自动相关监视(ADS)
ADS-B 培训教材(20131210)
自动相关监视-广播（ADS-B）（培训内容仅供参考，不作为工作依据)机务工程部:余涛2013年12月09日目录•ADS-B 介绍•ADS-B 发展规划•ADS-B 技术要求ADS B•补充运行合格审定234567什么是ADS-B•ADS-B（Automatic Dependent Surveillance –Broadcast）–是一种具备空对地（航空器对地面空中管制）和空对空（航空器对航空器）功能的向外自动广播飞行数据的监视系统。
–ADS-B机载电子设备每半秒钟自动向外广播一次数据，用于向地面或飞机通报飞机识别代码、位置、高度、速率等飞行数据。
8ADS-B 的种类•ADS-B OUT：–飞机可广播飞机识别代码、位置、飞行参数等信息，以便地面ATC或空中周边其它具有ADS-B OUT功能的飞机接收该信息。
–主要使用的机载设备是ATC应答机，工作频率为1090MHz。
ADS B IN：•ADS-B IN–主要用于飞机接收其它ADS-B OUT广播的数据，并在驾驶舱内显示相关交通信息通信息。
–主要使用的机载设备是TCAS计算机和驾驶舱交通信息显示设备（CDTI，非必须）或ND等显示设备。
9ADS-B OUT10ADS-B IN11ADS-B OUT 参数空中»来自于GPS的经纬度-Latitude and Longitude from GPS»-GPS的水平完整性限制Horizontal Integrity Limit (HIL) of the GPS»气压高度-Barometric Altitude»气压高度与几何高度的差值(GPS提供) -Difference between BarometricAltitude and Geometric Height (given by GPS)»地速-Ground Velocity»垂直速率-Vertical Rate»航班代码-Flight Identification (registered on the official Flight Plan)»紧急状态指示-Emergency situation indicator地面»经纬度-Latitude and Longitude»地速以及轨迹-Ground Speed and Track»航班代码-Flight Identification (registered on the official Flight Plan)Fli ht Id tifi ti (i t d th ffi i l Fli ht Pl)12ADS-B OUT 空地监视13ADS-B系统布局14ADS-B OUT 机载设备15ADS-B OUT 的应用16ADS-B OUT的应用•（1）无雷达区的ADS-B 监视(ADS-B NRA)。
ADS-B
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2013年5月29日
河北航空运行控制部
ADS-B安装情况
2013年5月29日
河北航空运行控制部
ADS-B覆盖情况
2013年5月29日
河北航空运行控制部
ADS-B显示
2013年5月29日
河北航空运行控制部
机场场面监视系统
2013年5月29日
河北航空运行控制部
机场பைடு நூலகம்面监视系统
2013年5月29日
ADS-B IN
• ADS-B IN是指航空器接收其他航空器发送 的ADS-B OUT信息或地面服务设备发送的 信息，为机组提供运行支持。
2013年5月29日
河北航空运行控制部
ADS-B组成部分
