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摘要：ADS-B技术以其独特的成本、性能优势，得到我国民航局的大力推行。目前，西南地区按照相关工作计划基本实现了区域内的ADS-B信号覆盖，具备全面推行ADS-B空管运行的条件。按照计划，我国将于2025年前完善全空域ADS-B OUT运行，并开启ADS-B IN的初始试验运行，本文通过西南地区ADS-B设备的具体部署情况，介绍了ADS-B IN技术在我国西南地区的现状和展望。

关键词：ADS-B；ADS-B IN；空中情景意识；缩小飞行高度层间隔；空中交通态势感知

1.ADS-B技术简介

1.1 ADS-B技术概念

ADS-B（Automatic Dependent surveillance Broadcast），即广播式自动相关监视，它作为一种基于基站的监视系统，旨在将航空器的位置、高度、时间、标识及其他相关的关键信息自动的以广播的形式向外发送。能够不通过人为的询问方式，直接在机载的设备上获取相应的信息并通过ADS-B设备进行转码传输提供给地面站及其他ADS-B用户，以便于空中接收到信息的航空器和地面的航空管制人员通过相关信息对航空器进行合理的冲突规避和监视管制。

ADS-B系统包括多个地面站、机载设备及相应的显示终端，能够以多对多、网状的方式完成视距范围内的双向数据通信，这意味着ADS-B技术不仅可以实现对航空器的地空监视，也可以实现航空器与航空器之间的相互监视，在增强地面的监视能力的同时，提高航空器自身的空中冲突预防能力，化被动为主动，具有不同寻常的意义。

伴随ADS-B技术在我国的全面推进，提高了空域的利用率，减小了云层及视觉能见度的限制，提升了整体飞行安全，在监视性能上、建设成本上相较于传统的一、二次航空雷达有很大的优势，并且ADS-B在航空管制上还可以做到跟雷达管制服务有机的结合，具有较好的兼容性。

1.2 ADS-B OUT/IN 技术概念

根据ADS-B设备信息的传递方向，ADS-B技术的应用可以划分为ADS-B OUT（发送）和ADS-B IN（接收）两类。

ADS-B OUT是指航空器的ADS-B机载设备发射机，以一定的信息发送周期向其他相邻的空中航空器或其他ADS-B用户发送其位置、高度、时间、标识和其他关键信息。不难看出，ADS-B OUT功能是ADS-B技术的基本功能，使用ADS-B OUT功能，能够让其ADS-B地面站通过接收航空器机载设备发送的OUT信息，实现空中态势监控，起到类似于航空雷达又优于航空雷达的监视功能。

ADS-B IN则是指航空器的ADS-B机载设备接收机接受来自其他航空器ADS-B设备的OUT信息，使得飞行员在CDTI（航空器驾驶舱交通信息显示器）上观察到其他相邻航空器的运行情况，实现航空器的主动避让。此外，ADS-B地面站也可以向航空器发送包括TIS-B（空中交通信息服务广播）和FIS-B（飞行信息服务广播）两类提高航空器机组人员的空中交通情景意识，进一步加强飞行安全和效率。

1.3 ADS-B机载系统的构成

一套完整的航空器ADS-B机载系统一般包括3部分，GNSS（全球卫星导航系统）接收系统，数据链系统和CDTI（航空器驾驶舱交通信息显示器）。

理论上ADS-B所采用的航空器位置信息可以来自FMS（飞行管理系统）、INS/IRS（惯性基准系统）和GNSS（全球卫星导航系统），但目前，绝大多数ADS-B均使用具备成熟产品和技术规范的GNSS作为其唯一的位置信息来源。在数据链系统方面，一般来讲地空数据链主要包括VDL-4（甚高频数据链模式）、UAT（通用访问收发机数据链）和1090ES（1090MHz S模式扩展电报数据链）三种，考虑其工作频率对其他相关设备的影响，我国目前在实施ADS-B技术项目时，优先使用1090ES作为数据链技术。

若只要求航空器机载设备具备ADS-B OUT的功能，满足GNSS接收机和S模式1090ES应答机即可。若要求航空器机载设备具备ADS-B IN的功能，在ADS-B OUT功能的机载设备要求上，还需要增加额外的两个功能模块，包括1090ES接收机和CDTI。

