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ADS-B内容全概述
2021-01-12 17:26:52 22
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    一、关于ADS-B的小知识

    1ADS-B的概念


    ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast),中文名称为广播式自动相关监视,是一种基于全球卫星定位系统和利用空地、空空数据链实现交通监控和信息传递的空管监视新技术。



    它不需要飞行员干预以及地面询问,航空器或车辆自动广播由机载星基导航和定位系统生成的精确定位信息,地面设备和其他航空器通过航空数据链接收此信息,卫星系统、飞机、车辆以及地基系统通过高速数据链进行空天地一体化协同监视。



    2ADS-B如何工作


    飞机上安装的ADS-B设备使用GPS确定其位置,再通过一台发射机以快速时间间隔向外发射自己的位置身份、高度、速度数据。专门的ADS-B地面站,能够接收到发射的数据并转发给空中交通管制员以准确跟踪该飞机。

     


    ADS-B系统包括地面站和机载设备两部分;应用功能的角度,可分为ADS-B发射(OUT)和接收(IN)两类。


    ADS-B OUT是指航空器向外发送信息机载发射机以一定周期发送航空器的各种信息,包括:航空器识别码、位置、高度、速度、方向和爬升率等。OUT是机载ADS-B设备的基本功能,只要相关机载电子设备正常运行,ADS-B OUT系统一般无需飞行机组干预即可自动工作。



    ADS-B IN是指航空器接收其他航空器发送的ADS-B OUT信息或地面服务设施发送的信息,为机组提供运行支持。ADS-B IN的一个典型应用是机组通过驾驶舱交通信息显示设备(CDTI)获知其他航空器的运行状况,从而提高机组的空中交通情景意识。



    3ADS-B发送的飞行参数


    飞行识别信息(航班号或呼号)


    ICAO 24位飞机地址(全球唯一的机体代码)


    位置(经纬度)


    位置的完整性和精确性(GPS水平间隔限制)


    气压高度及几何高度 


    垂直方向改变速率(爬升/下降率)


    航迹角和地速 


    紧急情况指示(当选择了紧急代码后)


    专门的位置识别信息(当选择了IDENT功能后)


    4ADS-B技术特点


    自动:数据传送无需机组干预;


    相关:数据发送依赖于机载或车载系统;


    监视:提供飞机位置、高度、识别号、速度、航向等


    广播:使用广播方式发送数据,所有用户都可接受数据。


    ADS-B技术有下列优点:


    数据更新率快、信息更丰富;


    目标位置精度高;


    维护费用低、使用寿命长;


    成本不到航管二次雷达的十分之一


    二、ADS-B与飞行相关知识要点

    1飞机是否装备了ADS-B


    大家都知道,并不是每架飞机都装备了ADS-B,因此签派员和飞行员清楚知道飞机是装备有并且已被批准执行ADS-B运行就显得很重要。


    在飞行计划报(ATS飞行计划)编组10中确认是否具备ADS-B能力。编组10中B1(B2)飞机已装备并被批准了近些年ADS-B运行,且飞行机组成员已经接受了必要的训练。


    任何装备了ADS-B的飞机,如果不是上述情况,在编组10中省去B1(B2)



    2飞机航班号输入格式要求


    空中交通管制系统通过飞机设备发出的飞行识别信息(航班号)信号来把ADS-B位置与ATS飞行计划系统中已有的信息相配对。因此,输入机载设备里的飞行识别信息或航班号必须严格地与ATS飞行计划报里的飞机识别信息相符合,这点尤为重要。


    对于航空公司的飞行来说,通常是使用国际民航组织(ICAO)的三字航空公司代码再加上航班号。 



    常见的输入错误航班号:


