广播式自动相关监视(ADS-B)ADS-B课件.ppt

1、广播式自动相关监视（广播式自动相关监视（ADS-B）2022-10-29汇报内容汇报内容技术概述技术概述1.2.国外发展情况国外发展情况3.ICAO的研究情况的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展规划我国的发展情况我国的发展情况技术概述ADS-B 含义vA自动：不需要人工操作和地面的询问。vD相关：信息全部基于机载设备。vS监视：提供位置和其它用于监视的数据。vB广播：数据不是针对某个特定的用户（在 ADS-C中是这样），而是周期性的广播给任何一 个有合适装备的用户。技术概述技术概述ADS-B地面站地面站ADS-B“OUT”功能：功能：位置、高度、呼号、速度、爬升位置、高度、呼号、速度、爬

2、升/下降率下降率 可以在 TCAS或其他显示屏显示 观察范围比TCAS远 可以显示飞机的速度和呼号 可以在MFD或PDA上显示 接收频率为1090空空监视应用空空监视应用ADS-B“IN”功能：功能：技术概述技术概述监视手段定位定位机载设机载设备备地面设地面设备投资备投资精度精度更新更新率率地面站建设地面站建设二次雷达询问应答应答机180万美元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+数据链设备20 万美元导航数据源误差+系统误差1秒无人值守、远程监控、地面站成本低技术概述监视手段工作方式工作方式最小间隔最小间隔报文报文延迟延

3、迟数据链数据链更新更新率率连接方连接方式式ADS-C点-点30海里120秒卫星链路为主，也可为VHF和S模链路5分钟空地ADS-B广播5海里0.4-1.2秒以VHF和S模式链路为主1秒空空空地地地航路和终端区地空监视、场面监视、空空监视。海洋和边远地区地空监视。主要应用主要应用技术概述v 与导航有关的问题目前ADS-B的导航数据依赖GPS，正在研究利用FMS作为定位数据源。对于我国而言，没有自已的全球定位系统是全面应用ADS-B监视系统最大的风险技术概述v与通信有关的问题 ADS-B支持3种数据链：1090 ES、UAT和VDL M4，由于1090 ES在实施过程中仅需升级现有机载的模式S应答

4、机软件，再加装一条GPS连线，而其它两种都需要加装新的机载设备，1090 ES更加经济可行，选择1090 ES作为ADS-B主用数据链。ADS-B、MDS与二次雷达都使用1090MHz频段，容易造成链路拥塞。技术概述v 与通信有关的问题美国：商用航空为1090 ES，低空及通用航空为 UAT澳大利亚：1090 ES欧洲：主用1090 ES，考虑利用VDL M4解决机场场面车辆的监视问题，有关ADS-B用于航路监视还没有开始ICAO：近期推荐采用1090 ES，将来可能需要第二数据链技术概述v多链路网关技术 多链路网关模块负责实现基于不同数据链传输的ADS-B信息的互联。澳大利亚计划采用单一10

5、90 ES数据链，避免多链路网关部分的资金投入。技术概述vTIS-B技术 TIS-B(Traffic Information Service-Broadcast)系统将由雷达和MDS得到的未加装ADS-B设备的飞机的监视信息，通过1090 ES数据链上传给装有ADS-B设备的飞机。（澳大利亚计划2010年后强制安装ADS-B设备，因此不采用TIS-B）技术概述v军民航互联问题 利用地面多链路网关和TIS-B技术，可以使军机和民机相互可见。技术概述技术概述v与地面站有关的问题 要求地面站具备能够在恶劣天气条件下有效连续工作的能力，耗电量小，能够利用太阳能供电，能够在低温和高温环境下工作，具有无人

6、值守、自动双机热备、远程监控和远程软件升级能力。从地面站到管制工作站的数据传输可使用卫星链路，允许最高时延1.2秒，一般为0.60.9秒（Capstone）。汇报内容汇报内容技术概述技术概述1.2.国外发展情况国外发展情况3.ICAO的研究情况的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展规划我国的发展情况我国的发展情况ICAO的研究情况的研究情况vICAO ICAO考虑从2010年开始要求其成员国强制安装“ADS-B OUT”机载设备，自愿安装“ADS-B IN”机载设备和座舱显示器。ICAO预期1090 ES将能在未来至少十年内满足ADS-B服务的要求，未来可能需要另一种ADS-B数据链补充或

