现代空中交通管理广播式自动相关监视系统36页PPT
广播式自动相关监视
ADS-B IN
✓ 航电设备接收其他飞机发送的ADS-B OUT 信息 ✓ 满足空对空应用的要求
如：增强情景意识，保障空中间隔, 等等
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ADS-B组成
❖ADS-B OUT
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、位置、 高度、速度、方向和爬升率 等。地面通过接收机载设备 发送的ADS-B OUT消息，监 视空中交通状况。
广播式自动相关监视 （ADS-B）
内容提要
ADS-B系统介绍 ADS-B的应用 国外ADS-B的发展和应用情况 我国ADS-B的应用情况
我国ADS-B政策及规划
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内容提要
ADS-B系统介绍 ADS-B的应用 国外ADS-B的发展和应用情况 我国ADS-B的应用情况
我国ADS-B政策及规划
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ADS-B系统介绍
1090 ES ：全球通用 UAT 和VDL-4：局部地区
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ADS-B组成
❖ADS-B信息处理与显示
▪ 信息处理：飞机位置信息的估计、跟踪、报告 以及其他辅助信息的获取预处理。
▪ 信息显示：在地面站以伪雷达的画面提供给管 制员，在飞机上由CDTI等提供给飞行员。
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ADS-B组成
❖ADS-B的扩展功能
❖D －相关(Dependent)：信息全部基于机载数据。 ❖S －监视(Surveillance)：提供位置和其它用于监视
的数据。
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自动相关监视
自动相关监视ADS
❖ 分类：ADS-A/C、ADS-B。 ❖A/C ：寻址式/契约式，通过点对点寻址至签署了
数据接收合同的地面站，是端对端通信。 ❖B ：广播式，以广播方式向全空域发送自身的位置
空管监视系统
现代空中交通管理
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5.4.1 中国民航的ADS系统
新航行系统在海洋飞行区域、内陆飞行区域都定义 了一系列的管制服务程序，如侧向超越、分段爬升、 航路汇聚点导航等。这些管制服务程序的实现是基 于高性能的飞行监视能力和飞行导航能力。在海洋、 内陆荒漠等雷达未覆盖区域，ADS是唯一的监视手 段；在终端区和机场，ADS是SSR有效的补充监视 手段
现代空中交通管理
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5.4.2 军机自动相关监视系统
欧洲及北约意识到美军机已经装备了8.33-KHz 甚高频数据链和Mode S监视系统，军方各个部门也开始急于升级自己的战斗机 欧洲军事专家指出，欧洲航管部门希望到2009年在FL285上使用 CPDLC数据链系统，到2014年之前在各种民航客机上使用这种数据链 系统，出于安全和操作方便等方面的考虑，也将会在一些军事飞机上 装备CPDLC数据链系统 欧洲已在FL245-FL195战斗机上装备了8.33KHz甚高频数据链。2007年 开始在FL195以上的飞机上安装。目前，他们正在审议一项议案，该 议案希望在2009年3月之前完成FL195及以上系列的飞机的改装 总的说来，世界各国在对军机的升级上面广泛使用了民航系统正在使 用的导航、通信和监视手段，发展全球范围内的ATC网络解决通信问 题，并用ADS对军机进行监视
X . 25
X . 25
NIR
数据链网关 －航空公 现代空中交通管理 司 －AT C
E thernet T C P / IP NMDP S
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5.4.1 中国民航的ADS系统
ADS在L888航线上的应用
中国民航总局空中交通管 理局在1998年启动了西部 CNS/ATM航路工程建设 项目
采用了新的导航、监视和 通信的手段：卫星导航和 惯性导航相结合的自主导 航系统，以地空数据链通 信为基础的ADS和 CPDLC技术