• ADS-B系统功能模块主要由三部分组成，包括机载设备、地面收发及 处理应用设备、通信链路和传输网络。 • 与ADS-B功能相关的机载设备，主要包括机载全球导航卫星系统 （GNSS）接收机/多模式接收机（MMR）、数据链系统和IN功能所 需的交通信息驾驶舱显示（CDTI）等。 • ADS-B（1090ES）地面设备，主要包括1090ES模式、UAT模式地面 站以及相关信息处理和应用设备。ADS-B地面站将收到的空中广播信 息处理后，将处理结果在管制员监控终端上显示以便为监视和管制提 供参考，也可以接入自动化空中交通管理系统供相关部门和人员参考 使用，或者将收集到的广域监视信息进行监视完好性和一致性校验。 • ADS-B信息传输依靠无线和有线通信方式，OUT和IN功能都基于数据 链通信技术。空地、空空数据链有三种：基于异频收发的S模式SSR 收发机的1090ES数据链、UAT模式数据链（如978MHz）和模式4甚 高频数据链（VDL-4）。对于ADS-B广域监视、TIS-B信息和FIS-B信 息接入、自动化空中交通管理系统信息综合等，还需要地面有线或者 其他无线通信方式和网络。
广播式自动相关监视
广播式自动相关监视广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance–Broadcast, ADS-B）是一种先进的空中交通监控技术，通过利用机载GPS接收器和一些附加设备，在飞机上产生一个连续不断的广播信号，将航站地点、高度、速度、姿态和标识等信息传送给地面空管，这些信息可以被其他飞机和地面设施接收。
ADS-B技术提供了空中交通监测系统的一个新的方式，可以提升飞行的安全性和效率。
技术原理ADS-B技术原理是利用航空器上的GPS系统来确定自身位置和速度，并利用脉冲调制技术产生一个符合国际标准的广播信号，包括航班号码、高度、速度、地理位置等关键信息。
这些信息被广播出去，并被接收地面控制中心、周围的其他飞行器和地面站等设备接收。
具体地，ADS-B系统包含了两个组件：ADS-B外设和ADS-B地面站。
ADS-B外设由飞机上安装的一些设备组成，包括GPS接收器、脉冲调制广播电台和相关电子设备；ADS-B地面站是地面站的广播接收装置，主要负责接收ADS-B信号，并且将接收到的广播信息传送给空中交通管制部门，让其可以实时地掌握飞行器的实时位置和状态。
技术优势ADS-B技术提供了一种安全性高、有效性高的解决方案，它具有以下五个主要优势：1.实时性：ADS-B技术能够提供微秒级别的广播周期，实现实时的监测飞机状态。
通过广播周期的实时性，空中交通管制部门可以及时地调整飞机航线和速度。
2.高准确性：ADS-B技术可以提供数米的精度，远远高于其他传统的监控技术，包括二次雷达、航向失准角度指示器（AHRS）等。
这种高准确性使得飞机可以更加高效地飞行，避免了种种危险。
3.适应性：ADS-B系统可以向地面站和其它的飞行器协作，从而更好地实现对飞机位置和速度的监测和调整。
在遇到恶劣天气或飞行过程中突然出现的状况时，ADS-B系统可以更快地反应，减少事故发生的可能性。
4.多样性：ADS-B技术不仅可以应用在空中交通控制方面，也可以应用在大型船只等其他领域。
航空器ADSB自动相关监视系统
航空器ADS-B自动相关监视系统是指什么？1.ADS-B概述2.广播式自动相关监视（ADS-B）是利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递的一种航行新技术。
与雷达系统相比：3.ADS-B能够提供更加实时和准确的航空器位置等监视信息;4.建设投资只有前者的十分之一左右，并且维护费用低，使用寿命长;5.使用ADS-B可以增加无雷达区域的空域容量，减少有雷达区域对雷达多重覆盖的需求，大大降低空中交通管理的费用;6.ADS-B可以为航空器提供交通信息，传递天气、地形、空域限制等飞行信息，使机组更加清晰地了解周边交通情况，提高情景意识，并可用于航空公司的运行监控和管理，为安全、高效的飞行提供保障;7.ADS-B还可以用于飞行区的地面交通管理，是防止跑道侵入的有效方法。
