo)識(shí)信息和同步的作用。采用隨機(jī)方式接入1090MHz鏈路，數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbit/s。

119a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)115.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)技術(shù)特性UAT美國專門設(shè)計(jì)用來支持ADS-B功能的收發(fā)系統(tǒng)。還具有從地面站實(shí)現(xiàn)上行廣播的功能。接入方式為時(shí)分復(fù)用，在1秒長的幀中，前188毫秒分配給地面廣播服務(wù)，后812毫秒分配給ADS-B，其中地面廣播部分仍為時(shí)分復(fù)用并采用時(shí)間同步以減小信息重疊，ADS-B部分采用隨機(jī)接入方式，數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbit/s。120a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)125.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)技術(shù)特性VDL模式4VDL模式4能提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及廣播式通信服務(wù)的地空、地地?cái)?shù)據(jù)鏈，采用兩個(gè)獨(dú)立的25KHz信道，在高密度區(qū)域還可以使用一個(gè)附加信道。接入方式為自組織時(shí)分多址（STDMA），這種復(fù)用方式可以顯著減小帶寬要求，數(shù)據(jù)傳輸率為19.2Kbit/s。

121a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)125.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)數(shù)據(jù)鏈性能對(duì)比技術(shù)層面（1）三種數(shù)據(jù)鏈均可實(shí)現(xiàn)對(duì)ADS-B的支持；（2）使用UAT的空對(duì)空ADS-B性能在高密度和低密度情況下總體優(yōu)于其它兩種數(shù)據(jù)鏈；（3）由于甚高頻良好的傳播特性，VDL模式4的機(jī)場(chǎng)地面監(jiān)視性能更優(yōu)異。122a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)125.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)數(shù)據(jù)鏈選取方案1090ES的性能雖然并不優(yōu)于其它兩種數(shù)據(jù)鏈，但是同樣可滿足ADS-B初期的要求；與此同時(shí)，在其它非技術(shù)要素的對(duì)比中它還具有以下的優(yōu)勢(shì)，即：它是唯一實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的ICAO鏈路技術(shù)；目前只有該項(xiàng)技術(shù)獲得了批準(zhǔn)的全球無線電頻譜；實(shí)施計(jì)劃已啟動(dòng)，再投入資金相對(duì)較少。因而，選擇1090ES支持短期內(nèi)ADS-B應(yīng)用是最佳方案。123a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)125.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)數(shù)據(jù)鏈選取方案但從長期來看，目前的1090ES將無法滿足未來ADS-B的應(yīng)用要求，因此未來可能會(huì)引入二級(jí)ADS-B補(bǔ)充鏈，或者由容量更高的數(shù)據(jù)鏈替代。在替代數(shù)據(jù)鏈的選擇上，應(yīng)盡量考慮已制定或正在制定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)鏈（即VDL模式4和UAT），也要關(guān)注未來會(huì)出現(xiàn)的新的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。124a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)支持ADS-B的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)125.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)移動(dòng)自主網(wǎng)技術(shù)對(duì)ADS-B的支持隨著飛行器性能的不斷提高以及ADS-B所支持應(yīng)用的不斷升級(jí)，對(duì)ADS-B所能提供的覆蓋范圍提出了更高的要求。移動(dòng)自主網(wǎng)（adhoc）技術(shù)的出現(xiàn)與不斷完善，為支持更大覆蓋范圍內(nèi)ADS-B的實(shí)現(xiàn)提供了可能。移動(dòng)自主網(wǎng)是一種自治的無線多跳網(wǎng)，整個(gè)組網(wǎng)無需固定的基礎(chǔ)設(shè)施，無需固定的路由器，所有的節(jié)點(diǎn)都是移動(dòng)的，并且能以任意方式動(dòng)態(tài)地與其它節(jié)點(diǎn)保持聯(lián)系。125a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)移動(dòng)自主網(wǎng)技術(shù)對(duì)ADS-B的支5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)飛機(jī)間移動(dòng)自主網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)126a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)飛機(jī)間移動(dòng)自主網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)1265.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)移動(dòng)自主網(wǎng)技術(shù)對(duì)ADS-B支持的分析將移動(dòng)自主網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于空中飛機(jī)實(shí)現(xiàn)自主通信，需要考慮航空移動(dòng)的特殊性和實(shí)現(xiàn)ADS-B的特殊要求，并選擇與之相適應(yīng)的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，這主要涉及路由選擇算法、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、信息安全實(shí)施等方面。127a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)移動(dòng)自主網(wǎng)技術(shù)對(duì)ADS-B支持5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)空管體制的集中式管理，空域機(jī)場(chǎng)的使用率低，容量有限，隨著民航運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展、飛機(jī)數(shù)量及航班架次的迅猛增加，管理效率的低下與管理需求的提升之間的矛盾越來越突出。自由飛行是一種全新的航空理念，它賦予飛行人員自由實(shí)時(shí)地選擇航路以及飛行航速等狀態(tài)的權(quán)利，即實(shí)行自主管理。自由飛行的實(shí)施，將顯著提高飛行效率，降低成本，提高用戶滿意度，具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。128a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)支持自由飛行順利實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素就是要確保飛機(jī)之間始終有安全的間隔距離以避免相撞的危險(xiǎn)，由于自由飛行允許自由選擇航路，飛機(jī)之間發(fā)生沖突的可能性將大大增加，為實(shí)現(xiàn)安全間隔保證，及早發(fā)現(xiàn)潛在的沖突并加以避免，就需要有效的沖突預(yù)測(cè)方法和沖突避免措施。ADS-B技術(shù)能夠?qū)ν饨鐝V播多種類型的、內(nèi)容豐富的、滿足精度和準(zhǔn)確性要求的監(jiān)視信息，基于全面、及時(shí)、豐富的監(jiān)視信息而實(shí)現(xiàn)的沖突預(yù)測(cè)，將能夠更及時(shí)、更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)沖突的發(fā)生，確保自由飛行的安全。129a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)ADS-B提供航路改變意圖信息，提供在未來某時(shí)刻將發(fā)生航路改變的相關(guān)信息，包括當(dāng)前航路意圖改變點(diǎn)（TCP）和未來航路意圖改變點(diǎn)（TCP+1）。通過此類意圖信息，不僅可以獲得航路預(yù)期發(fā)生改變的航路點(diǎn)，而且可以獲得航路改變的偏轉(zhuǎn)角，進(jìn)而通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)變換和運(yùn)算，即可推導(dǎo)出適用于航路改變的概率預(yù)測(cè)算法。130a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真結(jié)果表明：利用意圖信息實(shí)現(xiàn)的沖突預(yù)測(cè)算法，具有很高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，能夠顯著提高預(yù)測(cè)的提前量，確保安全性