7、替代1090 ES，以满足对ADS-B服务更高的运行需求。ICAO的研究情况的研究情况v亚太地区 ICAO亚太区航行规划和实施小组决定首先侧重于地空监视应用，特别是在那些目前尚没有被任何监视手段所覆盖的区域。选择1090 ES作为ADS-B数据链 建议初期提供类雷达服务 向ADS-B过渡应当在低密度区的航路开始 SSR将继续在终端区和高密度空域使用，一些国家考虑用ADS-B来替代将来退役的SSR。ICAO的研究情况的研究情况v亚太地区（续）使用Asterix Cat 21 V0.23作为亚太区实施ADS-B数据共享的标准 使用Do260/ED102作为亚太区初步实施ADS-B空空应用的技术标准

8、汇报内容汇报内容技术概述技术概述1.2.国外发展情况国外发展情况3.ICAO的研究情况的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展规划我国的发展情况我国的发展情况国外发展情况v美国 FAA从2000年开始在阿拉斯加实施CAPSTONE项目，对ADS-B进行试验和评估。该地区通用航空非常发达，但地理环境和气象条件恶劣，不利于雷达站的建设。大约180多架飞机由国家拨款加装了基于UAT的ADS-B设备，2001年1月，FAA批准在西阿拉斯加无雷达覆盖区为加装ADS-B设备的飞机提供“类雷达”服务。截至2003年，阿拉斯加的飞行事故率降低了86%，死亡事故率降低了90%。国内外应用情况v美国 第一阶段从

9、2000年到2005年，为项目实施作了前期的准备工作，并在Yukon/Kuskokwin地区做了小规模的试验。目前第一阶段已经基本结束。第二阶段从2003年开始，在阿拉斯加东南部对基于广域增强系统（WAAS）的ADS-B技术进行试验，目前第二阶段还在进行中。第三阶段计划从2006年开始到2009年结束。第三阶段计划在全州推广ADS-B技术。国内外应用情况v美国 FAA在十年前对UPS提供资金用来支持对ADS-B进行研究，UPS已经将ADS-B技术成功用于在路易斯维尔机场的场面和终端区，并且有效增加机场的容量。（一个地面站，UPS公司飞机全部加装ADS-B设备）UPS通过在路易斯维尔机场进行的实

10、验，开发了连续下降进近程序（CDA），可以保证飞机可预测的、连续的到达跑道。该项目仅是UPS公司用于基地机场运行控制的辅助手段，还没有应用于空中交通管制方面国内外应用情况v美国 FAA项目管理计划：20072010开始相关电子设备的配置；扩展TIS-B/FIS-B的框架结构；定义更多的空空应用需求；发布“ADS-B OUT”规则；开始空-空应用的安排部署；最终实现ADS-B框架体系。20102014发布“ADS-B OUT”最终规则；继续空-空应用的安排部署并增加新的应用；更多的空-空应用需求定义；完整的TIS-B/FIS-B架构；完整的ADS-B NAS总体框架部署；完成40的相关电子设备的

11、配置。20152020更多的空-空应用需求定义；增加新的空-空应用；制订计划淘汰过期的监视设备；完成100的相关电子设备的配置；完成空-空应用部署的初始化工作。20212025淘汰过期的监视设备；淘汰TIS-B；完成增加空-空应用部署。国内外应用情况v美国 FAA在2005年安装完最后一部雷达后，准备逐渐用ADS-B取代雷达 计划2015年全部淘汰雷达 目前，FAA有关ADS-B用于商业航空监视的项目还没有启动 CAPSTONE项目用于通用航空监视，主要是对ADS-B进行试验和评估，且数据链选用UAT国内外应用情况v欧洲 由EUROCONTROL牵头开展了一项名为CRISTAL的ADS-B试验

12、。试验基于一个安装在图卢兹机场的1090 ES地面站，结果显示ADS-B对200海里甚至250海里内的飞机监视效果良好。欧洲由于雷达覆盖比较完善，对ADS-B发展的态度并不十分积极，首先试验将ADS-B应用于机场场面监视。国内外应用情况v亚太地区（TF/1，处于实验阶段）日本计划用 ADS-B增强雷达性能;澳大利亚在无雷达覆盖区布置 ADS-B 印度利用ADS-B对雷达盲区进行补充，计划在Chennai进行一个试验;新加坡、日本和澳大利亚近期将在场面监视中利用ADS-B 技术;香港正在试验ADS-B用于机场场面监视;蒙古开始着手进行1090 ES和VDL Mode 4数据链实验;新西兰政府也应