广播式自动相关监视(ADS-B)在空中交通管制中的应用
应用Technology ApplicationDI G I T C W 技术192DIGITCW2019.071 A DS-B 技术原理ADS-B 技术将由机载卫星导航设备获得的航空器实时经度、纬度、高度等位置信息将其与三维的信息及其他附加信息相互整合，例如飞行员输入的信息、飞机警告的信息、航线、轨道的转折点等等相互转化和整合，在必要的地点还要设置航空标志、航空信息标志等等，让地面的监控广播可以通过这种方式及时有效的监视航空信息，对其他的航空器来说意味着能够更好地接收地面提供的信息。
除上述基本功能之外，ADS-B 技术还具有广播式交通信息服务和广播式飞行信息服务两项扩展功能。
1.1 A DS-B 监视系统原理ADS-B 系统指的是在飞机运用时可以利用搭载的电子设备对飞机的三维位置、高度、速度等等信息进行全面的整合，通过这种方式整理一些参数，ADS-B 设备的广播速度是速度500ms 一次。
GPS 在接受信号之后需要发射天线，在驾驶舱也要显示有关的信息，可以不借助地面的辅助设备获取信息，就可以全面的进行监视。
ADS-B 设备作为飞机的导航系统，其使用的主要作用是让飞机定位更加准确，还能提升飞机的飞行速度。
机载的飞行设备需要通过广播飞机的具体位置、高度、速度等情况来整理一些参数。
飞机在收集店面的信息数据是需要利用空中的交通监管设备进行整体的监控。
ADS-B 设备需要重点关注飞机的接收数据，根据不同的监管数据信息调整参数，便于空中空中监视和管理。
ADS-B 设备的使用于监控设备和雷达设备是相似的，在使用过程中需要获取飞机的位置信息、飞行参数，还要提供一系列的安装设备信息，通过不同的雷达系统、ADS-B 信息从机载设备中直接获取数据资源。
1.2 A DS-B 监视系统构成（1）地面子系统由地面站、管制工作站和广播式交通信息服务网关组成。
飞机将自身状态参数通过高速数据链自动广播到地面站，在管制工作站生成精确的航迹形态，实现地面管制部门精确的对空监视。
《空中交通管理》PPT课件
空管发展简史
• 灯光和信号弹时代； • 20世纪30年代美国采用无线电管制、目视飞行向仪表飞行过渡； • 1935年随着飞行流量的增大，航线管制应运而生；
空中交通管制发展状况
• 我国空中交通管制体制基本是军事管制体制， 但在民用航路上实施由民航总局统一管制的空 中交通管制体制。
• 20世纪60年代，规定一切飞行由空军统一实施 管制，由各航空部门分别实施指挥
新型航空器首次投入航班飞行前，航空器的 经营人、所有人应当向空中交通管制单位提供航 空器的有关性能数据。
航空器的经营人、所有人或者航空器驾驶员， 应当于飞行实施前一日１５时前，向当地机场空 中交通服务报告室提交飞行预报申请。
抢险救灾等紧急飞行任务，可以不受此限制随 时申请，但应当在得到批准后，方可执行。
上述空中交通服务由空中交通管制单位提供。
• 管制方式
• （一）程序管制
•
空中交通管制员将批准的飞行计划的内容填
写在飞行进程单内。管制员根据预定的飞行计划
和飞行员在飞行中的位置报告，以时间概念通过
计算掌握飞机的位置、高度等信息，并根据航行
规定，以时间为单位来调配飞机之间的间隔，保
持规定的安全时间间隔和高度差，以确保飞机有
码和飞行高度等数据。
一，空中交通服 务
（一）空中交通管制 服务
民航管制单位组织结构
• 塔台空中交通管制室（塔台管制室）； • 空中交通服务报告室； • 进近管制室（终端管制室）； • 区域管制室（区域管制中心、区调）； • 民航地区空管局运行监控室（管调）； • 民航总局空中交通管理局运行监控室（总
• 负责监督、检查本地区管理局管辖范围内的飞行，组织协调本地区管理局管辖范围内 各管制室之间和管制室与航空器经营单位的航务部门之间飞行工作的实施；
现代空中交通管理(PPT课件)
FAA 空管的具体形式：
美国空管系统和防空系统的关系：两个独立的 系统，但关系密切。
联邦航空局航管中心必须按规定的程序将所有 国际飞行计划，传送给北美防空司令部。 防空部门设有防空识别区，对没有飞行计划且 无法识别的飞机，立即派飞机拦截查明情况。
另外，美国总统规定，FAA要保持适当的应变 能力，在战时由国防部接管，成为国防部的一个职 能部门，利用现有的空管手段，全力支持国防部和 指定的军事部门。
美国：空域等级的划分
澳大利亚
1995年，设立了由国家运输与通信部长直接负责四个实 体，即“澳大利亚航空服务”、民航安全局（CASA）、交 通与地区服务部和航空安全调查局（ATSB）。他们主要的职 责是：
“澳大利亚航空服务”：负责空域管理、航空情报、通 信、无线电导航服务、机场救援和消防服务；
