ADS-B在澳大利亚
ADS-B在澳大利亚
根据澳大利亚航空服务局公布的资料，澳洲全境有23处航管雷达设施。除西部珀斯和北部的达尔文两个终端区各装备两套雷达以外，其余19处雷达集中分布在东部昆士兰、新南威尔士和维多利亚地区，雷达覆盖区域还不到全国空域的1/3。澳洲中部广袤的无雷达区域，以往空中交通管制只能采用程序管制方法，管制效率十分低下。在这样的基础条件下，仅投资1,000万美元，把全国高空航路管制间隔缩小到
1. 澳大利亚的高空空域计划
2003年9月澳大利亚运输部发布了一则消息：基于对澳大利亚中西部地区飞行流量的预期和投资成本的核算，澳大利亚毅然放弃了以航管雷达覆盖澳洲大陆的意图。取而代之的是，在中西部地区建设ADS-B监视系统，与现有航管雷达设施，组合成一个覆盖澳洲全境高空的空中交通服务监视系统（见图1）。目标是实现澳洲大陆地区30,000英尺（含）以上高空空域5海里间隔空中交通管理服务。这就是澳大利亚航空服务局的“高空空域计划”（Upper Airspace Program —— UAP）。
图1
（1）UAP要点
—— 建立28个ADS-B地面遥控站，完成大陆中西部地区
—— 2005年底以前，国内商用运输机队基本完成机载设备改装。
—— 改进空中交通管制中心的Eurocat-X 空管自动化系统，使之具备同时处理和显示来自200个ADS-B地面站的1000个ADS-B航迹目标的能力。
—— 设置一套“接收机自主完好性监测系统”（RAIM），为管制中心实时地提供GNSS完好性监测信息。
—— 制定和认证基于二次雷达、ADS-B联合监视的
（2）UAP的实施
到2006年5月，已经有五个标准ADS-B地面基站建成并投入使用，全部地面设备安装计划在2006年底完成。澳大利亚航空服务局还与美国全球定位系统（GPS）代理经营方VOIPE当局签署了一项关于升级GPS系统，确保ADS-B运行完好性的合作协议。
2. 澳大利亚发展ADS-B的思路
澳大利亚人在发展ADS-B技术应用方面，走了一条与美国人截然不同的路线。美国本土有着世界上最完善的雷达监视系统和管制服务体系，因此美国不急于更新现有的航路监视技术。ADS-B技术首先被美国人用来解决非管制运行的通用航空领域突出的安全隐患和情报服务问题。澳大利亚地广人稀，难以部署雷达监视网，严重制约了澳洲大陆空中交通容量。但是澳洲人抓住了ADS-B新技术发展的机遇，仅投资1000万美元，短短三年多的时间，就实现了航行监视技术体制的跨越式发展，其成就令世人惊叹。
澳洲奇迹是这样造就的：
（1）目标探测不用雷达用接收机
飞行航路上增加流量，缩小间隔，必须以可靠的航行监视手段为前提。雷达，是最常规的监视方法。要将航路纵向间隔缩小到
第一，把投资成本降低了一个数量级；
第二，地面ADS-B接收机双冗余配置（参见图3），相当于双重覆盖效果，而且消除了雷达固有的顶空覆盖盲区；
第三，ADS-B地面设备就安装在原有的甚高频地－空通信遥控站，大大降低了建设成本，运行上也不附加新的管理成本。
ADS-B接收机截获其覆盖空域范围内所有航空器播发的1090 ES报文，这些报文包含
图2 ADS-B地面接收机
了飞机识别码、高度、位置和飞行意图等所有航迹信息。ADS-B地面站通过高速数据电路把这些报文传给布里斯班的空中交通管制中心，由自动化系统把报文还原成可视航迹目标，显示在管制屏幕上，实现了等同于雷达监视效果的“类雷达服务”。
（2）地面基站只收不发
澳洲人设立ADS-B基站，只为满足航行监视，只要求接收GPS信号和1090 ES下行广播。不像美国人的地面基站，除了接收航迹信息，还要发送航行情报（FIS-B）和交通状况（AIS-B），甚至机场情报通播（ATIS-B）等上行广播数据。因此，澳大利亚的地
图3 ADS-B地面基站配置
面基站设计非常简单（见图3）。两套接收机互为主备，工作模式只收不发，涉及的相关技术非常单一，设备成本价格低廉，能源消耗极其有限（甚至可采用太阳能供电），技术上非常易于实现，管理上可以无人值守。
（3）地空数据链——“拿来主义”
