ADS-B航空无线电系统研究

ADS-B航空无线电系统研究
摘要：ADS航空系统有着发送和接受的工作模式，经过实现发送和接收的两者密切配合，可以分析空中交通状况情况，为飞行器安全提供保障。

本文主要分析ADS航空无线电系统，对其无线电系统构成、工作模式和应用原理进行分析，在其基础上，探究ADS航空无线电系统功能实现路径，其中就包含了空域状态的监控、语音功能和显示的控制、同频段设备的兼容性。

该研究现已取得显著的成效，可以获取准确的飞行数据，为航空安全提供技术方面的支持。

关键词：航空系统；无线电；ADS-B
前言：ADS-B全称Automatic Dependent Surveilance-Broadcast，是广播式自动相关监视的系统。

这个系统应用，可以自动化获取机载设备的参数信息，不能进行手动的操作。

除此之外，还能够把飞机位置、航向、速度和高度等信息进行实时传输到地面的塔台指挥中心。

应用ADS—B航空无线电系统之后，为管制人员开展工作提供数据为参考依据，实现飞机具体状态监控的目标。

经过监控飞机空中的状态，可以掌握飞行数据的信息，影响到飞行的安全性。

1 系统的简述
1.1 无线电系统的构成
ADS-B无线电系统有着监视和通信的功能，是重要信息系统。

系统构成包含信息源、传输通道、信息处理和显示模块。

经过合理应用 ADS-B无线电系统，帮助管理人员掌握飞机四维坐标，其中包含时间、高度、经度和围堵。

另外，还可以获取相关辅助信息，包含冲撞警报信息、航行轨迹、飞行员的信息、航线的拐点、飞机舱外的温度、风速和飞机识别信息等等。

1.2 工作模式的分析
ADS-B无线电系统主要是有ADS-B IN、ADS-B OUT的工作模式，而ADS-B IN 主要是指飞机在接收其他航空器进行发送的监控信息，进而获取地面服务设备所
发送的指令数据。

