文/余江帥

ADS-B是廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視技術(shù)，ADS-B系統(tǒng)利用機(jī)載設(shè)備以一定周期廣播式的發(fā)送航空器的各種相關(guān)飛行信息，地面可以建立對(duì)飛機(jī)的連續(xù)監(jiān)視，同時(shí)該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)之間的信息互通，幫助飛行員建立空中交通情景意識(shí)，方便飛行員更好的了解周圍的空域條件，緩解空中交通管理的壓力。

1 ADS-B技術(shù)應(yīng)用概述

ADS-B的應(yīng)用主要分為ADS-B OUT和ADS-B IN兩種。ADS-B OUT即飛機(jī)周期性的廣播相關(guān)飛行信息，地面接收后建立連續(xù)的監(jiān)視。ADS-B OUT應(yīng)用于無(wú)雷達(dá)區(qū)，作為唯一的監(jiān)視源，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視補(bǔ)盲。ADS-B OUT應(yīng)用于雷達(dá)區(qū)，可以作為雷達(dá)監(jiān)視的有效補(bǔ)充，高刷新率和高精度有利于縮小空域內(nèi)航空器的最小間隔標(biāo)準(zhǔn)，提高空域的利用。ADS-B OUT應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的交通監(jiān)控，防止跑道入侵。ADS-B IN可以使飛機(jī)接收對(duì)方的飛行相關(guān)信息，這種交互式的信息共享能大大優(yōu)化飛行的環(huán)境。它可以為飛行員建立空中交通狀況情景，幫助飛行員做出正確的飛行決策，它還可以實(shí)現(xiàn)飛行員對(duì)指定飛行間隔的保持，減輕空中交通指揮壓力，同時(shí)具有ADS-B IN功能的飛機(jī)還可以接收地面發(fā)來(lái)相關(guān)的飛行信息，為機(jī)組獲取飛行運(yùn)行信息開(kāi)拓了新的途徑。

2 ADS-B應(yīng)用存在風(fēng)險(xiǎn)

2.1 1090ES數(shù)據(jù)鏈信道擁塞風(fēng)險(xiǎn)

目前我國(guó)民航ADS-B系統(tǒng)均采用1090ES數(shù)據(jù)鏈，1090ES數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)腔赟模式數(shù)據(jù)鏈發(fā)展起來(lái)的，對(duì)于機(jī)載設(shè)備僅需要升級(jí)應(yīng)答機(jī)的軟件，同時(shí)加裝一條與GPS的連線就可以改造為支持ADS-B功能的飛機(jī)。隨著近幾年硬件的升級(jí)和改造，基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)載設(shè)備ADS-B功能的全面覆蓋。1090ES數(shù)據(jù)鏈和二次雷達(dá)使用的頻率都在1090頻段上，在航路繁忙區(qū)域，容易出現(xiàn)信道擁塞的問(wèn)題，信號(hào)在空中交織，ADS-B地面站無(wú)法完全處理接收到的信號(hào)，出現(xiàn)目標(biāo)丟點(diǎn)情況，導(dǎo)致地面站無(wú)法形成連續(xù)的航跡。

2.2 GNSS定位精度風(fēng)險(xiǎn)

ADS-B系統(tǒng)本身就是基于GNSS才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航空器位置這一關(guān)鍵信息進(jìn)行采集，所以GNSS的完好性是確保位置信息準(zhǔn)確性的前提條件。但是，由于ADS-B本身并不附帶驗(yàn)證功能，所以一旦出現(xiàn)GNSS定位精度不準(zhǔn)確，航空器廣播的自身位置必然存在錯(cuò)誤，將導(dǎo)致地面站接收的位置信息存在錯(cuò)誤，提供給管制員使用的話會(huì)造成錯(cuò)誤指揮，引發(fā)一系列后續(xù)問(wèn)題。同時(shí)由于目前的機(jī)載GNSS依靠的是美國(guó)的GPS系統(tǒng)，一旦發(fā)生某些不可控因素，造成該系統(tǒng)在某些區(qū)域的的人為關(guān)閉，那么也將產(chǎn)生不可預(yù)估的后果。

2.3 潛在的ADS-B目標(biāo)欺騙風(fēng)險(xiǎn)