    使用IATA二字航空公司代码,而不是正确的ICAO三字代码,如CZ123而不是CSN123


    输入错误的航班号(例如上一航段的航班号)如CSN122而不是正确的CSN123


    输入前缀0,如CSN0123而不是正确的CSN123


    输入空格,如CSN 123而不是正确的CSN123


    3ADS-B和应答机


    如今对于大多数的设备来说,发送ADS-B信号是飞机应答机的功能之一。只有装有合适的软件、并且与GPS接收机(和FMS,如装备)相连的应答机,才能传送ADS-B数据。


    当应答机打开时,ADS-B传送自动开始工作。选择应答机IDENT功能时,ADS-B信息里也同时发送识别信号。选择STANDBY方式会同时抑制ADS-B和二次监视雷达信号的发送。



    将来一些ADS-B设备可能不会与二次雷达应答机共用控制面板,这意味着需要对两个系统进行独立的操作。


    三、综合对比

    1ADS-B和一、二次雷达的比较


    一次雷达是独立的、非合作式监视系统,在一次雷达可自主获取目标的监视信息,被监视目标不需要安装任何相关的设备。尽管一次雷达获取的信息对ATS应用具有局限性,但从某种意义上说一次雷达监视系统更加稳定可靠。



    二次雷达是独立的、合作式监视系统(气压高度表除外)。二次雷达通过地面询问系统根据询问和机载设备的应答计算目标的距离和方位角。S模式二次雷达增强了飞机寻址和双向数据链路功能。与一次雷达相比,二次雷达能够提供更详细的信息,但二次雷达无法监视没有安装应答机或应答机失效的飞机。

     


    ADS-B是相关的、合作式监视系统。与二次雷达类似,此系统也需要航空器安装相应的机载设备。除位置信息外,ADS-B还提供速度和航向等信息。与雷达系统不同的是ADS-B的信息直接从机载设备中得到。


    2ADS-B和ADS-C的比较


    ADS-C的工作方式与ADS-B有本质上的不同,ADS-C基于点对点模式的航空电信网(ATN)数据链通道,需要数据收发双方约定通信协议,如使用ACARSAircraft Communication Addressing and Reporting System)ADS-B采用广播式方案,收发双方不需要另行约定通信协议。



    正常情况下,ADS-C监控一般由地面站发起,空中交通服务部门(ATS)通过ATN通信网络,一般是卫星通信(SATCOM)或VHF,向航空器发送监控报文。机载设备接收报文后,通过ATN数据链按照ATS和航空器约定的通信协议将航空器的位置信息发送给ATS。ATS接收航空器回复的信息,将其显示在监视设备上,从而达到对空中交通进行监视的目的。


    ADS-C一般应用在海洋和内陆边远等没有监视的区域,或者应用在航空交通流量较小的空域,一般情况下,ADS-C采取卫星通讯,通讯周期为5分钟,紧急情况下通信周期为1分钟。


    四、ADS-B的局限


    1、ADS-B数据通过1090兆赫的数字信息链以每半秒一次的频率发射,但同雷达类似,它受“视线”的限制。地面站接收信号的性能取决于高度离地面站的距离和阻隔信号的地形情况,其监视范围取决于地面站的数量以及分布情况。

     


    2、在选择紧急应答机编码,系统将会自动在ADS-B信息中产生一个紧急指示信号,但很多应答机只能发送普通的ADS-B紧急指示信号。



    因此在特殊类型的紧急情况,例如通讯失效,对于某些型号机载设备就不能在ADS-B情况下传送给管制员。而管制员就只能接收到普通的紧急指示信号,不管选择怎样的应答机编码。


    五、ADS-B运行失效


    出现下列之一或者更多情况时,则系统性ADS-B运行失效:


    1)GNSS系统由于外界原因中断或者不连续;


    2)管制员人机界面出现故障,不能提供及时和准确的ADS-B飞行轨迹;


    3)地空VHF/HF 双向通信部分或者全部中断,不能建立双向联系。


    4)导航系统故障、ADS-B收发单元故障(包括机载设备和地面站)





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