1、广播式自动相关监视广播式自动相关监视 （ADS-BADS-B）1vADS-BADS-B系统概述系统概述vADS-BADS-B系统组成系统组成vADS-BADS-B工作原理工作原理 主要内容：主要内容：2v广播式自动相关监视（广播式自动相关监视（Automatic Dependent Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-BSurveillance-Broadcast,ADS-B）,是是ADSADS技术的技术的一种，是在一种，是在ADSADS、TCASTCAS和场面监视的基础上，和场面监视的基础上，综合其三者的特点提出的一种监视技术，作综合
2、其三者的特点提出的一种监视技术，作为未来主要的航空监视手段之一，已成为为未来主要的航空监视手段之一，已成为ICAOICAO新航行系统方案中的一个重要组成部分。新航行系统方案中的一个重要组成部分。3 v欧洲是欧洲是“广播式自动相关监视广播式自动相关监视”（ADS-BADS-B）技术的）技术的策源地。世界上第一次机载策源地。世界上第一次机载“飞行情报舱显器飞行情报舱显器”（CDTICDTI）与）与ADS-BADS-B技术的联合演示，就是技术的联合演示，就是19911991年年2 2月月瑞典民航局在首都瑞典民航局在首都BrommaBromma机场进行的。机场进行的。vADSADS技术的应用方面，中国
3、航空的起步并不晚。技术的应用方面，中国航空的起步并不晚。19981998年，中国航空为了探索新航行系统发展之路，年，中国航空为了探索新航行系统发展之路，促进西部地区促进西部地区航空运输航空运输发展，在发展，在国际航空国际航空组织新航组织新航行系统发展规划指导下，抓住中国西部地区开辟欧行系统发展规划指导下，抓住中国西部地区开辟欧亚新航路的战略机遇，启动了第一条基于亚新航路的战略机遇，启动了第一条基于ADSADS技术技术的新航行系统航路的新航行系统航路(L888(L888航路航路)建设。建设。4ADS-BADS-B系统概述系统概述vADS-BADS-B以先进的地以先进的地-空空/空空-空数据链为通
4、信手段，以空数据链为通信手段，以先进的导航系统及其他机载设备产生的信息为数据先进的导航系统及其他机载设备产生的信息为数据源，通过对外发送自身状态参数，并接受其他飞机源，通过对外发送自身状态参数，并接受其他飞机的广播信息，达到飞机间的相互感知，进而实现对的广播信息，达到飞机间的相互感知，进而实现对周围空域交通状况全面、详细的了解。周围空域交通状况全面、详细的了解。vADS-BADS-B有助于获得充足的监视信息，使得各飞行单有助于获得充足的监视信息，使得各飞行单元可自主地实施航路选择、间隔保障、冲突发现与元可自主地实施航路选择、间隔保障、冲突发现与避免，而无需地面空管部门的介入。避免，而无需地面空
5、管部门的介入。ADS-BADS-B技术是技术是实现空域管理由集中式向分布式过渡的必要支持，实现空域管理由集中式向分布式过渡的必要支持，更是未来自由飞行理念实现的重要保证。更是未来自由飞行理念实现的重要保证。5ADS-BADS-B系统概述系统概述 ADS-BADS-B具有的特性具有的特性:可体现为可体现为A A（AutomaticAutomatic）、）、D D（DependentDependent）及）及 B B （BroadcastingBroadcasting），其中），其中A A（自动）表明飞机各项信（自动）表明飞机各项信息的对外广播是由相关设备自动完成，而不需要飞息的对外广播是由相关设
6、备自动完成，而不需要飞行人员的介入；行人员的介入；D D（相关）表明实现飞机之间以及（相关）表明实现飞机之间以及地面空管机构对空域状况的感知，需要所有飞机均地面空管机构对空域状况的感知，需要所有飞机均参与到对各自信息的广播中，同时所发送的信息均参与到对各自信息的广播中，同时所发送的信息均依靠机载设备所通过的数据；依靠机载设备所通过的数据；B B（广播）表明飞机（广播）表明飞机所发送信息不仅仅是点对点地传送到空管监视部门所发送信息不仅仅是点对点地传送到空管监视部门，而要对外广播，使所有通信空域内的单位均能收，而要对外广播，使所有通信空域内的单位均能收到。到。6ADS-BADS-B系统概述系统概述
