ADS-B技術在通用航空的發展前景

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【摘要】隨著國內低空空域的開放，新疆地區通用航空飛行量增長迅猛，而現階段新疆地區的空管監視設備無法為其提供完善的監視、情報等服務。本文通過分析新疆區域通用航空的基本概況，及新疆地區空管監視技術的發展和應用情況，提出利用ads-b監視技術為通用航空提供監視服務，并對通用航空在新疆區域的未來發展進行了展望。

關鍵詞：通用航空；ADS-B；監視技術

通用航空是民用航空業的一個分支，包含的內容繁多，涵蓋了用于客、貨運輸的定期航線飛行以外的所有民用航空。其特點是飛行高度范圍比較低，一般集中在高度3000米以下的低空空域。通用航空作為新興產業，在我國國民經濟中的地位日益突出，已成為發展區域經濟和改善民生的領導型帶動型產業。目前受制于我國低空空域嚴格的管理制度以及低空導航和監視技術的制約，我國通用航空的數量遠不能滿足日益增長的行業需求。由于新疆區域受到地形、自然環境影響，長期以來無法實現雷達信號覆蓋，低空管制區域的監視更是缺少有效的手段，成為制約通航業務發展的瓶頸因素之一。

一、ADS-B技術簡介

廣播式自動相關監視系統（ADS-B）是利用空地、空空數據通信完成交通監視和信息傳遞的一種航行新技術。ADS-B（AutomatiDependentSurveillance-Broadcast)是航空器或者在飛行區運行的車輛定期發送其狀態向量和其他信息的一種功能。ADS-B包含了以下幾層含義：自動（Automatic）：數據傳送無需人工干預；相關（Dependent）：航空器的設備決定了數據的可用性，數據發送依賴于機載系統；監視（Surveillance）：提供的狀態數據適用于監視的任務；廣播（Broadcast）：采用廣播方式發送數據，所有用戶都可以接收這些數據。ADS-B系統包含機載和地面設備兩部分，機載設備以GPS進行實時定位后，以1秒的時間間隔把飛機的位置、速度、高度等信息向外廣播，其周圍的飛機和地面基站都能收到這些數據。同時，本航空器也能接收到其他航空器的相關數據。ADS-B(AutomaticDependentSurveillanceBroadcast廣播式自動相關監視)，是指無須人工操作或者詢問，可以從相關機載設備獲取參數并向其他飛機或地面站報告飛機的位置、高度、速度、航向、識別號等信息，從而使管制員對飛機飛行狀態進行監控(如圖1)。與雷達技術相比，ADS-B能夠提供更加實時和準確的航空器位置等監視信息，建設投資只有前者的十分之一左右，并且維護費用低，使用壽命長。使用ADS-B可以增加無雷達區域的空域容量，減少有雷達區域對雷達多重覆蓋的需求，有效地解決偏遠、低空地區相關設備部署的問題，大大降低空中交通管理的費用。ADS-B還可以為航空器提供交通信息，傳送天氣、地形、空域限制等飛行數據信息，使機組更加清晰地了解周邊的交通情況，提高情景意識，并可用于航空公司的運行監控和管理，為安全、高效的飛行提供保障。

二、新疆區域通用航空的基本概況

隨著“一帶一路”倡議的實施，新疆地區迎來了新的發展機遇。2019年新疆實現地區生產總值（地區GDP）13780億元，同比增長6％左右，第三產業對經濟的貢獻率超63％。接待游客歷史性突破2億人次、實現旅游收入超3400億元（人民幣）。2020年，新疆將支持各類市場主體平等參與旅游市場開發，旅游業發展勢頭強勁，新疆獨特的區位優勢和豐富的旅游資源，為發展通用航空業提供了廣闊的市場和發展潛力。在農業生產方面，新疆作為國內農業大省和產棉基地，對通用航空的需求十分巨大。通過通用航空可對農作物實施葉面施肥、化學調控和脫葉劑脫葉、生長監控等作業，可以有利于對農作物的生長過程實施科學管理，提高農產品的品質以及減少自然災害天氣對農作物的影響，達到科學管理的目的。在能源方面，新疆是國家西氣東輸的重要產能基地，通過直升機可完成長距離的管線巡護任務，是保障能源戰略通道的重要手段。新疆區域內通用航空還肩負著森林防護，飛播草籽，滅鼠滅蚊，人工影響天氣以及搶險救災等重要任務，對通用航空需求將愈來愈大。新疆維吾爾自治區人民政府在《關于加快通用航空業發展的意見》中指出：到2030年，將建成200個以上通用機場，基本實現通用航空縣縣通、團團通，覆蓋農產品主產區、重點國有林區、重點產業集聚區、國家級風景名勝區、世界自然文化遺產。建設低空飛行航線網絡，建立完善的低空安全監管及通用航空飛行服務體系，基本實現自治區區域內低空飛行常態化，通用航空年飛行量20萬小時以上。規劃建設5個以上通用航空產業集聚區，并爭取成為國家通用航空發展綜合或專業示范區。同時，培育壯大一批具有市場競爭力的通用航空企業，形成通用航空制造業、通用航空運營業、通用航空服務業協同并進，通用航空與交通物流、工農林業、旅游文化、社會服務相融合的通用航空產業發展新格局。據民航新疆管理局數據統計，2018年，新疆通航企業已增至15家，飛行總量達到91267架次，同比增長36%，飛行累計40108小時，同比增長25%。2020年通用航空產業經濟規模已超過1000億元。在龐大的市場需求以及政府各種利好政策的支持下，新疆區域內通用航空發展迅速。國家戰略、民航強國、新疆發展等多重利好因素疊加，給新疆區域內通用航空發展帶來前所未有的機遇。也迫切需要新技術、新科技為安全運行提供保障。通用航空的快速增長與區域內基礎導航、監視設備保障能力之間的矛盾日益突出，也成為制約通航發展的主要因素之一。ADS-B具備實時提供準確的位置信息的功能，其建設成本只有雷達系統的十分之一，維護便捷，損耗率低、可用年限長。使用ADS-B技術可以確保監視空域更全面死角少，監視更精確。ADS-B技術，是國際民航組織確定的未來主要監視技術，被中國民航局確定為大力推廣的四項航行新技術之一，也是中國民航“十三五”期間主要推廣應用的監視技術手段，十分適合于地域廣闊、地形復雜的新疆地區使用。監視管制并不是僅僅縮小了管制指揮間隔，而是在信號，自動化設備，通訊手段等有保障的情況下，為服務對象提供管制，情報，告警等等一系列服務，體現中國民航“人民航空為人民”的理念，樹立真情服務的意識。