13、航空用户的要求批准在South Island进行一项ADS-B试验。国内外应用情况v 澳大利亚高空空域项目（UAP）签订了购买28套ADS-B 1090 ES地面站的采购合同并逐步进行安装布署，目标是完成澳大利亚全境的ADS-B监视覆盖。计划于2007年中期完成所有站点的安装。各航空公司自愿加改装机载设备。为FL300以上的飞机提供服务。目前已在Billabong、Bundaburg、Woomera、Longreach、Esperance、Bourke开始或完成ADS-B地面站的布设。值得注意的是：2005年TAAAS与Thales签署了购买13雷达的协议国内外应用情况v澳大利亚高空空域项目（

14、UAP）国内外应用情况v澳大利亚UAP带来的效益 装备了ADS-B设备的航空公司可以得到运行优先权，装备了ADS-B设备的飞机不再要求话音位置报告，并且飞行员也可更多地获得他们请求的飞行高度层。加装了ADS-B设备的飞机更加安全，管制中心每秒钟收到一次ADS-B报告，可以用来检查飞机保持航路和许可高度的情况，大大增加了航路飞行的安全性。国内外应用情况v澳大利亚试验 目前，Bundaberg UAP 地面站已投入使用，包括B378和A320在内的39架飞机加装了ADS-B机载设备；修改了空管运行系统，以处理和显示ADS-B 航迹；使用1090 ES 数据链；已经参与的航空公司包括Virgin B

15、lue和Jetstar。国内外应用情况v澳大利亚管制工作站ADS-B与雷达数据融合的两种方式：优选法：显示雷达航迹或ADS-B航迹，简单，价格低，不存在ADS-B数据影响雷达数据的风险，不需要重新验证雷达数据处理（RDP）功能。融合法：将雷达航迹与ADS-B航迹融合为系统航迹，不存在跨越雷达覆盖区和ADS-B覆盖区时的跳点现象，提供基于系统航迹的告警信息，价格贵，存在ADS-B数据影响雷达数据的风险。目前澳大利亚采用的是优选法，正在研发融合法并考虑其应用。国内外应用情况v澳大利亚管制工作站 管制工作站的管制界面与雷达相比，并没有太大的变化。增加了ADS-B数据与雷达数据不一致告警以及ADS-B

16、数据与飞行计划不一致告警。澳大利亚在墨尔本和布里斯班设有两个区域管制中心，分别负责澳大利亚北部和南部的管制，两个管制中心互为备份，在管制中心对布设在澳大利亚全境的地面站进行远端监控和软件升级，实现地面站的无人值守。国内外应用情况v澳大利亚管制员培训 对持有雷达管制执照的管制员，仅需一天的培训即可适应包含ADS-B的管制，但目前没有仅针对ADS-B的管制员执照。国内外应用情况v 澳大利亚管制程序根据位置数据的精度和地面站的可靠性，ADS-B管制间隔分为5海里和程序管制两类。美国已制定了基于ADS-B的5海里管制间隔，目前正在制定基于ADS-B的3海里管制间隔。国内外应用情况v澳大利亚机载设备加改

17、装 大多数商业飞机已经加装了S模式应答机，所作的改装工作包括：软件升级，加装GPS连接线。基于ADS-B的驾驶舱交通信息显示（CDTI）功能能够与TCAS集成在一起。美国UPS公司没有使用TCAS的显示系统，而是专门加装了一套更易于管理、画面更大的显示设备。国内外应用情况v澳大利亚数据质量与机载设备加改装情况 澳大利亚对位于Melbourne和Bundaberg的两个ADS-B地面站连续4个月采集数据显示：1.有 99.867的报文的精度和完好性能够达到实施类雷达管制的要求。2.具有ADS-B功能的飞机数量持续上升，在澳大利亚注册的喷气式飞机21都安装了ADS-B机载设备。收到数据报告的机型包

18、括B747、B767、B737、B777、A320、A330、A340、B200、SH36、DHC8、BK17、B206、J200等。国内外应用情况v澳大利亚ADS-B认证AirService根据一个安全案例向CASA证明：ADS-B机载设备是可靠的，提供资料包括：基于DO 260或DO 260A的TSO(Technical Standard Order)166或TSO 166A，以及STC(Supplemental Type Certificate)（新飞机为TC）。ADS-B地面系统是可靠的，提供资料包括：理论分析结果；跟 Thales合作的工业测试结果；实验结果；文件依据（ICAO附件1