2.ADS-B IN技术的应用前景

按照我国民航局2022年制定的相关智慧民航建设目标，预计于2025年开展ADS-B IN的试点验证，2030年在枢纽机场推广基于ADS-B IN技术的目视间隔运行和基于动态尾流间隔技术的运行。ADS-B IN技术的应用，能够帮助飞行员增强空中态势感知能力、优化进近着陆间隔标准、提升目视间隔运行效能，其优势详情如下：

1）建立空中情景意识

TCAS（空中防撞系统）能通过CDTI在航空器上显示周边航空器的位置、方向、相对高度和纵向趋势等信息，而配置了ADS-B IN功能设备的航空器还可以显示航空器识别号、地速、尾流等额外的关键信息。例如空客A320的CDTI可以显示周边8架航空器的飞行态势，这样可以补充飞行员的目视观察，帮助飞行员全面了解空中的交通情况。现行的TCAS探测范围仅能达到40—80海里，而ADS-B信号可以覆盖到最大150海里的区域，从而增强航空器在航路上的探测功能和告警预测能力，更早更快的发现飞行冲突并及时解决冲突，为安全有效的管理飞行做出正确的决策。

例如，2022年1月23日，某航空公司B737执行湛江至重庆航班，在贵阳区域管制指挥其高度从7200米下降至6600米，机组未收到下方有航空器活动的通报。当该航空器通过7000米高度时，TCAS显示下方有一架其他航空器在6300米保持平飞，此时该航空器触发RA（决断咨询）警告，机组立即执行RA机动改出。因该航空器硬件较为老旧，其TCAS显示范围较小，不能最大限度感知获取其他有影响的航班飞行动态，若该航空器配置了ADS-B IN功能设备，将大大降低此类事件的发生概率。

2）提升进近目视间隔

在建立空中情景意识的基础上，ADS-B IN的进近目视间隔功能可以在航空器进近时协助飞行员获取周围空中交通的情景意识，并通过CDTI显示选定航空器的信息，包括与该航空器的距离和相对地速等，使航空器进近时就某个目标选择跟随模式，提高进近的安全性。机组可以在空中替地面管制人员分担保持最小间隔的相应责任，在提高飞行安全性的同时减小航空器对空间的占用率，提高空域资源的利用率。

3）缩小飞行高度层间隔

大多数航空公司在执行越洋航空任务时，航空器必须沿指定的航路和高度飞行，各航空器间保持约80海里的间隔。ADS-B IN的飞行高度层改变功能（ITP）可以在高度变成时采用专门的变更参数，将原本80海里的标准间隔变更缩短至20海里左右，提高航空器变更高度的频率和效率。ITP功能既能保证本机和其他航空器在高度变更过程中保持安全距离，防止发生碰撞事故；又能确保航空器安全飞行在最佳高度，缩减燃油成本的同时提升飞行效率。

4）机场场面情景感知

现有的机场监视手段主要向管制员提供机场的监视情况，对于飞行员来说，机场导航与潜在冲突的判断仅能依靠目视观察和塔台管制员的指令。当交通流量较大时，管制员面临的管理负担也随之增加，从而增加发生机场场面交通冲突的风险。

ADS-B IN技术的机场场面情景感知功能可以显示机场地图周围的交通信息，帮助航空器在机场场面行驶时感知机场附近的交通状况，避免发生碰撞事故。即使在能见度较低的情况下，通过ADS-B的高精度数据源，飞行员仍然可以清楚感知机场的交通态势情况。

3.西南地区ADS-B应用情况

3.1 西南地区ADS-B地面站建设情况

按照民航局ADS-B工作总体方案的要求，2011年，随着成都-拉萨航路实施ADS-B OUT试验运行，西南地区ADS-B技术正式进入加快应用和设备建设的发展阶段。

2019年，西部地区ADS-B工程建成并投入运行，四川、重庆 、贵州、云南、西藏地区的54个运输机场及空管台站共计安装79套ADS-B地面站，西南已建成4套三级数据站、1套二级数据中心及1套通航服务站系统。西南地区航路航线基本实现ADS-B信号的全覆盖，2019年7月丽江进近管制区正式实施ADS-B运行，2021年2月，成都-拉萨航线高高度层实施ADS-B运行，2022年3月昆明管制区开展ADS-B试验运行。

