空管技术的创新性计划——ADS-B技术的发展近况

daewoo · 发表于 2007-5-20 15:46:06

ADS-B概念被提出来数年之后，经过各种试验验证，尽管还存在不少问题，不少国家还是坚持继续推广这项技术。本文介绍了ADS-B在全球的一些发展近况。
美国联邦航空局（FAA）
在“下一代民用航空运输系统”（NGATS）计划中详细定义了2025年以前全美空中交通管理的内容，自动相关监视－广播（ADS-B）是该计划中非常重要的一部分。尽管前期美国在ADS-B的推进中曾出现停顿，但2006年5月，FAA一位官员表示，FAA将继续在全美范围内推进ADS-B网络的建设。
近两年来，在国际民航组织（ICAO）的极力支持下，ADS-B技术在欧洲和大洋洲得到了重视并有所发展，有些国家甚至快于美国，如澳大利亚和瑞典早在2000年前后便已展开了针对ADS-B技术的研究，澳大利亚还提出了2007年在全国范围内推广ADS-B网络建设的目标，此举若能按期完成，澳大利亚将成为全球第一个全面推广ADS-B技术的国家。
通过采用ADS-B技术，飞机能利用自身安装的电子设备，以固定的频率向地面站和其他飞机发送本架飞机的位置、高度、速度及其他相关数据信息，并且其精度不受飞行器高度或气象条件的影响，数据更新间隔时间也不依赖于天线的旋转速度及其可靠性。如此一来，其他飞机不借助雷达就能从显示屏上读取信息发布者的位置、高度、速度等信息，飞行员借助这些信息便可实现自主空中避让等操作。
该技术一经提出，业界就将其称之为空中交通管理的“革命”，然而从历史的角度来看，每一次变革难免会伴随着诸多困难与曲折，ADS-B技术的发展也是如此。