8.ADS-B的应用将是保障飞行安全、提高运行效率、增大空中交通流量、减少建设投资的重要技术手段。
9.基本原理10.ADS-B（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast）一种监视技术，使航空器、机场机动车辆及其他目标能够自动发送和/或接收数据，例如识别信息、四维位置以及其他适合广播模式的超越数据链之外的附加信息。
对于航空器和机场机动车辆而言，这些信息是从机载导航和定位系统获得的。
包含了以下几层含义：11.自动（Automatic）：数据传送无需人工干预；12.相关（Dependent）：航空器的设备决定了数据的可用性，数据发送依赖于机载系统；13.监视（Surveillance）：提供的状态数据适用于监视的任务；14.广播（Broadcast）：采用广播方式发送数据，所有用户都可以接收这些数据。
根据相对于航空器的信息传递方向，机载ADS-B应用功能可以分为发送（OUT）和接收（IN）两类。
1) ADS-B OUTADS-B OUT是指航空器发送位置信息和其他信息。
机载发射机以一定的周期发送航空器的各种信息，包括：航空器识别信息（ID）、位置、高度、速度、方向、和爬升率等。
广播式自动相关监视(ADS-B)ADS-B全
国内外应用情况
亚太地区（TF/1，处于实验阶段）日本计划用 ADS-B增强雷达性能;澳大利亚在无雷达覆盖区布置 ADS-B印度利用ADS-B对雷达盲区进行补充，计划在Chennai进行一个试验;新加坡、日本和澳大利亚近期将在场面监视中利用ADS-B 技术;香港正在试验ADS-B用于机场场面监视;蒙古开始着手进行1090 ES和VDL Mode 4数据链实验;新西兰政府也应航空用户的要求批准在South Island进行一项ADS-B试验。
汇报内容
ICAO的研究情况
我国的发展规划
我国的发展情况
ICAO的研究情况
ICAOICAO考虑从2010年开始要求其成员国强制安装“ADS-B OUT”机载设备，自愿安装“ADS-B IN”机载设备和座舱显示器。ICAO预期1090 ES将能在未来至少十年内满足ADS-B服务的要求，未来可能需要另一种ADS-B数据链补充或替代1090 ES，以满足对ADS-B服务更高的运行需求。
技术概述
技术概述
ADS-B地面站
ADS-B “OUT”功能：
位置、高度、呼号、速度、爬升/下降率
可以在 TCAS或其他显示屏显示 观察范围比TCAS远 可以显示飞机的速度和呼号
可以在MFD或PDA上显示 接收频率为1090
空－空监视应用
ADS-B “IN”功能：
技术概述
技术概述
监视ห้องสมุดไป่ตู้段
广播式自动相关监视（ADS-B）
汇报内容
ICAO的研究情况
我国的发展规划
我国的发展情况
技术概述
ADS-B 含义A－自动：不需要人工操作和地面的询问。D－相关：信息全部基于机载设备。S－监视：提供位置和其它用于监视的数据。B－广播：数据不是针对某个特定的用户（在 ADS-C中是这样），而是周期性的广播给任何一 个有合适装备的用户。
兆赫扩展电文广播式自动相关监视ADS
编号：CTSO-C197局长授权批准：中国民用航空技术标准规定本技术标准规定根据中国民用航空规章《民用航空材料、零部件和机载设备技术标准规定》（CCAR37）颁发。
中国民用航空技术标准规定是对用于民用航空器上的某些航空材料、零部件和机载设备接受适航审查时，必须遵守的准则。
信息采集和监测系统1.目的本技术标准规定（CTSO）适用于为信息采集和监测系统（ICMS）申请CTSO批准书（CTSOA）的制造人。
