ADS-B在美国
美国是"广播式自动相关监视"（ADS-B）技术研究和应用的先行者之一。继1991年，瑞典首次成功利用飞行座舱显示器（CDTI）演示ADS-B功能之后，美国从1992年就开始在芝加哥的O"Hare机场开展ADS-B技术的早期应用研究。进入21世纪，美国首先在阿拉斯加地区通用航空飞机上推广应用ADS-B技术。2002年，美国联邦航空局FAA终于出台了ADS-B数据链发展政策以及支持ADS-B技术发展的规划蓝图。
一. 美国的ADS-B技术发展规划
近期规划：（2002年~2006年）
A）定义ADS-B最初发展阶段的国内技术系统底层结构；
B）允许"袖珍型"（不具备上行广播能力－作者注）地面设备继续安装和存在；
C）在空中交通终端区域，增强航空器之间的自主协同避撞能力；
D）商用和通用航空配备相应机载设备。
中期规划：（2007年~2012年）
A）在本土装备符合本阶段底层结构定义的技术系统；
B）装备相应机载设备的商用飞机机队开始受益；
C）完成ADS-B在航路应用的前期鉴定、认证、批准程序；
D）2007－2012年间，国家空域系统（NAS）在全国范围内安装符合"1090兆赫兹 S模式扩展自发电文数据链"（1090 ES）和"通用访问电台数据链"（UAT）标准格式、可支持空中交通监视和地对空上行广播的地面设备系统；
中期规划的目标描述：
-- 在空中交通服务方面，将利用ADS-B数据（识别码、位置报告、速度、飞行意图等）来增强空中交通监视系统的能力。
-- 在安装了标准地面设备的地区，由地面设备上行广播发布"交通信息服务广播"（TIS-B）信息，使：
装备了ADS-B接收和飞行座舱显示器（CDTI）设备的飞机，飞行员可从ATC获得与空管员一致的空中交通状况信息；
某些由多方协同管制的机场，飞行员可通过TIS-B获得与ATC部门相一致的场面运行信息；
-- 在装备了标准地面设备的地方， 通过UAT数据链上行广播，发布FIS-B信息，使装备UAT电台以及适配的座舱显示器的飞机，可以收到天气图。
远期规划：（2012年以后）
A）商用运输机队装备达到ADS-B规定的终端及航路空域各阶段飞行的要求，ADS-B在终端和航路能按照定义、认证和执行程序持续运行
B）通用航空机队继续装配ADS-B机载设备，由NAS提供TIS-B和FIS-B信息广播。
二. 美国ADS-B技术的发展思路
从美国的ADS-B技术发展规划中，发展思路清晰可见。美国的ADS-B应用路线是：先通用航空，后商用运输，重点开发上行广播和机载应用。这种应用路线，与人们通常理解的"自动相关监视"的概念是有所区别的。以下将重点讨论其应用路线的几个特点。
（1） 美国为什么首先在通用航空领域应用ADS-B技术？
美国的通用航空（GA）非常发达。与商业运输航空不同，GA机群（特别是私人航空器）飞行机动性大，且主要在非管制空域活动。在机载设备配置方面，通用航空器的适航要求远不像商业运输机队那么严格。联邦政府对30客座以上的商用运输机强制要求装备的S模式应答机、空中交通告警和避撞系统（TCAS）、机载气象雷达、各种自动化操控系统等，并不强制通用航空器选装。因此，通用航空安全设施的不完整和飞行过程的非管制状态，航空器间的安全间隔控制主要依靠飞行员"看到－避让"（See & Avoid）的主观决策，客观上存在很大的风险。采取有效措施改进通用航空器的空中告警和避撞性能，这是航空管理当局关注的焦点问题之一。
美国人认识到，运用ADS-B技术，可以扩大飞行员空中的"视野"，只要对现GA飞机的机载设备稍加改装，就可以有效增强它们的避撞性能。因此美国首先在GA领域推广ADS-B技术应用，并且重点解决飞行终端区的空-空协同避撞问题，可见美国的新技术应用政策是具有美国特色的，是务实的，是讲究效率和效益的。
（2） 美国为什么同时选择1090 ES和UAT作为ADS-B数据链？