CASA：负责航空安全标准制定、飞行员和航空工程师的 执照颁发以及飞机与运营者的认证； 交通与地区服务部：负责为政府在航空政策，调整国家 航路及航空安全方面提供建议；
广域增强系统 （WAAS） 本地增强系统 （LAAS）
监视系统
A／C模式 二次监视雷达 S模式 二次监视雷达 自动相关监视 （ADS－A/C） 广播式自动相关监视 （ADS－B） 在民航中逐步淘汰，主要用于防空
主用系统，带有数据链功能，视距监视
未来的主用系统
依靠卫星导航和数据通信
空中交通管理系统
通信系统
数据链通信 （DataLink）
高频数据链通信（HF） 甚高频数据链通信（VHF） 二次监视雷达（SSR）的S模式 自动相关监视（ADS） 飞机状态监控 情报服务等
航空移动卫星业务 （AMSS）
航空电信网 （ATN）
通信系统
空中交通管理
第四章空中交通管理（Air Traffic Managmant--ATM）空中交通管理的历史：红旗、绿旗——信号灯——无线电空中交通管理的基本任务：防止航空器相撞，防止机场及其附近空域内的航空器同障碍物相撞；保证飞行安全和提高飞行效率(安全有序运行)。
空中交通管理组成：空中交通服务（ATS）、空域管理（ASM）和空中交通流量管理（ATFM）。
第一节空中交通服务一、空中交通服务的目标空中交通服务的主要目的——防止航空器在空中相撞；防止空中航空器危险接近。
二、空中交通服务的组成1、空中交通管制服务（ATCS）：是空中交通服务的主要部分.分为：区域管制服务、进近管制服务和机场管制服务三部分。
2、飞行情报服务（FIS）：由区域管制服务代替完成。
3、告警服务（AS）：当航空器处于危急状态时（处于搜寻和救援状态时，如：发动机故障、无线电失效、座舱失压或遭劫持等），管制单位提供的服务。
三、间隔标准航空器在空中相互距离（时间）的规定——间隔标准。
间隔标准分为：垂直间隔、水平间隔1、垂直间隔：FL290—29000英尺(8850米)，以上：4000英尺(1200米)为一个高度层(高空气压降低,高度表灵敏度变差的原因)以下: 2000英尺(600米)为一个高度层东向是奇数,西向是偶数.2、水平间隔：横向间隔（如：航迹角大于15度）纵向间隔（时间或距离）如：3--5海里四、飞行规则三种规则：通用飞行规则、目视飞行规则、仪表飞行规则。
1、通用飞行规则：保护人身和财物安全、避免相撞、飞行计划、统一时间空管要求2、目视飞行规则：在能见度许可的条件下3、仪表飞行规则：无线电通信和仪表定位第二节空中交通管制服务一、空中交通管制服务组织分为：机场管制服务、进近管制服务和区域（航路）管制服务三种。
责任：对空域中的所有航空器的安全负责移交：一个管制区到另一个管制区的移交：双方管制员的同意，通知驾驶员。
1、机场管制服务由机场管制塔台（在塔台的最上层，塔台管制员）提供服务，目视飞行规则，机场地面监视雷达，在机场范围内。
ADS-B讲义
▪ 通过ITP可以使飞机更多的在其最优高度层上飞行或在顺风 的高度层上飞行，以达到减少燃料消耗和CO2释放
▪ 通过ITP可以尽可能的离开高飞机密度或气流不稳定的高度 层，提高安全性
ADS-B IN
❖M&S(Merging and Spacing)概念
▪ M&S是航路和终端区域中利用新技术和新程序来增强归 并和排序操作
方位和距离显示在平面位置显示器上
二次监视雷达
❖ A/C模式雷达：
只能询问和处理飞机的飞机代码和高度码，高度码和飞机代码均为 12个bit
❖ A/C模式二次雷达的缺陷：
▪ 有效作用区内，应答机均可作近似同步的回答，可能造成显示屏 信号重叠紊乱，同时增加应答机工作负荷
▪ 机动飞行时，由于遮蔽效应，可能造成回波瞬时中断 ▪ 飞机必须要安装应答机，限制了其在某些地区的使用 ▪ 方位精度较差 ▪ 编飞机代码少（4096）
❖M&S的两个阶段示意图
ADS-B IN
ADS-B IN
❖ ABESS阶段
▪ AOC利用ABESS Tool为多条航路上的飞机制定速度和方向 ▪ 保证每架飞机以合理的间隔和顺序到达合并点，为FDMS建立基础
❖ FDMS阶段
▪ 在ABESS结束阶段，ABESS为具备FDMS能力的飞机制定相应的参数， 并上传给飞机
▪ 参数包括：要跟踪的飞机的Flingt ID（TTF）、合并点、需要保持 的距离（SI）
ADS-B IN
❖ 说明：
▪ 此这两个阶段中，ATC的职责不变，仍是空中飞机间隔保持的主要 责任单位。在必要情况下，ATC可以介入，直接引导飞机，修改速 度等以保持间隔。
▪ 为避免AOC和ATC的间隔标准冲突，两个部门每天都需要协调，保 证有一致的间隔标准。
现代空中交通管理(全套)PPT精选文档
