ADS-B数据在Numen2000自动化系统的应用研讨

赵凤娟

摘 要 本文首先对ADS-B基本原理和组成进行简述，然后分析现场将ADS-B数据接入Numen2000自动化系统进行的升级改造，最后结合试运行阶段遇到的问题，分析ADS-B数据接入自动化系统需要考虑和注意的事项，为后期运行保障提供一定的参考。

关键词 ADS-B;Numen2000自动化系统;升级改造;接入;参考

引言

我国民航事业高速發展，民航飞行量快速增长，为缓解空管服务保障的压力，创新技术应用，升级管制方式，有效促进安全水平、提升民航保障能力、保证航班正常成为新时期适应民航发展的迫切需要。ADS-B 技术作为中国民航重点推进的空管新技术之一，是新一代空中交通管理系统的重要组成部分，具有数据更新快，定位精度高，部署周期短，建设和使用成本远低于航管二次雷达的优点，是雷达监视方式的有益补充[1]。目前，笔者所在现场已经开始试运行阶段，通过对本地试运行期间遇到的问题进行思考分析，同时学习和借鉴其他运行现场的情况，分析ADS-B数据接入自动化系统需要考虑和注意的事项，能更好地为后期正式运行打好基础，提升运行保障效率。

1现状分析

从2011年对ADS-B进行规程到后期的实施规划、设备测试、场地指导、飞行校验技术要求、应用政策、ADS-B机载设备加装、运行工作总体方案等相关工作要求，“十三五”末实现ADS-B全面运行。按照总体规划要求，民航西部地区ADS-B工程已于2019年5月通过民航局验收，该工程在西南地区共新建56套ADS-B地面站，包含29个支线机场站点和29套中小显示终端。除了西部ADS-B工程实施建设的29个机场外，辖区其他机场均已建设了ADS-B地面站。目前，在笔者所在现场境内建有14个ADS-B地面站，1个数据站，支线机场的小显系统9套。自2019年9月1日起，开展试运行。

2ADS-B原理及组成特点

ADS-B一种广播式自动相关监视，是一种基于卫星定位和利用空-地、空-空数据链通信完成交通监视信息传递的空管监视新技术。它包含了以下几层含义，自动：“全天候运行”，无须职守;相关：只需依赖精确的全球卫星导航点位数据;监视：获得飞机位置、高度、速度、航向、识别号和其他矢量信息;广播：无须应答，飞机之间或飞机与地面站互相广播各自的数据信息[2]。

ADS-B系统主要由地面站、数据传输网络及数据中心组成。分局使用的ADS-B 地面站是建立在1090ES 数据链基础上的ADS-B OUT 应用，ADS-B地面站由天馈系统、ADS-B接收机、测试信标机、网络交换机、监控终端、防雷器、机柜等部分组成，其中天馈系统可支持全向天线和定向天线两种系统结构。目前境内14个ADS-B地面站中有11个地面站采用全向天线;另外的3个地面站采用定向+全向天线。ADS-B数据中心系统是对多路ADS-B数据进行实时数据接收、融汇、验证、分发、显示的一体化系统。分局目前建立有1个数据站，根据应用需求引接ADS-B地面站数据，经过处理后为所辖地区的中低空管制中心、进近、塔台等空管部门提供ADS-B实时综合监视信息，同时实现对本区域内ADS-B地面站的监控。

3自动化系统ADS-B数据升级改造情况

根据《民航空管自动化系统应用ADS-B数据的技术和功能要求》（修订版）以及《民航空管ADS-B及S模式雷达数据应用实施计划》，要求自动化系统能够通过接收处理ADS-B、S模式雷达的相关数据，实现对航空器的基本监视，使其功能性能与使用常规A/C模式雷达的能力相当，具备基本监视能力。为达到这一功能要求，需要对自动化系统进行升级。由于笔者所在现场主用Numen2000自动化系统本身预留了串口方式接入ADS-B信号的接口，需要根据ADS-B数据的接入方式需要调整硬件接口、软件模块、显示方式以及监视数据和飞行计划相关的功能模块。因此，此次升级改造主要是对Numen2000自动化系统进行硬件和软件的升级。

3.1 硬件方面

现场Numen2000自动化系统的引接接口需要采用IP接口，引接监视数据源采用HDLC同步方式，因此为了引接IP方式的ADS-B数据，同时又考虑到系统的隔离性和稳定性，系统硬件增加两台ADS-B服务器，完成ADS-B前置数据处理功能。同时，增加两套三层交换机以满足自动化交换机的接口数量以及物理上尽量隔离，达到系统可以同时接收ADS-B数据站或者ADS-B二级数据处理中心的ADS-B数据，经由三层交换机和ADS-B服务器完成ADS-B数据的引接的功能要求。

3.2 软件方面

由于ADS-B数据量大，自动化系统处理的信息类型和容量大大增加，因此，对Numen2000自动化系统的三台监视数据处理服务器进行更新升级。

通过前期的硬件扩容以及软件升级，使现场的Numen2000自动化系统能在ADS-B数据预处理功能、数据处理功能、监视数据与飞行计划相关等方面满足相关的要求。

4ADS-B数据接入Numen2000自动化系统需特别关注的地方

由于目前笔者所在现场高空已移交，ADS-B处于试运行阶段，系统具备接入功能。结合同一地区其他分局运行现场的案例，检查和分析本地运行情况，发现也出现过ADS-B数据报告无效二次代码的情况，显示Numen2000自动化系统的运行机制可以纠正一部分下行数据不正确或缺失的情况，但在一些特殊情况下（如两个目标相距较近且 ADS-B 下行数据中不包含二次代码信息）也会导致自动化系统的融合错误。因此，对于后期ADS-B数据接入自动化后更需要对以下方面进行考虑：

第一，目前自动化系统的监视数据处理模块侧重于对雷达数据的处理，将ADS-B数据视为一路数据格式特异、更新较快的雷达数据来进行处理，并未过多考虑ADS-B数据与普通雷达数据之间的差异性特点。因此，鉴于ADS-B数据的三大优势（一是更新频率快;二是位置高度等各项目标态势信息的数值最小粒度比较小;三是可提供给自动化系统的信息远多于局限于A模式代码和C模式高度的普通二次雷达），如果自动化系统没有做适应性处理，这些优点反而可能会带来各种问题。因此，通过试运行发现的一些问题，需及时对自动化系统进行调整处理，以适应运行需求。

第二，需考虑系统的ADS-B 数据输入使用的传输网络的中继链路带宽及延时是否满足实际运行需求。应定期对ADS-B峰值输出数据量进行统计，形成动态跟踪机制，动态跟踪其数据峰值变化情况，当出现某区域飞行量增长后，动态调整传输网络通道带宽，以适应ADS-B输出数据动态增长的需求。

参考文献

[1] 康南，刘永刚.ADS-B技术在我国的应用和发展[J].中国民用航空，2011（11）：36-38.

[2] 顾春平.空中交通管制监视新技术简介[J].现代雷达，2010， 32（9）：1-5.