澳大利亚在ADS-B地空数据链的选择上，采取了及其务实的“拿来主义”。既然1090 ES数据链完全可以满足空中交通管制航迹监视的要求，既然国际民航组织《附件十》修正案已明确制定了1090 ES全球可互用标准，既然波音、空客的标准机载设备都具有符合ICAO标准的1090 ES航迹电报播发功能，对于澳大利亚的应用已经足够了。采用“拿来主义”，直接选择1090 ES数据链支持ADS-B应用，使澳大利亚不但避免了在地空数据链开发上无谓的耗时费力，而且大大节约了地面设备开发和机载设备改装成本，实在是高明之举。
（4）实验系统简洁高效
澳大利亚高空计划UAP的制定，是建立在科学的实验和评估基础之上的。但是澳洲人的实验，没有搭建规模性的地面平台，没有复杂的机载改装，也没有额外的航迹处理系统。他们选用了两种轻型飞机（无TCAS设备的“冲－8”飞机、有TCAS装备的“空中国王”飞机），采用霍尼威尔公司标准的KLN－94型机载GPS和KT－73型S模式应答机进行简单组合（见图4），把GPS定位信息加载到S模式扩展报文上，生成ADS-B航迹信息，机载改装相当简单。
图4 ADS-B实验用机载设备组合
实验飞机以距离布里斯班管制中心大约
（5）目标显示方案——多种目标，一个平台
在澳大利亚，东南沿海地区有完善的雷达监视系统，中西部地区采用ADS-B监视体系。管制员不禁会问：如果一架飞机由东部机场飞往西部的珀斯，最初，管制员看到的是雷达目标，在飞离雷达覆盖区，进入ADS-B覆盖区以后，ADS-B目标将怎样监视呢？在布里斯班管制中心，“欧洲猫－X”（Eurocat-X）型自动化系统可以兼容处理雷达航迹和ADS航迹，并可生成四种目标。雷达信号处理器生成两种目标——雷达目标和飞行计划推测目标，ADS信号处理器生成两种目标——ADS-B目标和ADS目标。四种目标以不同的识别符号显示在同一管制屏幕上。
○ —— 表示雷达目标
☆ —— 表示ADS-B目标
△ —— 表示ADS目标（未按ADS-B标准改装的FANS 1/A飞机）
□ —— 表示飞行计划推测目标
常规情况下，管制显示屏只出现雷达目标和ADS-B目标（少数没有装备ADS-B设备但装备了FANS 1/A设备的飞机，其位置报告可以生成ADS目标。飞行计划推测目标是极端情况下生成的目标）。当一架飞机在雷达覆盖区飞行时，显示屏显示出我们熟悉的雷达目标，当这架飞机飞进ADS-B覆盖区，目标的标识符号由“○”变为“☆”，但标牌信息将不会发生改变。管制员可以在一个显示桌面上同步（或顺序）地实施雷达服务和“类雷达服务”。
（6）基于ADS-B的应急备份系统
为了防止系统失效，空管自动化设备必须配置备份系统。通常，雷达管制系统的应急设备是基于雷达信号处理的，而澳大利亚人却巧妙地利用了ADS信号处理系统作为自动化系统的应急系统。在“欧洲猫”空管自动化系统中，ADS信号处理机是独立于主系统的一个子系统，一旦主系统失效，或雷达探测系统失效，都不会影响ADS信号处理机独立工作，可见，这是一种既经济又实用的应急备份方法。
3. 进一步发展
除了实施UAP计划，澳大利亚航空服务局还开展了进一步用ADS-B技术的研究和实验活动。这些活动包括：
（1）机载ADS-B接收和显示
他们利用德国Filser电子公司的生产1090 ES接收机和德国ULM公司生产的专用处理器组合成一个机载ADS-B接收处理系统。这个机载系统所提供的数据，可以在空客标准的CDTI 2000型座舱显示器上显示飞行员所需的导航、地形、交通冲突等图形信息，也可以在一般个人掌上电脑上显示上述图形信息。这种机载系统，对于不装备座舱显示器和TCAS的小型飞机来说是一个福音。
（2）多功能系统（M-ADS-B）
通过增加同步接收器，可选择接收多种信号模式（A/C模式、S模式、ADS-B、ACARS、D-ATIS等），使ADS-B的服务能兼容和覆盖多种机群。
（3）广域多功能系统（WAM-ADS-B）
更进一步的技术发展方向是利用广域网技术，组成互连互通的ADS-B信息网，全网由GPS同步，并实现全网遥控和遥测。
本文资料来源于澳大利亚航空服务局官方网站：
http://www.airservicesaustralia.com/pilotcentre/projects/adsb/
作者：民航华东空管局 王鲁杰