通信系统
数据链通信 （DataLink）
航空移动卫星业务 （AMSS）
高频数据链通信（HF） 甚高频数据链通信（VHF） 二次监视雷达（SSR）的S模式
自动相关监视（ADS） 飞机状态监控 情报服务等
航空电信网 （ATN）
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通信系统
数据链通信 （DataLink）
航空移动卫星业务 （AMSS）
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1.2 空中交通管制系统的分类
按照管制手段的不同 程序管制 雷达管制
主要的设备环境是地空通话设备。管制员在工作 时，通过飞行员的位置报告分析、了解飞机间的 位置关系，推断空中交通状况及变化趋势，同时 向飞机发布放行许可，指挥飞机飞行。 飞行计划内容包括飞行航路（航线）、使用的导 航台、预计飞越各点的时间、携带油量和备降机 场等。
航空运输各个单位的互联，计算机系统中进 行端到端的连接和高速数据交换。
管制员飞行员数据链通信（CPDLC），利用 数据通信代替话音通信的ATC通信方式。
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导航系统
全球导航卫星系统 （GNSS）
所需导航性能 （RNP）
广域增强系统 （WAAS） 本地增强系统 （LAAS）
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1.2 空中交通管制系统的分类
按照管制范围的不同 区域管制 进近管制 机场管制
由机场管制塔台提供。主要靠目视来管理飞机在 机场上空和地面的运动。机场地面监视雷达。 范围：航空器在机场管制区的空中飞行；航空器 的起飞和降落；航空器在机坪上的运动；防止飞 机在运动中与地面车辆和地面障碍物的碰撞。较 大的机场塔台把任务分为两部分，分别由机场地 面交通管制员和空中交通管制员负责。
航空电信网 （ATN）
包括话音／数据通信两种方式，它使空中飞 机在任何地方都能与地面进行实时有效的通 信，且在空管中心的实时监视之中。 与机载卫星导航接收机相结合，可提供对飞 机的自动相关监视。
最新广播式自动相关监视(ADS-B)培训课件精品课件
2、对地面设备(shèbèi)的要 求
• 支持 ADS-B 运行服务的空管自动化系统、地面 站等设备应满足 ADS-B 运行性能和功能 (gōngnéng)需求，并获得民航局相关部门开放 运行批复。
第六页，共31页。
3、对航空器的要求(yāoqiú)
• 在实施 ADS-B 运行之前，航空器应满足民航局对 ADSB 相关适航审定的要求，航空器应取得由民航局无线电 管理部门指配的 24 位航空器地址编码(biān mǎ)。航空 器应可以通过机组设置航空器识别信息。
第十三页，共31页。
4、航空器识别(shíbié)
• 在向航空器提供 ADS-B 管制服务前， 管制员应当对航空器进行识别，并保持该识 别直至 ADS-B 管制服务终止。失去识别的， 应当立即通知(tōngzhī)该航空器，并重新识 别或者终止 ADS-B 管制服务。
第十四页，共31页。
主要(zhǔyào)识别方法
第七页，共31页。
4、全球导航(dǎoháng)卫星系统(GNSS)完好 性的要求
• A、实施 ADS-B 管制运行的空中交通管制单位，必 须能获得由主管部门认可的机构(jīgòu)发布的预计 未来某时段 ADS-B 运行区域内的 GNSS 完好性监 测信息。当收到预计未来某时段某些区域 GNSS 完好性可能不满足运行要求的报告时，应当采取相 应的措施来保证航空器之间的安全间隔。在预计 GNSS 完好性不满足要求的时段，空中交通管制单 位应当终止提供 ADS-B 间隔服务。
第九页，共31页。
间隔(jiàn gé)
1、采用 ADS-B 间隔标准(biāozhǔn)的 条件：
• A、ADS-B 可以单独或者结合雷达提供监视服务。 提供 ADS-B 管制服务的监视系统应当保证其稳 定性、可用性和完好性，并能够及时、完整、准 确地接收、处理、显示相关数据；
民航通信导航监视专业介绍幻灯片PPT
一、空中交通管理设备的发展
通信导航 监视
通信 C
导航 N
监视 S
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二、民航通信系统概述(1)
按照《中国民用航空通信导航雷达工作规则》，民航 通信业务分为地面业务通信、场内移动通信、有线电 话通信、地空通信，航务管理通信、对空广播、机要 通信等