CTSO规定了信息采集和监测系统（ICMS）为获得批准和使用适用的CTSO标记进行标识所必须满足的最低性能标准。
2.适用范围本CTSO适用于自其生效之日起新提交的申请。
3.要求在本CTSO生效之日或生效之后制造并欲使用CTSO标记进行标识的信息采集和监测系统（ICMS），应满足欧洲民用航空电子组织（RUROCAE）2009年7月发布的（或最新修订版本的）文件ED-155“轻型飞行记录系统最低工作性能要求”规定的最低操作性能规范（MPS）。
所有的ICMS必须满足ED-155中第2部分2-1，2-2，2-3和2-4的需求。
所有可弹射ICMS必须满足ED-155中第3部分3-1，3-2，3-3和3-4的要求。
此外，每个类型的ICMS都必须满足下表所列ED155要求。
设计必需满足的ED-155要求不要求设计必须满足的ED-155要求ICMS类型I 座舱音频记录系统第I部分I-2.1.7，和I-6II 飞机数据记录系统第II部分II-2.1.7，II-2.1.9，II-2.1.12，和II-6III 机载图像记录系统第III部分III-2.2和III-6IV 数据链记录系统第IV部分IV-2.1.6，IV-2.1.11，和IV-6a. 功能CTSO适用于预期记录座舱音频，飞机数据，机载图像，或数据链通讯的系统。
b. 失效状态类别CTSO第3.a条定义的功能障碍是较小故障状态。
CTSO第3.a 条定义的功能损失是较小故障状态。
ADS-B技术分析和应用
ADS-B技术分析和应用ADS-B即自动相关监视广播（Automatic Dependent Surveillance–Broadcast），是一种航空电子设备，用于飞机的空中交通管理。
该技术通过使用GPS来确定飞机的位置，并将这些数据广播给地面控制站和其他飞机，以提供更准确的空中交通管理。
ADS-B的主要原理是飞机上的广播设备使用GPS接收器获取飞机的位置信息，然后通过广播信号将这些数据发送到指定的地面台站和其他飞机。
地面台站接收到这些数据后，可以实时显示飞机的位置，并将其与其他飞机和地面交通进行协调。
这些数据也可以用于飞行计划、空中交通管制和飞行安全等方面。
ADS-B技术的应用非常广泛。
ADS-B可以提高飞行的安全性。
通过实时获取飞机的位置数据，地面控制站和其他飞机可以更好地进行空中交通规划和避让，减少碰撞的风险。
ADS-B可以提高飞机的效率。
地面控制站可以根据飞机的位置和速度等数据，优化飞行计划，减少飞行时间和油耗。
ADS-B还可以用于飞机的追踪和监控，对于搜索和救援等紧急情况有很大的帮助。
在国内，ADS-B技术的发展也非常迅速。
我国已经启动了ADS-B技术的推广应用工作，按照计划，到2022年，我国特大型及以上机场和拥有80座以上客机的机场将全部完成ADS-B地面站的布设工作。
我国也在研发ADS-B终端设备，以提供更广泛的服务和应用。
ADS-B技术也存在一些挑战和问题。
ADS-B信号的覆盖范围有限，特别是在山区和海洋等复杂地形条件下，信号的传输可能会受到干扰。
ADS-B技术的安全性也存在一定的风险。
由于ADS-B信号是通过广播方式传播的，可能会被非法干扰或伪造，导致飞行数据的不准确性。
在推广和应用ADS-B技术时，需要加强安全性的保障和防范措施。
自动相关监视(ADS—B)系统在民航管制指挥的应用
在 民航 中的应 用前 景。
关键 词 ：监 视 ； 自动相 关 ；ＡＤ － ＮＳ ； 数 据 链 ＳＢ Ｇ Ｓ
Ｄ ： １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ １ ６ ９ ． ０ ２ １ ． ０ ０Ｉ ０ ３ ６ ／ ． ｎ １ ７ — ３ ６ ２ １ ． ０ ０ ５ ｓ