7、ADS-BADS-B广播的信息包括：广播的信息包括：v飞机标识，飞机地址包括航班号、飞机标识，飞机地址包括航班号、ICAOICAO的的24bit24bit全球全球唯一的地址编码唯一的地址编码;v位置（经度位置（经度/纬度）；纬度）；v位置完好性位置完好性/位置精度；位置精度；v气压高度和几何高度；气压高度和几何高度；v垂直升降率（垂直垂直升降率（垂直/爬升速率）；爬升速率）；v航迹角与地速；航迹角与地速；v紧急情况指示（选择紧急代码时）；紧急情况指示（选择紧急代码时）；v特殊位置识别（特殊位置识别（SPI,Special position identificationSPI,Special p
8、osition identification）（当支持（当支持IDENTIDENT时）；时）；7ADS-BADS-B系统概述系统概述ADS-BADS-B可以实现的功能：可以实现的功能：v空中飞机与飞机之间就能自动识别对方位置，空中飞机与飞机之间就能自动识别对方位置，可以自我保持间隔；可以自我保持间隔；v地面地面ATCATC对终端和航路飞行的飞机进行监控对终端和航路飞行的飞机进行监控和指挥；和指挥；v机场场面活动的飞机和飞行及车辆之间保持机场场面活动的飞机和飞行及车辆之间保持间隔，起到场面监视作用。间隔，起到场面监视作用。8 ADS-BADS-B的应用主要包括如下的应用主要包括如下3 3个方面：
9、个方面：v1)1)空空-空监视空监视 改善飞机避撞能力，提供驾驶舱改善飞机避撞能力，提供驾驶舱交通信息显示（交通信息显示（CDTICDTI）。）。CDTICDTI功能能显功能能显示相对于飞机自身位置的其他飞机的监视报示相对于飞机自身位置的其他飞机的监视报告，结合存储在航空数据库中关于地形空域告，结合存储在航空数据库中关于地形空域结构、障碍、详细机场地图以及与飞机效率结构、障碍、详细机场地图以及与飞机效率、安全有关的其他静态信息，提供集成化的交安全有关的其他静态信息，提供集成化的交通信息、气象信息及其他能够提供机组交通通信息、气象信息及其他能够提供机组交通势态警觉的信息，同时也提供了先进的势态警
10、觉的信息，同时也提供了先进的ATMATM服务。服务。ADS-BADS-B系统概述系统概述9ADS-BADS-B系统概述系统概述v2)2)地地-空监视空监视 航路、终端区、精密跑道监控（航路、终端区、精密跑道监控（PRMPRM）。目前，地空监视）。目前，地空监视 主要靠一次和二次主要靠一次和二次雷达。美国国家空域系统（雷达。美国国家空域系统（NASNAS）中，在航）中，在航路和终端区，路和终端区，ADS-BADS-B将成为雷达监视的有利将成为雷达监视的有利补充。精密跑道监视能使飞机在仪表气象条补充。精密跑道监视能使飞机在仪表气象条件下独立进入平行跑道时，跑道的间隔最小件下独立进入平行跑道时，跑道
11、的间隔最小，以当前可用的最精密的导航资源为基础的，以当前可用的最精密的导航资源为基础的ADS-BADS-B将使将使RPMRPM监视更精确。监视更精确。10ADS-BADS-B系统概述系统概述v3)3)地地-地监视即场面监视，包括跑道、滑行道地监视即场面监视，包括跑道、滑行道防止地面相撞（依靠防止地面相撞（依靠DGNSSDGNSS信息）通过信息）通过ADS-ADS-B B能监视机场面内的交通形势，这对提高管制能监视机场面内的交通形势，这对提高管制员的管制能力有重要作用，特别是在能见度员的管制能力有重要作用，特别是在能见度极低的情况下，管制员指挥交通的能力可以极低的情况下，管制员指挥交通的能力可以
12、得到极大地改善。同时也通过提供给本机增得到极大地改善。同时也通过提供给本机增强型的场面情景意识来定位地面上相关连的强型的场面情景意识来定位地面上相关连的其他设备其他设备ADS-BADS-B的飞机和车辆，以识别跑道的飞机和车辆，以识别跑道入侵。入侵。11ADS-BADS-B系统概述系统概述vADS-B OUTADS-B OUT：ADS-BADS-B发送单元，可以确定飞发送单元，可以确定飞机的标识、位置与高度并将其显示给空管人机的标识、位置与高度并将其显示给空管人员。员。vADS-B INADS-B IN：飞机可以安装有：飞机可以安装有CDTICDTI（驾驶舱交（驾驶舱交通信息显示器），并与接收器