全球发展情况
ADS-B在美国
ADS-B项目作为“拱顶石”（Capstone）项目的一部分，由美国联邦航空局于2000年在Bethel地区附近正式启动，设在阿拉斯加的试验中心也是全球第一个应用ADS-B技术的中心。“拱顶石”项目实施的目的在于，为远空区域的轻型商用飞机提供接近国家空域管制系统品质的管制覆盖范围，目前已有500余架飞机加入了这一项目，试验地区包括了阿拉斯加州首府朱诺以及Ketchikan等地。根据阿拉斯加大学提供的报告可知，“拱顶石”项目近年来取得了很大的成就，Bethel地区曾是全美国飞机事故率最高的地区，在飞机安装了“拱顶石”航电设备后，该地区的事故率降低了近40%。
40%的改善的确让人振奋，但是试验过程依然问题多多，阿拉斯加的空管人员曾抱怨，使用ADS-B技术后，上一年有两个月的时间内，竟发生了250起事故征候。尽管如此，相关专家表示这个数据也已远低于使用雷达情况下的事故征候率。
目前，全美国已在东海岸建成了30个ADS-B地面站，而墨西哥湾同样也被当成了ADS-B的试验基地。美国航空背景深厚的Embry-Riddle航空大学也已在其两个校区的用于训练的飞机上安装了ADS-B设备，据FAA指出，这家大学ADS-B项目的研究集中于如何降低空中飞行器相撞的可能性。ADS-B项目目前已被列为“下一代民用航空运输系统”的基础工作之一，FAA也承诺将投资建设450个新的ADS-B地面站。
早在FAA下决心推广ADS-B技术之前，美国联合包裹公司（UPS）已经先其一步，对ADS-B技术进行了试用，并由航空通信与监视系统公司（ACSS）开发相关软件。FAA对此给予了大力的支持，毕竟，在其他承运人接受ADS-B技术之前，能够有一家大规模的航空公司率先试用并大力推广，无疑能给大家以信心接纳这项技术，如果UPS能够证明ADS-B确实有用，那FAA的推广之路自然而然就被铺平了。
目前，FAA已经成立了一个名为“老虎队”的工作组其成员定期碰面，以确保在ADS-B试用过程中对所遇见的与安全相关的或受规则限制而不能完全发挥应有功能的问题能够得到及时解决。FAA设在洛杉矶的飞机认证办公室目前则在全程监控ADS-B技术的发展，确保系统能够按照规则发展，并较好地融合进飞机驾驶舱中，保证其设计能充分地将人的因素考虑进去。与此同时，FAA的飞行标准服务处正在针对新的程序和软件编制操作指导文件，而空中交通组织部门则为在新的空域应用ADS-B开发新程序。
FAA的种种努力，目标均在于制定认证方针以及行业标准，并以此驱动同类航空运输企业开始应用ADS-B技术。而FAA也将保证这些努力能与ADS-B技术在欧洲及大洋洲的应用推广相协调。
ADS-B在澳大利亚
澳大利亚是一个典型的地广人稀的国家，目前澳洲雷达覆盖面仅占全部空域的1/3，而要让其余2/3的空域也进入雷达的覆盖面，需要相当大的投入。在此情形之下，推广ADS-B技术变得适时而且成本效益也相对较高。
2002年，澳大利亚航空服务公司（Airservice）在昆士兰Bundaberg建设了一个ADS-B地面站，并以此作为在澳洲全面铺设ADS-B网络前的试验。试验主要目的在于对ADS-B的低空监视能力进行测试，此外还希望对ADS-B和雷达系统进行孰优孰劣的比较分析。
该公司认为，ADS-B所表现出的性能超出了预期，其中探测覆盖范围、位置精度、速度矢量以及更新速率等一系列指标均比澳大利亚的单脉冲二次雷达略胜一筹。更重要的是，航空公司的操作人员和空管人员都表示大力支持使用这项技术表。
据航空服务公司预测，采用ADS-B技术以后，澳大利亚在空管维护上每年可节省近300万美元，这其中还不包括购买新雷达的成本，该项成本估计每年需要6000万美元。泰雷兹公司目前正在为28个地面站安装ADS-B设备——每个站设置两台设备，共计56台。这部分工作完成后，航空服务公司便可覆盖全澳大利亚的管制范围。据了解，全面建设工作将于2007年中期完成。
虽然ADS-B的铺设工程在澳大利亚如期进行，但也有传闻说由于试验中出现了诸多问题，澳大利亚已决定暂缓实施将所有管制工作都依赖ADS-B网络来完成的计划。近期，航空服务公司已购买了8台STAR 2000 S波段进近雷达，计划用于取代在悉尼、墨尔本、布里斯班、珀斯、阿德莱德、堪培拉等城市已经使用了15年的老设备。很明显，该决策并没有考虑ADS-B在澳洲的推广工作。澳大利亚前民航运输安全局局长在致交通部部长的一封信中指出，电脑黑客能使“空管人员的屏幕上显示出10架、20架甚至是50架错误的ADS-B飞机的信息”。
ADS-B在亚欧地区
航空服务公司目前已与国际航空电讯集团（SITA）成立了联合团队在印度尼西亚地区针对ADS-B技术展开了试验。航空服务公司负责人表示，航空服务公司将以自己所掌握的ADS-B技术以及实践经验，结合SITA的数据通信网络及其在整个亚太地区的设施，为该地区的空中导航服务供应商提供ADS-B服务，如果选择购买这项服务，当地的供应商可不必再自行投资建设自己的ADS-B基础设施。