目前，所有运输机场塔台都已实施ADS-B监视，四川、重庆部分通用航空低空空域也通过建设地面站提供了ADS-B的监视。随着地面站设施设备的部署和点位的不断完善，西南地区已具备推行实施ADS-B空管运行的条件，从而在实质上提升航空安全水平、空域容量和运行效率。

3.2 西南地区航空器ADS-B系统的配置情况

3.2.1 航空器ADS-B OUT功能配置情况

根据西南空管局提供的飞行计划数据，2021年10月、11月、12月我国航空器具备ADS-B OUT功能的比例为96.7%、96.8%、96.9%。截至2022年初，西南地区各航空公司注册航空器已全部具备ADS-B OUT功能。

3.2.2 航空器ADS-B IN功能配置情况

根据西南空管局提供的飞行计划数据，2021年10月、11月、12月我国航空器具备ADS-B IN功能的比例为1.8%、1.9%、1.8%。根据2023年2月西南地区各航空公司的统计情况，具备ADS-B IN功能的航空器共计84架，比例约为12.59%。具体配置情况见下表：

3.2.3 西南地区ADS-B IN配置差异分析

从表一中不难看出，从西南地区的航空器具备ADS-B IN

功能的比例较低，制约了空-空监视技术的推广应用，在同各航空公司、航空器制造商与空管系统分析后，原因总结如下：

1）ADS-B IN技术的应用研究总体进展较慢

根据前期与空客、波音等制造商沟通交流的情况得知，目前ADS-B IN功能应用研究进展较为缓慢，仅完成了空中情景意识和飞行高度层改变功能的验证。按照空客制定的项目进度计划，预计2025年才能完成进近目视间隔和机场场面情景感知功能的验证。受制于诸多因素的影响，制造商在功能研究与验证方面的投入力度不够，也从侧面制约了ADS-B IN技术的推广应用。

2）航空器ADS-B IN功能的改造成本过高

根据与各航空公司交流的情况得知，一架具备ADS-B OUT功能的航空器改造ADS-B IN功能的费用已经较高，若航空器硬件老旧，还需要更换相应的设备组件，其价格远远超过了ADS-B IN功能为航空器和航空公司带来的经济上的效益。加上前几年的疫情影响，航空器ADS-B IN功能设备的部署进度也越发缓慢。

3）ADS-B IN技术的优势还未凸显

目前无论在我国还是国际上，ADS-B IN技术的推广均还处于试点验证阶段，具备的态势感知优势等优点还未凸显出来。更多的ADS-B设备使用方，都将ADS-B IN技术作为一种锦上添花的新技术，而非必要性的关键技术，加之缺乏技术发展所需的详细规范性支撑和指导，导致ADS-B IN技术无法进一步为使用方提升整体安全效益。

4.ADS-B IN技术发展的未来展望

ADS-B技术作为目前我国航空监视的一个重要手段，已完成阶段性的部署和运行工作。未来ADS-B，特别是ADS-B IN技术，将作为该领域的重点发展方向，在态势感知、进近辅助、空域资源优化等方面有着广阔的应用前景。伴随着ADS-B IN技术在国际上的推进，必然会加快我国的航空器ADS-B IN技术的实践和普及，更好的推动我国民航事业的发展。

参考文献：

[1]张天平，郝建华，许斌等。ADS-B技术及其在空管中的发展与应用。[J]电子产品世界，2009，16（6）：34-37，43；

[2]Parkinson A.Space-based ADS-B：A small step for technology a giant leap for ATM.IEEE，2011：159-164；

[3]Blomenhofer H，Rosenthal P，Pawlizki A，et al.Space-based Automatic Dependent Surveillance Broadcast（ADS-B）payload for In-Orbit Demonstration[C]Advanced Satellite Multimedia Systems Conference.2012：160-165.

作者一姓名；吕竖坚 性别；男 出生年月；1984.2 籍贯（具体到市）；四川成都 民族；汉最高学历；硕士