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二、民航通信系统概述(2)
边或右边）和角度，引导飞机沿预选航道飞往目的地。
N
N 30°
90° 60° VOR-A 辐射功率与作用距离
✓航路VOR：P=100W， R=200nm； ✓ 终端VOR：P=50W， R=25nm。Page 17
VOR-B
三、民航导航系统概述—DME
机载测距机通过测量脉冲的往返延迟时间，计算出飞机 到测距台之间的视线距离。
天津空管分局现在导航设备布局图
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四、民航监视系统概述
终端区域监视系统 一次雷达PSR、二次雷达SSR、场面监视雷达SMR
航路监视系统：雷达监视、自动相关监视系统
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四、民航导航系统概述—SSR
SSR是高精度的近程脉冲（时间）测距/测向系统，它是构成现代空中交 通管制的重要监视系统。
导航的定义：在各种复杂的气象条件下，采用最有效的方 法并以规定的RNP（所需导航性能）引导航行体（飞机、 导弹、宇宙飞船、船舶、车辆等）以及个人从出发点到目 的地的过程称为导航。
无线电导航指利用无线电技术实现的对航行体的导航（测 距和测向）
无线电导航依据
➢ 1）在同一介质中，无线电波按直线传播； ➢ 2）在同一介质中，无线电波的传播速度为常数； ➢ 3）无线电波具有反射性。 （ 无线电波的上述3个基本特性为测距和测角奠定了基础。）
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：ADS-B能够提供更加实时和准确的航空器位置等监视信息;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;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;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;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。
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。
2.基本原理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：自动（Automatic）：数据传送无需人工干预；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；监视（Surveillance）：提供的状态数据适用于监视的任务；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。
《空管监视系统》课件
利用AI技术辅助管制员进行决策， 提高空中交通管制的科学性和准确 性。
05 空管监视系统的安全与维 护
系统安全策略
物理安全
确保系统设备免受自然灾害和人 为破坏的影响，如地震、火灾、
盗窃等。
数据加密
对传输和存储的数据进行加密， 防止数据被非法获取和篡改。
访问控制
实施严格的身份验证和授权机制 ，限制对系统的访问权限。
提高空中交通效率
通过空管监视系统，空中交通管制员 可以全面了解空中交通状况，合理安 排飞行计划和航路，提高空中交通效 率。
02 空管监视系统的技术原理
雷达技术
雷达技术是空管监视系统中的重要组成部分，用于探测和跟踪飞行器的位置和速度 。
雷达通过发射无线电波并接收反射回来的信号来获取飞行器的位置信息，这些信息 被处理后用于监视和控制飞行器的运行。
雷达技术具有覆盖范围广、精度高等优点，但同时也存在一些局限性，如受天气和 地形影响较大。
通信技术
通信技术是空管监视系统中实 现信息传递的关键技术之一。
通过通信技术，空管中心可以 与飞行器进行实时数据交换， 包括飞行计划、航行指令、气 象信息等。
通信技术要求高可靠性、实时 性和保密性，以确保飞行安全 和防止信息泄露。
数据压缩技术
采用高效的数据压缩算法 ，减少数据传输量和存储 需求，提高数据处理速度 。
数据安全保障
加强数据加密和安全传输 措施，确保监视数据的安 全性和保密性。
AI在空管监视系统中的应用
自动目标识别
利用AI算法自动识别和跟踪航空 器，减轻管制员的工作负担，提
高监视效率。
智能告警系统
基于AI算法实现实时告警和预警功 能，及时发现潜在的安全隐患。