19、0，ICAO 4444号文件；SASP(Separation and Airspace Safety Panel)和OPLINK(Operational Data Link Panel)的相关文件）。国内外应用情况v澳大利亚ADS-B认证ATC程序是可靠的，提供资料包括风险评估和军方许可。管制培训程序是可靠的。飞行员培训程序是可靠的。CASA经过评估，认为可行后，发布CASR(Civil Aviation Safety Regulation)171认证（关于技术的）和CASR 172认证（关于运行的）。汇报内容汇报内容技术概述技术概述1.2.国外发展情况国外发展情况3.ICAO的研究情况的研究

20、情况4.5.我国的发展规划我国的发展规划我国的发展情况我国的发展情况我国发展情况v成立了ADS-B技术研究小组v积极参加ICAO及ICAO亚太地区有关ADS-B实施的国际会议及技术演讨会v与ADS-B研究工作开展较早的国家进行技术交流、学习v在L888航路试验了ADS-Cv研究和跟踪国际形势，正在研究制定我国的ADS-B技术发展政策v民航飞行学院的ADS-B实验v成都、九寨ADS-B监视应用工程我国发展情况v我国机载设备现状 飞机总数为951架，其中266架飞机没有加装GPS，占总数的28%；7架飞机没有安装S模式应答机（南方航空股份有限公司珠海直升机分公司，安装有A/C模式应答机），占总数的

21、0.7%。v对于新引进的飞机，只需选配该项功能，成本几乎为零v对于没有 GPS 接收机的飞机，加改装成本很高我国发展情况v民航飞行学院的ADS-B试验目前，飞院在川内有三个分院（广汉分院、新津分院和绵阳分院）和一个航站（遂宁），川外有一个分院（洛阳分院）。学院每天有五、六十架飞机同时在空中活动。各分院间的飞行训练相互独立，互相不可见。从2006年6月开始，ADS-B系统已在飞院的绵阳、广汉、新津和遂宁四个分院进行了安装。现已完成4个分院 GBT 地面站及网络系统的安装调试，同时完成了76架飞机 UAT 机载设备的安装。我国发展情况v民航飞行学院的ADS-B试验绵阳分院：现已完成 1套 GBT

22、地面系统站，2套塔台实时监控站，27架飞机的安装。广汉分院：现已完成 1套 GBT 地面系统站，2套塔台实时监控站，24架飞机的安装。新津分院：现已完成 1套 GBT 地面系统站，2套塔台实时监控站，25架飞机的安装。遂宁分院：现已完成 1套 GBT 地面系统站，2套塔台实时监控站。我国发展情况vADS-B应用监视系统工程 目的：在我国西部试验ADS-B项目，对ADS-B系统性能进行评估。概述：计划在成都、九寨两地各建设一个ADS-B地面站，同时在成都建设一套数据评估试验监视系统，并且升级成都应急自动化系统以进行管制系统性能的分析评估。另外还要将ADS-B数据和雷达数据接入九寨自动化系统进行显

23、示，作为九寨监视系统。汇报内容汇报内容技术概述技术概述1.2.国外发展情况国外发展情况3.ICAO的研究情况的研究情况4.5.我国的发展规划我国的发展规划我国的发展情况我国的发展情况我国的发展规划终端区终端区监视监视场面场面监视监视西部非繁西部非繁忙地区忙地区西部繁忙西部繁忙地区地区东部地区东部地区以ADS-B为主，从ADS-B监视下的程序管制逐步过渡到ADS-B管制 场面监视雷达、MDS和ADS-B相结合的综合监视系统跟踪国际ADS-B空-空应用最新进展，并进行相应的研究数据链选择：1090ES航路航路监视监视以ADS-B作为监视手段 以雷达作为主要监视手段，利用ADS-B补盲雷达和ADS-

24、B相结合 继续完善雷达监视 空空-空空监视监视我国的发展规划v跟踪国际形势v鼓励科研及自主知识产权v加大宣传力度，鼓励航空公司机载设备支持ADS-B加改装 新引进的飞机配置ADS-B”out”,选装ADS-B”in”配合飞标司制定飞机引进的配置标准 配合适航司制定ADS-B加改装的认证标准 为加装了ADS-B设备的航空公司运营提供好的环境v研究制定我的ADS-B技术发展政策v在B215和B330航路上建设ADS-B，对ADS-B进行评估以及与雷达性能的比对我国的发展规划v结合ADS-B应用监视系统工程，制定：ADS-B应用技术规范 ADS-B管制间隔标准 ATC管制运行程序 ATC管制员培训大纲 机载设备操作程序 ADS-B设备安装、运行的相关政策和规定 ADS-B机载设备安装标准 安全评估和校验标准