龐震

摘 要：目前，ADS-B是民航空管主推的新技術之一。近年來，部分地區(qū)不斷的推進ADS-B設備的建設、校驗、試運行工作，并取得了良好效果。ADS-B設備不但適用于中西部雷達覆蓋不佳的地區(qū)，在東部繁忙地區(qū)也有很好的應用前景。本文僅針對ADS-B廣播的飛機位置信息與雷達通過單脈沖技術等地面設備定位的飛機位置進行對比，來判斷、消除雷達假目標的可能性進行探討。

關鍵詞：民航；空管；ADS-B設備

1 位置信息的不相關性

要將兩種信息相互校驗，則信息應互不相關。下面簡要介紹ADS-B與雷達輸出的信息，并證明它們的不相關性。

1.1 ADS-B位置信息。與我們熟知的手持GPS類似，機載ADS-B設備接收GPS衛(wèi)星信號，對飛機自身進行定位。獲取WGS-84坐標的經(jīng)度、緯度、高度等信息后，通過1090MHz Extended Squitter（1090ES）等數(shù)據(jù)鏈廣播出來。地面ADS-B接收站接收到1090ES等信號后，將其中的信息解碼，單獨顯示或送至自動化系統(tǒng)融合后顯示在屏幕上，供管制員使用。由原理可知，飛機廣播的自身位置信息均來自于GPS衛(wèi)星。數(shù)據(jù)坐標為WGS-84，表示為經(jīng)、緯度；定位誤差取決于機載設備及民用GPS系統(tǒng)的固有誤差。地面接收設備只負責接收和解碼，在不考慮解碼錯誤的情況下，可認為地面設備對ADS-B位置信息沒有影響。

1.2 雷達定位信息。以單脈沖二次雷達技術為例，目標的位置信息由天線瞄準軸方位、正北、應答信號相對天線瞄準軸位置給出。飛機在接收到雷達詢問后，在規(guī)定時間后完成應答信號的發(fā)射，飛機在雷達定位中不起任何作用。飛機位置的獲取完全由地面雷達設備完成。由原理可知，雷達獲取的目標位置信息為極坐標（ρ，θ），原點為雷達天線中心。定位誤差取決于角編碼器、OBA表誤差等方面，可認為雷達獲取的定位信息與飛機本身沒有關系。

通過以上分析，ADS-B信息與雷達定位信息存在不相關性。

2 對應識別信息的位置對比

要實現(xiàn)同一目標的位置對比，需要選擇合適的目標識別信息。

國內(nèi)雷達目前使用的識別碼主要為A碼。A碼一般以4位8進制數(shù)表示，自動化系統(tǒng)處理時A碼權重最大。S模式雷達可獲取飛機的航班號及24位S模式地址；ADS-B廣播信息中必定含有航班號、24位S模式地址，A碼不一定廣播（取決于機載設備是否符合RTCA DO-260B要求）。與A碼的重復使用不同，分配到每一架飛機的24位S模式地址是唯一的，鑒于以上情況，自動化系統(tǒng)使用24位S模式地址作為目標識別信息具有最大兼容性。若機載設備符合RTCA DO-260B要求，也可用A碼作為識別信息。

3 ADS-B信號的可用性

目前ADS-B的定位信息取自GPS接收機，GPS接收機在輸出定位信息的同時輸出水平保護標準（HPL）作為表明定位信息質(zhì)量和可信度的參數(shù)。HPL是一個以計算出來的位置為圓心的圓的半徑，飛機真實位置以1～10-7的概率落在圓圈內(nèi)，為了減少飛機廣播參數(shù)的數(shù)量和長度，ADS-B機載設備將HPL參數(shù)轉(zhuǎn)換成導航不確定度種類（NUC），對于位置和速度各有一個NUC指標。NUC是一個0～9的整數(shù)，大于等于5可以實施雷達管制。（圖1）

NUC參數(shù)綜合反映了ADS-B定位信息的精度和完好性，基本能夠滿足目前的管制應用。但隨著航空監(jiān)視系統(tǒng)對定位信息精度和完好性的更高要求，RTCA DO 242A標準于2002年提出了導航準確度類別（NAC）、導航完好性類別（NIC）和監(jiān)視完好性級別（SIL）的概念，對定位信息的精度和完好性分別進行描述，不過目前大部分機載應答機還不支持RTCA DO 242A標準。

4 簡單的對比方法

根據(jù)雷達設備參數(shù)和ADS-B誤差范圍來對目標位置進行簡單對比。

對比系統(tǒng)在接收信息并顯示同一目標時，存在以下幾種情況：

①當ADS-B信息中NUC小于5時，認為ADS-B信息不可用，丟棄。此時無法得知雷達信息是否正確，需要其他信息源參與驗證。

②當ADS-B信息中NUC大于等于5時，ADS-B信息可用。

a雷達信息與ADS-B信息基本重合。此種情況下，兩種信息基本重合，可認為誤差在允許范圍內(nèi)，類似于兩部雷達均正確發(fā)現(xiàn)同一目標，目標位置在一個很小的范圍內(nèi)。此時兩種信息可進行數(shù)據(jù)融合以提高精度。

b雷達信息與ADS-B信息存在“一定誤差”?！耙欢ㄕ`差”：是指誤差小于此NUC值下ADS-B誤差與此位置雷達最大誤差（綜合計算距離誤差、方位誤差）之和。

此時NUC大于等于5，ADS-B信號可用。若無其他信息源可供參考時，認為兩種信息均正確，進行融合計算；若有其他信息源（如雷達，多點相關設備等），應引入其信息參與驗證。

③雷達信息與ADS-B信息存在“較大誤差”?！拜^大誤差”： 是指誤差大于此NUC值下ADS-B誤差與此位置雷達最大誤差（綜合計算距離誤差、方位誤差）之和。

此時NUC大于等于5，ADS-B信號可用。以ADS-B信號為校驗基準，雷達信息超出可允許最大誤差，可以認為此時雷達產(chǎn)生的信息錯誤，判斷為雷達假目標。

5 現(xiàn)階段利用ADS-B信號方面的有利/不利條件

本文這種方法以機載ADS-B設備通過校驗，確保廣播信息的真實性和可靠性為前提。

6 結論

ADS-B設備大規(guī)模應用后，ADS-B信息與其他信息源融合使用不可避免。充分利用ADS-B星基定位的特點，降低雷達固有問題導致的假信號數(shù)量，進一步提高自動化系統(tǒng)輸出信號精度和準確性必將成為一個研究的重點。此方法可在確定相關參數(shù)后，用開發(fā)軟件編程模擬。限于篇幅，本文僅提出一個思路。