13、联合工作以显通信息显示器），并与接收器联合工作以显示示ADS-B OUTADS-B OUT飞机广播的位置信息。飞机广播的位置信息。CDTICDTI可可以是手持式或是安装在面板上，也可以与其以是手持式或是安装在面板上，也可以与其他系统联合使用。他系统联合使用。12ADS-BADS-B系统组成系统组成 ADS-B ADS-B机载设备：机载设备：v位置信息源，即卫星导航接受机（实用中的位置信息源，即卫星导航接受机（实用中的就是就是GPSGPS接受机）；接受机）；vADS-BADS-B位置报告的收发机和天线；位置报告的收发机和天线；v驾驶舱交通信息显示器（驾驶舱交通信息显示器（CDTICDTI）。）。
14、13ADS-BADS-B系统系统组成组成 ADS-B ADS-B地面站：地面站：vADS-BADS-B地面站设备简单，占地面积小，供电地面站设备简单，占地面积小，供电甚至可以采用太阳能供电，对周边环境要求甚至可以采用太阳能供电，对周边环境要求较低，可安装在目视无遮挡的塔或建筑物中较低，可安装在目视无遮挡的塔或建筑物中，同时地面站的维修费用也少。，同时地面站的维修费用也少。14v具有同类设备飞机之间的相互监视以及地面对空监具有同类设备飞机之间的相互监视以及地面对空监视的工作原理如下图所示。视的工作原理如下图所示。ADS-BADS-B工作原理工作原理151617ADS-BADS-B工作原理工作原理
15、vADS-BADS-B框图表示信息的总汇，其中信息主要框图表示信息的总汇，其中信息主要来源于飞行员的输入，来自全球卫星导航系来源于飞行员的输入，来自全球卫星导航系统的导航信息，飞行员在驾驶舱交通信息显统的导航信息，飞行员在驾驶舱交通信息显示器（示器（CDTICDTI）上的输入和气压计测得的高度）上的输入和气压计测得的高度值。内容包括：飞机标识、飞机类型、值。内容包括：飞机标识、飞机类型、3 3维位维位置、速度以及其它附加信息。置、速度以及其它附加信息。ADS-BADS-B飞机可飞机可以直接交互以直接交互ADS-BADS-B信息，同时也可以通过信息，同时也可以通过ADS-BADS-B飞机汇总信息
16、，通过下行链路广播到飞机汇总信息，通过下行链路广播到地面接收基站，如果同时又有二次雷达的接地面接收基站，如果同时又有二次雷达的接收信息收信息，还需要通过数据融合方可进行在后，还需要通过数据融合方可进行在后端端ATCATC系统处理。系统处理。1819ADS-BADS-B工作原理工作原理具有具有ADS-BADS-B功能的飞机可以对外广播各类所需的监视信息，分功能的飞机可以对外广播各类所需的监视信息，分为以下几类为以下几类v1)1)标识号（标识号（IDID）：）：ADS-BADS-B所传送的基本标识信息包括呼所传送的基本标识信息包括呼号、地址和类型等号、地址和类型等3 3种；种；v2)2)状态矢量：
17、移动目标的状态矢量包括在全球统一参考状态矢量：移动目标的状态矢量包括在全球统一参考系统下的三维位置和速度等信息。系统下的三维位置和速度等信息。A/VA/V状态矢量包括三维位状态矢量包括三维位置、三维速度、飞机转向标示和导航不确定度分类等元素。置、三维速度、飞机转向标示和导航不确定度分类等元素。v3)3)状态和意图信息：主要用于支持状态和意图信息：主要用于支持ATSATS和空空应用，包和空空应用，包括紧急括紧急/优先状态、当前意图信息和航路意图信息等优先状态、当前意图信息和航路意图信息等3 3类。类。v4)4)分类号：用于标识参与者支持特定服务类别的能力，分类号：用于标识参与者支持特定服务类别的
18、能力，如基于如基于CDTICDTI的交通显示能力、冲突避免、精度进近等。的交通显示能力、冲突避免、精度进近等。v5)5)其他种类信息：其他种类信息：ADS-BADS-B技术能够传送实施监视一方所技术能够传送实施监视一方所需要的任何信息，随着技术的发展和各种新应用的引入，将需要的任何信息，随着技术的发展和各种新应用的引入，将需要更多种类的监视信息，需要更多种类的监视信息，ADS-BADS-B技术将通过相应软硬件配技术将通过相应软硬件配置实现对任何所需信息的广播。置实现对任何所需信息的广播。20 vADS-BADS-B的相关应用是下一代航空运输系统的相关应用是下一代航空运输系统(NGATS)(NGATS)的重要组成部分，对的重要组成部分，对ADS-BADS-B的应用的应用研究至关重要，其领域涉及非常广泛，且大研究至关重要，其领域涉及非常广泛，且大多处于起步阶段，随着多处于起步阶段，随着“自由飞行自由飞行”的不断的不断推进，推进，ADS-BADS-B在民航方面的应用成为了在民航方面的应用成为了ADS-ADS-B B的主要研究方向。的主要研究方向。21/10/29