该负责人同时也指出，利用卫星提供数据的ADS-B系统十分适合于在地域广阔、地形复杂以及多岛的海区使用，而亚太地区很多国家明显具有以上特征。基于亚太地区雷达数量少而且预算有限等原因，ICAO也同样建议亚太区推广ADS-B技术。
在欧洲，为发展ADS-B技术，欧洲空管局已成立了监视技术及应用合作审定部（CRISTAL）。欧洲的瑞典则计划于2007年全面建设ADS-B网络。
我国空管基础设施的现状与澳大利亚十分相似，目前民航总局正在我国西部地区按照国际民航组织推荐的进度试验ADS-B项目，旨在对ADS-B系统技术性能进行评估。相关人士指出，根据目前在我国所进行的试验显示，由于ADS-B的定位信息取自GPS接收机，其安全性及可靠性将受到一定程度的影响，另一方面，由于ADS-B网络也采用1090ES数据链，与二次雷达都使用1090兆赫频段，因此会造成链路的拥塞。
　　
数据链有待于统一标准
发展ADS-B技术似乎已大势所趋，唯一不明朗的问题在于，如何实现ADS-B系统及数据链在全球范围内统一标准的问题。
现阶段，共有3种数据链路可供用户选择：S模式的基于异频雷达收发机的1090ES数据链、通用通路异频雷达收发机（UAT）和模式4的甚高频数据链（VDL-4），这3种数据链在技术上是不相容的。各国出于不同目的各自选择了适合自己目前情况的数据链路，然而在技术发展前期如果全球范围内无法统一标准，难免会造成重复开发的情况。
ICAO已打算进一步完善UAT和VDL-4的标准，一些大型航空公司则表示支持使用1090ES，这也促成了包括美国、欧洲空管局以及航空服务公司等采用了这一套标准。考虑到ADS-B技术要率先在通用航空领域进行推广，而通航应用通常需要轻型且成本较低的数据收发设备，因此FAA倾向于采用UAT作为基础项目展开研究，因此未来美国的ADS-B网络将同时采用UAT和1090ES两套数据链，以便同时满足运输类航空公司和通用航空的需求。
自1996年起便已开展ADS-B技术研究的瑞典，已计划从2007年起全面应用这项技术。出于种种原因，瑞典人最终还是放弃了其早期认可的1090ES数据链技术，而改用VDL-4。但是VDL-4与UAT和1090ES链路的广播频率相差较大，必须使用单独的天线。
　　
“安全航路”软件系统
作为全美率先应用ADS-B技术的航空公司，UPS迫切希望通过该项技术简化飞机进场及地面操作程序并提高操作效率，为此，UPS也邀请了众多航电工程师为其改进ADS-B设备的软件系统。
由ACSS公司负责开发的“安全航路”软件系统（SafeRoute）正是其中之一。该系统是这家公司为一种3级电子飞行包系统而开发的。电子飞行包的显示器可向飞行员显示两种“安全航路”软件的ADS-B新用途：进入终端区域的合并/间隔控制和机场地面区域运动管理（SAMM）。截至目前，FAA一架装载了相关设备的“空中国王”飞机已经针对合并和间隔控制功能进行了试飞，而ACSS的一架“空中国王”C90飞机已在FAA位于新泽西州大西洋城的威廉姆·J·休斯技术中心完成了一系列试验，ACSS还计划于2007年8月取得“安全航路”的补充型号合格证。
ACSS公司所开发的“安全航路”技术中一部分原始算法是由NASA提供的，“安全航路”将在飞机的监视处理器中运行。通过其合并/间隔控制功能，飞行员利用飞行电子包显示器所提供的这些信息和相关的指令，能在进场过程中与空管人员更好地进行协调。其地面运动管理系统则采用了类似于空中防撞系统的工作原理，不同之处在于前者用于地面而后者主要用于空中。该系统不仅仅能指示出本架飞机的GPS定位信息，同样可将其他正在跑道、滑行道以及停机坪上的飞机的位置及其识别代码在一张基于ADS-B监视系统的移动地图上显示出来，保证飞机在地面滑行过程中的安全性。
ACSS首席技术专家还指出，当飞机与其他飞机之间将有冲突险情发生时，SAMM系统还能发出视频和音频警报。此外，SAMM系统还能指示在机场地面上装备有GPS定位设备的车辆的位置。
借助这些软件，飞行员还能方便地“看到”后方的情况。例如，在多架飞机同时排队等待起飞的过程中，飞行员可通过座舱内的显示器观测到其后方飞机的情况。

钱bb · 发表于 2010-5-28 17:51:40

呵呵呵，可以嘛。不错

freeacm · 发表于 2010-5-28 22:12:39

航校飞机是不是就装的是这个飞到那院长都能看到

帐号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

空管技术的创新性计划——ADS-B技术的发展近况

浏览过的版块