三、新疆地區空管監視技術的發展情況

烏魯木齊管制區管轄空域面積約200萬平方公里，是我國面積最大的管制區。管制區內雷達管制與程序管制方式并存。雷達覆蓋范圍內已實施雷達管制，雷達覆蓋范圍主要在天山以北和烏魯木齊以東的空圖1域內。南疆地區無雷達覆蓋，實施程序管制，飛行特點是飛越航班高度較高，匯聚飛行沖突多；烏魯木齊往返南疆各機場及各機場之間串飛、環飛、直飛內地的航班之間飛行沖突種類多，包括順向穿越、匯聚飛行和相對沖突，在復雜運行情況下采用程序管制方式調配難度較大，進而直接影響空域容量和運行效率。監視技術手段的缺乏導致通用航空的發展更加受到制約。ADS-B技術作為全球民航新技術的主要發展方向，也是我國民航“十三五”期間主要推廣應用的監視技術手段，十分適合于地域廣闊、地形復雜的新疆地區使用。使用ADS-B設備解決南疆地區主要航路航線無監視手段的難題，能夠極大地提高民航安全生產運行效率，有效提高空域利用率，減少時刻浪費，降低各單位成本開支。在民航局、民航局空管局和民航新疆管理局的指導下，新疆地區于2017年8月18日起在烏魯木齊區域AR05、AR06扇區實施ADS-B第一階段試驗運行；2018年1月4日起擴大范圍，在AR02、AR03、AR05、AR06扇區實施ADS-B第二階段試驗運行；2019年10月11日08:00起，在烏魯木齊區域全扇區實施ADS-B正式運行，運行間隔為同高度飛行的航空器之間最小水平間隔不小于10公里，有效的提高了空域的利用率，提升了空管保障安全水平，大大緩解了管制員的工作負荷。ADS-B技術在經濟性、誤差率、監視能力方面均優于傳統的雷達監視服務手段，可以有效地解決偏遠地區相關設備部署的問題。由于新疆地域和管制運行的特點，雷達的規劃建設工作難度大、成本高。與雷達系統相比，ADS-B提供的航空器監視信息更加實時和準確，而建設投資只有前者的十分之一左右。

四、ADS-B技術在新疆區域內通用航空發展的優勢和制約因素

隨著經濟發展，新疆區域內通航發展將迎來了前所未有的機遇，但從通航行業長遠發展考慮，迫切需要完善的航空監視，氣象，情報來保證其飛行安全。ADS-B技術可以為飛機提供地區天氣以及文字性咨詢的飛行服務等，能使通航飛行員以拓展的視距和精確度看到飛行沖突，提高飛行安全水平。就目前新疆區域內的空管監視條件及未來發展趨勢來看，通用航空發展ADS-B技術無疑是最好的選擇。ADS-B技術擁有成本低、精度誤差小、監視能力強的特點，有效解決和避免了傳統監視方式的種種弊端，優越性不言而喻。一是通用航空公司的機隊多為老舊機型，多數航空器未進行相應的技術和設備更新，飛行人員也未經過相應的培訓，在未來實施實現ADS-B監控過程中成為主要的制約因素。航空公司存在老舊機型和低配置機型，這部分航空器可能不具備ADS-B能力，不具備ADS-B能力的航空器在ADS-B空域內運行存在風險。二是廣闊的地域、復雜的地形，增加了監視設備建設難度，但飛機的安全飛行又少不了監視設備的應用。現階段新疆地區ADS-B建設的周期和覆蓋范圍受到一定的局限性，后期需要繼續加大建設力度。五、未來發展趨勢隨著ADS-B技術的不斷發展及新疆區域內ADS-B基站建設的不斷跟進，區域內低空監視覆蓋水平將不斷提高，結合現有的ADS-B站點，將形成較完整的監視覆蓋信號，供管制部門監視指揮。通過應用ADS-B技術，可提升對空監視能力，進而提高安全水平、增大空域容量、提高運行效率。ADS-B技術的蓬勃發展，將會為通用航空更好的提供航空情報服務，并解決通用航空發展急需的監視需求，持續提高通用航空安全保障能力。

參考文獻：

[1]朱良偉.ADS-B在通航監視中的應用[J].中國新通信,2018,v.20(14):120.

[2]李波,翟書穎,李茹,etal.一種采用ADS-B技術的通用航空防撞系統[J].電訊技術,2019,59(01):23-30.

[3]齊雁楠,王興隆,張召悅.基于北斗的ADS-B技術在我國通用航空中的應用[J].航空計算技術,2013(05):24-26.

作者：楊磊 單位：民航新疆空中交通管理局空管中心區域管制中心