131a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)ADS-B支持下的沖突檢測(cè)技術(shù)5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)論ADS-B提供的更多種類、更加及時(shí)的監(jiān)視信息，將使飛行人員和空管部門得以進(jìn)行更加準(zhǔn)確、全面、完善的空域狀況的評(píng)估，進(jìn)而利用相關(guān)技術(shù)的實(shí)施更有效的預(yù)測(cè)和避免沖突，保證并提高飛行的安全性，有力地支持自由飛行的實(shí)現(xiàn)。因此，ADS-B是未來航行理念和規(guī)則實(shí)現(xiàn)的不可或缺的保障。132a5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)論132a思考題1.測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)如何選擇坐標(biāo)系，大地坐標(biāo)是如何轉(zhuǎn)化成空間直角坐標(biāo)的？2.ADS信息處理中，可以使用哪些模型？分別進(jìn)行說明。3.簡(jiǎn)述ADS數(shù)據(jù)與雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合處理方法。4.對(duì)ADS-A和ADS-B進(jìn)行比較，同時(shí)總結(jié)ADS-B在飛機(jī)數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用方面的特點(diǎn)。133a思考題133a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS）5.3ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理5.4廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）134a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理1a第五章空管監(jiān)視系統(tǒng)5.1雷達(dá)監(jiān)視原理5.2