ADS-B OUT模式指的是飞机在某一个时间段内，发送位置信息
和其他的信息。

地面的系统经过对机载设备信号数据的解析，可以对空中交通的
实际情况进行掌握，准确定位飞机所在位置，这个模式和雷达作用是类似的。

ADS-B系统中的OUT和IN功能以数据链通信技术为基础，在当前1090ES数
据链在民航通信和监控系统中得到广泛应用，受到国际民航组织认可。

本系统就
把1090MHz作为下行传输的频率，选择ADS-B接收机为主要数据进行接收装置，
把飞机发送的信息进行传输至显示系统中。

1.3应用原理简述
ADS-B系统功能实现方法是机载设备与地面的设备，机载设备包
含ATC应答机、MMR接收机、ADIRU、TCAS计算机与数据链等。

应答机功能则是
收集相关的参数，做好数据的记录和整理工作，把完整的数据经过数据链传输至
地面的基站和飞机广播系统中。

MMR接收机借助导航卫星，将危机所在位置信息
和速度信息进行准确的传递到ATC。

而ADIRU计算机可以向应答机提供飞机高度、飞行时间和经纬度的信息。

TCAS计算机是用于1090MHz扩展电文数据链的接收和
分析，协助地面指挥站，将其OUT信号进行显示在驾驶舱的内部。

2对ADS-B航空无线电系统功能的研究
2.1空域状态监控
该系统采用ADS-B IN监测技术获取空域状态信息，包括飞机的位置和航向信息，具有较高的精度。

根据以往的经验和数据库参数，其精度可达10m。

通过上述数
据信息的应用，还可以为飞机提供更广泛的态势感知信息，并具有更高的灵敏度。

ADS-B IN监控系统以可靠的数据信息为基础，以更大的监控容量和更远的距离满
足基本的监控和通信需求。

通过相关无线电系统的应用，可以获得可靠的数据。

同时建立数据库，实现空域条件的有效采集。

通过ADS-B OUT接收广播消息，可以获得飞机的经度、纬度、高度、速度和时间
等信息。

为了保证飞机位置信息的可靠性，将获得的最新信息与数据库的历史信
息进行比较。

其他信息主要采用TCAS算法来实现计算。

在空域状态监测过程中，还建立目标范围内的航迹信息系统，实时分析空中交通状况，分析飞机的速度、
航向等信息数据，建立数据模型，了解飞机是否存在安全威胁。

此外。

ADS-B无
线电监控系统的使用，可以增加地面对飞行器的监控能力，拓宽监控范围，有利
于相关人员掌握安全预警信息，做好调度指挥工作。

2.2语音抑制功能与显示控制
根据RTCA/DO-185B文件，飞机降落时机载无线电的高度不应超过900英尺。

但是，在实际起飞过程中，当无线电的最大高度不超过1100ft时，空
域监测系统的RA报警功能将被抑制。

在运行过程中，监控系统可以对参数进行
控制，进行相关技术分析，并及时将异常值反馈到控制中心。

在这个过程中，终
端设备上会显示空域内的目标信息和RA告警信息。

相关人员可以结合设备的报
警信息，对飞机的目标态势图进行分析，从而实现相关设备的自检测功能，保证
数据显示的可靠性。

还需注意在不发送查询信号的情况下，系统仍然可以掌握被动接收的ADS信号信息，完成对整机周围ADS- b OUT信息的监控。

在相关技术的应用中，可以通过
建立方位角-距离模型和高度模型来完成碰撞和冲突区域的划分。

同时，根据机
载ADS-B系统完成对目标飞机速度、航向、转弯速率等运动轨迹的模拟。

参考相
关数据模型。

如果预测结果显示存在碰撞风险，则发送告警。

当目标飞行器进入TA区域时，显示系统会发出报警信息，同时播放语音提示。

当目标飞机进入RA
区域时，显示系统根据垂直方向发出警报。

2.3同频段设备兼容
现阶段，空域态势监测系统取消了疑问句传输功能，即使机载设备处于无线电静
默状态，也能对目标进行有效监测。

与传统的空中避碰系统TCAS相比，ADS-B系
统不再属于电磁发射设备，因此不会对同频段的其他设备造成干扰，兼容性强。

ADS-B航空无线电系统在同频段设备发射信号时，通过消息解释完成对无关信号
的识别，并进行丢弃处理，在很大程度上解决了同频段设备之间的信号干扰问题。

在特定应用中，当其他干扰设备发出大功率干扰信号时，ADS-B系统会设置最小
损耗电阻，防止设备受到同频段信号的干扰，降低设备模块异常报警的风险。

结束语：
结合以上分析得知，ADS-B无线电系统应用很重要，经过落实空域状态的监控、语音抑制功能和显示的控制，关注同频段设备兼容性，有效的发挥出系统通
信和监控的功能。

在对以上技术合理应用后，帮助机场的调度人员对飞机所在位
置信息等的掌握，增加航班动态化信息的掌握能力。

在日后，随着通信技术不断
发展，在航空无线电系统中，其无线电系统的功能日益完善，为我国的航空安全工作开展奠定基础。

参考文献：
[1] 李景春,王晓冬,杨文翰,等.利用飞机散射信号定位地面干扰源[J].中国无线电.2017,(11).55-56.DOI:10.3969/j.issn.1672-7797.2017.11.041.
[2] 阎芳,马赞.广播式自动相关监视系统适航要求和位置质量指标要求研究*[J].航空维修与工程.2013,(4).86-89.DOI:10.3969/j.issn.1672-
0989.2013.04.036.
[3] 张晓云.一种基于ADS-B的民用航空无线电监测方法研究及其分布式系统实现[D].2019.
[4]赵碧峰,周紫阳,曹永贵.基于ADS-B OUT数据的航空器GNSS干扰定位告警系统构建[J].中国无线电,2021(7):3.
[5]曹琳,李文军,刘少龙,等.基于射频捷变收发器的ADS-B系统算法仿真及设计[J].航空计算技术,2020,50(4):4.
[6]赵峰,吴继春,孙伟,黄倩,汤凌云.航空无线电干扰分析与应对措施[J].中国新通信.2019(08):40-43.
[7] 段煜,海灏.一种ADS-B地面站自动测试系统的设计与实现[J].电子世界.2018,(14).
[8] 索国伟,王金锁,郭荣华,等.ADS-B数据报文采集与解析系统的设计与实现[J].电子技术应用.2018,(9).DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.180959.
[9] 咸儆醒,李航宇,黄立星.ADS-B地面站测试与评估平台的设计与实现[J].信息化研究.2019,(2).。