目前 应 用 于 空 中 交 通 管 理 的监 视 技 术 主 要 有 空 管 一 次 监 视 雷 达 （ Ｓ 、 空 管 二 次 监 视 雷 达 （ Ｓ 、 自动 相 关 监 Ｐ Ｒ） Ｓ Ｒ） 视 （ Ｓ ＡＤ ）和 多 点 定 位 （ Ｌ Ｔ Ｍ Ａ ）等 。按 照监 视技 术 的 工 作 原 理 ， 国 际 民航 组 织 （Ｃ Ｏ）将 监 视 技 术 分 为独 立 非 协 同 ＩＡ 式 监 视 、 独 立 协 同式 监 视 和 非 独 立 协 同式 监 视 。
３ 广播 式 自动相 关 监视优 、缺点
优 点 ：提 供 更 多 的 监 视 目标 信 息 ，通 过 差 分 技 术 可 获 取 非 常 高 的 定位 精度 ， 据 更 新 率 快 ， 设 、 行 维 护 成 本 低 。 数 建 运 缺 点 ： 由于 其 依 赖 全 球 导 航 卫 星 系 统 （ ＮＳ ）对 目标 Ｇ Ｓ 进 行 定 位 ， 以广 播 式 自动 相 关 监视 系统 本 身 不 具 备对 目标 所 位 置 的验 证 功 能 ，如 果航 空器 给 出 的位 置 信 息 有误 ，广 播 式 自动 相 关 监 视 地 面 站 设 备 （ 统 ）无 法 辨 别 。在 全 球 导 航 卫 系
星 系统 失 效情 况 下 ，广 播 式 自动 相 关 监视 系 统 不能 正 常工 作 。
１ 监视 系统 概述
空 管 一 次 监 视 雷 达 属 于 独 立 非 协 同式 监 视 ， 靠 地 面 设 依 备 自行 完 成 对 目标 三 维 坐 标 参 数 的 获 取 。 要 包 括 远 程 空 管 主
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四、ADS的效益
• 在洋区和边远陆地区域大大增强了飞行安全； • 在洋区和无雷达区域采用ADS可实现在雷达空域
同样的方法提供空中交通服务； • 减少无雷达区域最小飞行间隔； • 增加灵活性，管制员可更多地响应飞机飞行申请； • S模式和ADS结合可促进全世界统一的监视服务，
(一)在不同管制区域的应用
• 洋区空域和非雷达管制服务区
用作主要的监视手段；
可改善飞机位置的确定，使安全得到改善，有 效利用空域，提高管制员工作效率；使管制员能 够识别潜在的侵犯间隔或与飞行计划不符问题并 采取适当的行动。
• 在ADS过渡区域
与其他监视信息汇集在一起使用。
• 在雷达覆盖范围内应用ADS
• VHF数据链 • AMSS • SSR S模式 • HF数据链
(三)地面通信网络
1、功用
将航路飞行的自动相关监视信息连接到 有关的空中交通服务单位；也可将空中交 通服务单位的信息送到反射单元。
2、通信链路
卫星通信网、地面通信网
(四)地面设备
1、组成
地面管制员席位上的操纵和显示设备 飞行数据处理系统(FDPS)
L888航路宽度为56KM(30NM)，同航向、 同高度飞行数据链通信的最小纵向水平间隔10 分钟，航路最小垂直间隔600米；飞行高度西 行9600或10800米，东行10200或11400米；
广播式自动相关监视(ADS-B)
• SSR、ADS------建立在地对空监视基 础上；
• TCAS------建立在空对空监视基础上； • 场面监视雷达------建立在地对地监视
并可在高交通密度区域提供高精度，抗干扰的监 视。
五、ADS的局限性
• 机上信息处理需要时间(FANS-1至少64秒)； • 通信滞后(飞机到地面需用时45－60秒)； • 要求使用相同的基准(基于GNSS的时间，
WGS－84坐标系统)，否则精度变差； • 不能用在终端和进近阶段； • 设备安装的过渡期内，机载设备混乱。
2、功用
(1)管制员席位上的操纵和显示设备 • 显示所有空中交通情况； • 对潜在冲突向管制员提供警告； • 管制员能通过数据链向飞机发送固定和任意格