1090MHz S模式扩展自发电文数据链（1090 ES）是国际民航组织推荐的、全球可互用的ADS-B地空数据链。UAT数据链，是美国在小型通用航空器普遍选装的"通用访问电台"（UAT）上开发的地空双向数据链。两种地空数据链的通信能力，都能满足ADS-B下行广播要素（航空器识别码、位置报告、速度、飞行意图等）信息的传输要求，因此完全满足空中交通管理航迹监视的要求。但是，受格式长度限制，1090 ES 数据链的上行广播能力明显低于UAT数据链，无法容纳飞行情报服务（FIS）和空中交通情报服务（TIS）的上行广播电文。为了达到美国ADS-B技术应用目标，必须采用上行通信容量更大的UAT数据链。
出于航空国际化的要求，选择1090 ES数据链，同时满足国内通用航空的发展，选择UAT数据链，这就是美国ADS-B数据链政策的基点。
（3）美国选定的两种数据链怎么应用？
既然选择使用两种数据链，就必须协调使用。FAA规定：
-- 1090 ES 数据链用于国际运输飞行以及国内18,000英尺（含）以上高空飞行；
-- UAT数据链仅用于18,000英尺以下飞行的航空器；
-- 选装了不同数据链设备的航空器之间不相互通信，（除非航空器同时选装了两种数据链设备）；
很显然，1090 ES数据链通信主要用于高空航路运行，目的是改善空中交通管制监视能力；而UAT数据链通信仅用于低空运行的通用航空飞行活动，目的是改进GA飞机的空中避撞能力和飞行情报截获能力。
（4）美国为什么特别强调开发ADS-B的上行广播功能？
GA航空在美国航空中占有很大份额。但是GA航空的飞行情报不像商用飞行那样有固定的来源和渠道。因此，联邦政府在放松航空管制的同时，也注重向空域用户开放它们的飞行情报资源。通用航空的用户们，希望像人们熟悉的交通信息台随时播报天气和交通路况信息一样，播报空域气象状况、机场活动区运行动态和航行情报信息。ADS-B技术恰巧顺应了航空信息服务的需求。通过ADS-B数据链上行广播，向高速运行的航空器实时发送动态信息，使飞机无论在飞行前或飞行中都能随时获取有价值的飞行情报。ADS-B应用政策强调上行广播能力，反映了美国航空服务当局的社会公众服务意识和管理水平。
三. 美国开发的ADS-B相关产品
在商用运输航空应用方面，美国UPS机载电子科技公司已经生产出衔接ADS-B技术的AT2000型飞行座舱显示器（CDTI）。AT 2000可以接入机载ADS-B接收机输出的数据，机组可选择不同页面，随时查看当前的空中交通状况、地形图和气象图等图形信息。
图1 空中交通状况显示页面
图2 地形图显示页面
图3 天气图显示页面
图1、图2、图3 分别是AT 2000 所显示的空中交通状况、地形图、气象图的实物照片。这种设备已经通过了认证，并在部分波音757、767飞机上安装使用。
图4 飞行显示实例
图4 是ADS-B航迹信息在"飞行电子仪表系统" (EFIS)上的显示实例。
EFIS的屏幕清楚地显示了告警范围以及 "侵入目标"的识别码、高度、上升/下降率、渐近率等航迹信息。机组通过飞行电子仪表，主动掌握空中交通状况，增强了空中避撞性能。
图5 与UAT配合使用的掌上电脑显示界面
针对没有装载专用飞行电子图形显示设备经济型小飞机，美国还开发了一种计算机应用软件。这种软件可以安装在笔记本电脑或掌上电脑里。由机载UAT接收的ADS-B广播信息接到便携电脑内，借助电脑显示屏还原成空中交通状况、地形图、气象图等图形信息。图5 是这类应用软件在掌上电脑上显示的交通状况图例。
美国的ADS-B发展计划是2002年制定的。近年来，FAA越来越清楚地认识到："ADS-B是下一代 航空运输系统（NGATS）的基础。事实上，没有ADS-B也就没有NGATS"美国联邦航空局长马里恩 布兰奇，2006年5月在克利富兰城市俱乐部讲话时这样说。FAA计划2014年之前在美国本土安装400套ADS-B地面站设备，与此同时将停止使用125套在用的ATC雷达系统。
布兰奇还预言： ADS-B技术不仅在近期，而且在未来相当长的一段时间里将影响通讯、导航和监视系统。这场ATC系统的彻底变革将会使空中交通容量在20年里翻三番。
本文作者： 民航华东空管局 王鲁杰