ADS-B航空无线电系统研究

ADS-B航空无线电系统研究

摘要：ADS航空系统有着发送和接受的工作模式，经过实现发送和接收的两者密切配合，可以分析空中交通状况情况，为飞行器安全提供保障。本文主要分析ADS航空无线电系统，对其无线电系统构成、工作模式和应用原理进行分析，在其基础上，探究ADS航空无线电系统功能实现路径，其中就包含了空域状态的监控、语音功能和显示的控制、同频段设备的兼容性。该研究现已取得显著的成效，可以获取准确的飞行数据，为航空安全提供技术方面的支持。

关键词：航空系统；无线电；ADS-B

前言：ADS-B全称Automatic Dependent Surveilance-Broadcast，是广播式自动相关监视的系统。这个系统应用，可以自动化获取机载设备的参数信息，不能进行手动的操作。除此之外，还能够把飞机位置、航向、速度和高度等信息进行实时传输到地面的塔台指挥中心。应用ADS—B航空无线电系统之后，为管制人员开展工作提供数据为参考依据，实现飞机具体状态监控的目标。经过监控飞机空中的状态，可以掌握飞行数据的信息，影响到飞行的安全性。

1 系统的简述

1.1 无线电系统的构成

ADS-B无线电系统有着监视和通信的功能，是重要信息系统。系统构成包含信息源、传输通道、信息处理和显示模块。经过合理应用 ADS-B无线电系统，帮助管理人员掌握飞机四维坐标，其中包含时间、高度、经度和围堵。另外，还可以获取相关辅助信息，包含冲撞警报信息、航行轨迹、飞行员的信息、航线的拐点、飞机舱外的温度、风速和飞机识别信息等等。

1.2 工作模式的分析

ADS-B无线电系统主要是有ADS-B IN、ADS-B OUT的工作模式，而ADS-B IN 主要是指飞机在接收其他航空器进行发送的监控信息，进而获取地面服务设备所

发送的指令数据。ADS-B OUT模式指的是飞机在某一个时间段内，发送位置信息

和其他的信息。地面的系统经过对机载设备信号数据的解析，可以对空中交通的

实际情况进行掌握，准确定位飞机所在位置，这个模式和雷达作用是类似的。

ADS-B系统中的OUT和IN功能以数据链通信技术为基础，在当前1090ES数

据链在民航通信和监控系统中得到广泛应用，受到国际民航组织认可。本系统就

把1090MHz作为下行传输的频率，选择ADS-B接收机为主要数据进行接收装置，

把飞机发送的信息进行传输至显示系统中。

1.3应用原理简述

ADS-B系统功能实现方法是机载设备与地面的设备，机载设备包

含ATC应答机、MMR接收机、ADIRU、TCAS计算机与数据链等。应答机功能则是

收集相关的参数，做好数据的记录和整理工作，把完整的数据经过数据链传输至

地面的基站和飞机广播系统中。MMR接收机借助导航卫星，将危机所在位置信息

和速度信息进行准确的传递到ATC。而ADIRU计算机可以向应答机提供飞机高度、飞行时间和经纬度的信息。TCAS计算机是用于1090MHz扩展电文数据链的接收和

分析，协助地面指挥站，将其OUT信号进行显示在驾驶舱的内部。

2对ADS-B航空无线电系统功能的研究

2.1空域状态监控

该系统采用ADS-B IN监测技术获取空域状态信息，包括飞机的位置和航向信息，具有较高的精度。根据以往的经验和数据库参数，其精度可达10m。通过上述数

据信息的应用，还可以为飞机提供更广泛的态势感知信息，并具有更高的灵敏度。ADS-B IN监控系统以可靠的数据信息为基础，以更大的监控容量和更远的距离满

足基本的监控和通信需求。通过相关无线电系统的应用，可以获得可靠的数据。

同时建立数据库，实现空域条件的有效采集。

通过ADS-B OUT接收广播消息，可以获得飞机的经度、纬度、高度、速度和时间

等信息。为了保证飞机位置信息的可靠性，将获得的最新信息与数据库的历史信

息进行比较。其他信息主要采用TCAS算法来实现计算。在空域状态监测过程中，还建立目标范围内的航迹信息系统，实时分析空中交通状况，分析飞机的速度、

航向等信息数据，建立数据模型，了解飞机是否存在安全威胁。此外。ADS-B无

线电监控系统的使用，可以增加地面对飞行器的监控能力，拓宽监控范围，有利

于相关人员掌握安全预警信息，做好调度指挥工作。

2.2语音抑制功能与显示控制

根据RTCA/DO-185B文件，飞机降落时机载无线电的高度不应超过900英尺。但是，在实际起飞过程中，当无线电的最大高度不超过1100ft时，空

域监测系统的RA报警功能将被抑制。在运行过程中，监控系统可以对参数进行

控制，进行相关技术分析，并及时将异常值反馈到控制中心。在这个过程中，终

端设备上会显示空域内的目标信息和RA告警信息。相关人员可以结合设备的报

警信息，对飞机的目标态势图进行分析，从而实现相关设备的自检测功能，保证

数据显示的可靠性。

还需注意在不发送查询信号的情况下，系统仍然可以掌握被动接收的ADS信号信息，完成对整机周围ADS- b OUT信息的监控。在相关技术的应用中，可以通过

建立方位角-距离模型和高度模型来完成碰撞和冲突区域的划分。同时，根据机

载ADS-B系统完成对目标飞机速度、航向、转弯速率等运动轨迹的模拟。参考相

关数据模型。如果预测结果显示存在碰撞风险，则发送告警。当目标飞行器进入TA区域时，显示系统会发出报警信息，同时播放语音提示。当目标飞机进入RA

区域时，显示系统根据垂直方向发出警报。

2.3同频段设备兼容

现阶段，空域态势监测系统取消了疑问句传输功能，即使机载设备处于无线电静

默状态，也能对目标进行有效监测。与传统的空中避碰系统TCAS相比，ADS-B系

统不再属于电磁发射设备，因此不会对同频段的其他设备造成干扰，兼容性强。ADS-B航空无线电系统在同频段设备发射信号时，通过消息解释完成对无关信号

的识别，并进行丢弃处理，在很大程度上解决了同频段设备之间的信号干扰问题。在特定应用中，当其他干扰设备发出大功率干扰信号时，ADS-B系统会设置最小

损耗电阻，防止设备受到同频段信号的干扰，降低设备模块异常报警的风险。

结束语：

结合以上分析得知，ADS-B无线电系统应用很重要，经过落实空域状态的监控、语音抑制功能和显示的控制，关注同频段设备兼容性，有效的发挥出系统通

信和监控的功能。在对以上技术合理应用后，帮助机场的调度人员对飞机所在位

置信息等的掌握，增加航班动态化信息的掌握能力。在日后，随着通信技术不断

发展，在航空无线电系统中，其无线电系统的功能日益完善，为我国的航空安全工作开展奠定基础。

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