式的空中交通服务电报； • 提供在紧急情况和非正常通信时与飞行员立即
插入话音通信的功能。
(2)飞行数据处理系统(FDPS)
• 提供有效飞行数据； • 共同监视； • 自动航迹跟踪； • 探测潜在的飞行冲突； • 解决飞行冲突； • 向管制员提供已处理的数据。
用作辅助或备份
(二)ADS信息帮助ATS完成功能
• 位置监视 • 一致性监视：ADS报告的位置与飞行计划期望的
飞机位置进行比较。
• 冲突检测：地面系统使用ADS数据自动识别违反最
小间隔的问题。
• 冲突解脱：对潜在冲突提出可能的解脱方法。 • 超障证实：将ADS报告数据与超障净空进行比较并
确认之间的差异。
ADS航路的发展及应用：
• 南太平洋航路：美国－－新西南、澳大利亚
航路上应用；
• 我国西部航路：代号L888，历经昆明、成都、
兰州、乌鲁木齐四个高空管制区，分别在四个 地方设有ADS工作站；
地面ADS工作站由卫星网连接，数据信息 通过北京网控中心传给卫星数据网上星，然后 由卫星传输给飞机；飞机须安装FANS A/1设备;
基础上 • ADS-B将三种技术结合成一体。
一、发展
• 首先欧洲由瑞典提出利用自组织时分复用(STDMA)VHF数据链广播飞机位置报告的技术，提 供给空中其他飞机和地面，接收后从而了解空中 交通，起到监视功能 ； 核心----VHF通信功能
• 继后美国提出利用二次监视雷达(SSR)的S模式长 格式自发报告去广播飞机的GPS测定位置，作为 ADS-B的另一种技术 ； 核心----S模式通信功能
挥； • 机场场面活动的飞机和飞机及车辆之间保
持间隔，起到场面监视作用。
• 跟踪：对飞机当时位置进行外推 • 风的估计 • 飞行管理
三、ADS信息
(一)ADS信息类型
• 定期报告(位置、时间、性能因数、识别码、 机型、气象、预计航迹等)
• 请求报告(内容同定期报告，根据要求立即 发送)；
• 事件报告(航路点变更、侧向偏离超限、高 度偏离超限等)
(二)ADS信息
1、基本ADS信息 A、飞机的三维位置(经度、纬度和高度) B、时间 C、位置数据的精度指示
二、组成
• 位置信息源
GPS卫星导航接收机、大气数据计算机或编码 高度表
• ADS-B位置报告的收发机和天线
VHF/UHF或L频段S模式的收发机 天线：全方向天线，机顶上和机腹下各一个
• 驾驶舱交通信息显示器
多功能控制显示组件(MCDU)或专门的CDTI作 显示器
三、功用
• 空中飞机与飞机之间自我保持间隔； • 地面ATC对终端和航路飞行的飞机监控和指
自动相关监视 （ADS）
自动相关监视(ADS)的概念:
• 自动：无需机组人工发送飞机位置 • 相关：地面依赖于飞机的报告得知飞机的
位置。信息来自飞机，不是地面站
• 监视：飞机的位置得到监视
• ADS是一种监视技术，由飞机将机上导航 和定位系统导出数据通过数据链自动发送， 这些数据至少包括飞机识别、四维位置和 所需附加数据。
ADS数据的显示：
• 〝伪雷达〞显示或〝仿雷达〞显示
飞行数据处理系统(FDPS)将飞机位置 点图形化地映射到显示屏上，使其能象雷 达点迹一样地在屏幕上显示出来。
二、ADS在ATS中的应用
• 为ATS提供自动的航空器位置数据(四 维位置)及其他数据(空中WD/WS、DA、 XTK等)，也可用于空中交通流量管理 就空域管理。
一、ADS系统的组成
• 机载ADS系统 • 地空数据链传输系统 • 地面通信网络 • 地面设备
(一)机载ADS系统
1、功用
将飞机的有关信息自动传输给地面空中交通 管制部门。
2、组成 • 飞机机载电子设备包来自GPS接收机、IRS、高度表等
• 飞行员的控制显示设备
(二)数据链传输系统
1、连接方式：空－地 2、传输距离：远距离传输 3、数据链传输，紧急情况用话音代替 4、传输方式