正常飛行中，飛機(jī)廣播的ADS-B報(bào)文的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性對(duì)飛行安全十分關(guān)鍵，但是由于ADS-B技術(shù)目前的設(shè)計(jì)，還存在潛在的信息安全問(wèn)題。由于ADS-B的廣播性質(zhì)，持有能夠接收1090ES數(shù)據(jù)鏈接收機(jī)的非法用戶可以輕易的接收到相關(guān)飛機(jī)的識(shí)別信息、位置信息、飛行意圖信息等敏感信息。同時(shí)非法用戶可以偽造ADS-B信息，進(jìn)行電子欺騙，還可以對(duì)接收到的信息進(jìn)行記錄，并大面積發(fā)射，干擾地面站的正常接收。這些潛在的問(wèn)題，均會(huì)對(duì)正常的飛行秩序造成嚴(yán)重的影響。

3 ADS-B應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

3.1 1090ES數(shù)據(jù)鏈信道擁塞風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

伴隨著國(guó)內(nèi)民航運(yùn)輸量的日益提高，在繁忙路段，ADS-B信號(hào)和二次雷達(dá)A、C、S模式應(yīng)答信號(hào)在空中交織的情況會(huì)愈加嚴(yán)重。針對(duì)這一情況，可以改善ADS-B地面站接收天線的性能，更多的采用多通道定向天線接收，同時(shí)優(yōu)化ADS-B地面站的解碼性能，提高接收機(jī)的抗交織能力。對(duì)于航路繁忙地區(qū)，還可以增加ADS-B地面站的布點(diǎn)，通過(guò)更多站點(diǎn)的多重覆蓋和信號(hào)融合來(lái)避免目標(biāo)航跡丟點(diǎn)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的連續(xù)監(jiān)視。

3.2 GNSS定位精度風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

目前GNSS定位精度風(fēng)險(xiǎn)的主要是由于某些區(qū)域的衛(wèi)星數(shù)量不足所導(dǎo)致的。同時(shí)在一些衛(wèi)星出現(xiàn)故障或者意外關(guān)閉的情況下也會(huì)出現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)量不足的情況，影響定位的精度。隨著我國(guó)北斗系列導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射，我國(guó)大多數(shù)區(qū)域內(nèi)定位精度都可以得到滿足，目前具有GPS系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)的雙模衛(wèi)星導(dǎo)航接收產(chǎn)品也日益增多，北斗系統(tǒng)在民航上的應(yīng)用指日可待。在現(xiàn)有GNSS情況下想實(shí)現(xiàn)可靠的航路監(jiān)視，就必須建立ADS-B數(shù)據(jù)中心，對(duì)接收到信息的完整度和準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)和雷達(dá)數(shù)據(jù)比對(duì)、依靠報(bào)文時(shí)間戳進(jìn)行TDOA驗(yàn)證等方式，驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性，避免出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

3.3 ADS-B目標(biāo)欺騙風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

由于ADS-B報(bào)文中目標(biāo)位置與ADS-B信號(hào)的方位具有相關(guān)性，可以通過(guò)測(cè)向天線，得到ADS-B信號(hào)的到達(dá)方位（DOA），再和接收到的ADS-B報(bào)文中位置信息進(jìn)行校驗(yàn)，檢測(cè)出目標(biāo)報(bào)告位置與實(shí)際接收到的目標(biāo)DOA是否存在不一致的情況，從而進(jìn)行假目標(biāo)的剔除。利用測(cè)向天線的DOA驗(yàn)證可以有效的解決ADS-B目標(biāo)欺騙的發(fā)生。還可以發(fā)展1090ES數(shù)據(jù)鏈的用戶身份管理和信號(hào)傳輸加密等技術(shù)來(lái)避免大面積目標(biāo)欺騙的發(fā)生。

4 總結(jié)

綜上所述，本文對(duì)ADS-B技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了介紹，同時(shí)就ADS-B應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析并就相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了探討。隨著ADS-B技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用，一定要關(guān)注該技術(shù)在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，并進(jìn)行妥善合理的解決，才能保證ADS-B技術(shù)助力我國(guó)由民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)的騰飛。