王首清

摘 要：我國是一個(gè)地域遼闊、地形復(fù)雜的國家，航線的跨越性較大。采用普通的雷達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)航線處在西部山區(qū)，雷達(dá)的探測效果就會大打折扣，對于航線以及空域的管控效率都會有所下降。而ADS-B技術(shù)的發(fā)展，為解決這一問題提供的更為有效的技術(shù)支持。而在日常使用過程中，ADS-B系統(tǒng)難免會出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，影響飛機(jī)正常飛行，帶來安全隱患。為此，本文將依據(jù)日常維護(hù)經(jīng)驗(yàn)對常見的典型故障進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：ADS-B;故障分析;通航飛機(jī);GDL90

中圖分類號：V243 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著我國民用航空業(yè)的不斷發(fā)展，到2020年我國民航空中交通流量將達(dá)到2010年的3倍以上，年起降架次將超過1 500萬。雷達(dá)等傳統(tǒng)監(jiān)視技術(shù)及其布局、數(shù)量將難以滿足日益增長的航空運(yùn)輸需要。如今加快推廣應(yīng)用ADS-B是我國由民航大國向民航強(qiáng)國邁進(jìn)，建設(shè)新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。而早在2005年7月，作為試點(diǎn)的中國民航飛行學(xué)院就引進(jìn)了ADS-B技術(shù)，由此開啟了ADS-B技術(shù)在我國航空領(lǐng)域的應(yīng)用，在之后幾年中建設(shè)了多個(gè)地面臺建設(shè)，并在所有飛機(jī)中安裝了使用該技術(shù)的機(jī)載設(shè)備。方便了塔臺對于飛機(jī)的監(jiān)控與管制，提高了空域的利用率。

1 ADS-B概述

ADS-B是廣播式自動相關(guān)監(jiān)視的英文縮寫，它自動地從相關(guān)設(shè)備中獲取參數(shù)，從而向其他飛機(jī)與地面站廣播飛機(jī)的高度、位置、速度、識別信號等信息，從而使管制工作人員可以更加清楚直觀的了解到飛機(jī)的信息，并對其進(jìn)行監(jiān)視。機(jī)載ADS-B應(yīng)用功能可分為發(fā)送（OUT）和接收（IN）兩類。

ADS-B OUT 是指航空器向外發(fā)送信息。機(jī)載發(fā)射機(jī)以一定周期（每秒2次）發(fā)送航空器的各種信息，包括：航空器識別碼、位置、高度、速度、方向和爬升率等。OUT 是機(jī)載ADS-B 設(shè)備的基本功能，需要具備充分的監(jiān)視數(shù)據(jù)提供能力、報(bào)文處理（編碼和生成）能力、報(bào)文發(fā)送能力。只要相關(guān)機(jī)載電子設(shè)備正確安裝且正常運(yùn)行，ADS-B OUT系統(tǒng)一般無需飛行機(jī)組干預(yù)即可自動工作。

ADS-B IN是指航空器接收其他航空器發(fā)送的ADS-B OUT信息或地面服務(wù)設(shè)施發(fā)送的信息，為機(jī)組提供運(yùn)行支持。ADS-B IN的一個(gè)典型應(yīng)用是機(jī)組通過駕駛艙交通信息顯示設(shè)備獲知其他航空器的運(yùn)行狀況，從而提高機(jī)組的空中交通情景意識。

2 ADS-B機(jī)載設(shè)備組成部分

目前飛行學(xué)院訓(xùn)練飛機(jī)機(jī)隊(duì)所搭載的ADS-B系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)鏈有兩種。一種是172 R型和PA44-180型等飛機(jī)上所加改裝的ADS-B系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的核心機(jī)載設(shè)備的是 GDL90通用收發(fā)機(jī)，GDL90通用收發(fā)機(jī)由美國Garmin公司生產(chǎn)，內(nèi)置GPS接收機(jī)和數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)瞻l(fā)機(jī)。在ADS-B通用收發(fā)機(jī)的后面板上共有P1、P2、P3、P4、P5五個(gè)接口，用于輸入輸出數(shù)據(jù)和接入電源[1]。GDL90中的數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)瞻l(fā)機(jī)采用UAT數(shù)據(jù)，工作于單一寬帶信道，設(shè)計(jì)頻率為978 MHz，利用P4和P5接口與安裝于飛機(jī)上部和下部的收發(fā)機(jī)天線相連，收發(fā)廣播信息[1]。由飛機(jī)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)通過429數(shù)據(jù)總線，為GDL90提供氣壓高度數(shù)據(jù)，也可使用單獨(dú)的高度編碼器。GDL90可將接收到的數(shù)據(jù)通過GIA63處理后在飛機(jī)MFD上進(jìn)行顯示[2]。

另一種ADS-B系統(tǒng)通信的數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)? 090 MHz的S模式應(yīng)答機(jī)擴(kuò)展電文數(shù)據(jù)鏈，它是將應(yīng)答機(jī)（ATC）與ADS-B系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)集成在同一個(gè)Garmin設(shè)備（GTX345）內(nèi)，并且它們使用共同的天線來收發(fā)信號，電源開關(guān)也由應(yīng)答機(jī)開關(guān)控制，無法單獨(dú)控制。它所有數(shù)據(jù)信息均來自Garmin系統(tǒng)的各個(gè)部件。同時(shí)它也可將接收到的信息通過GIA63處理后顯示在MFD或PFD上。

3 機(jī)載ADS-B典型故障

日常飛行訓(xùn)練過程中遇到ADS-B故障主要是978 MHz的ADSB系統(tǒng)的故障，具體的現(xiàn)象有下列幾種：

第一是飛機(jī)在MFD地圖頁面顯示黃色TRAFFIC FAIL警告信號，顯示器上沒有其他飛機(jī)顯示，塔臺和其他飛機(jī)也收不到該機(jī)的信號。

第二是飛機(jī)上無任何故障警告信息顯示，同時(shí)在地圖頁面可以接收并顯示他飛機(jī)信號，但是塔臺和其他飛機(jī)接收不到該機(jī)的信息。

對于這兩種情況最為常見，其首先可能的原因是由于GDL90收發(fā)機(jī)出現(xiàn)故障，或者是天線和同軸電纜沒有接好。首先在GDL-90 收發(fā)機(jī)面板上有6個(gè)發(fā)光二極管，通過這些二極管的狀態(tài)，可以了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)[3]，判斷GDL90的故障情況（參考表1），同時(shí)也可以通過GDL90地面維護(hù)接口連接至電腦用軟件使用相應(yīng)的指令可對GDL90設(shè)備進(jìn)行自檢和對它的數(shù)據(jù)收發(fā)情況進(jìn)行監(jiān)控，來判斷問題存在的原因（參考表2），例如，GDL90收發(fā)故障、GPS信號故障、GDL90數(shù)據(jù)存儲模塊故障等都可以被檢測出來，通過更換相應(yīng)的故障單元可排除該類問題。

其次，GDL90作為一個(gè)加裝系統(tǒng)接入到G1000系統(tǒng)，它需要在GIA63二部上進(jìn)行軟件和構(gòu)型的裝載和配置。如果GDL90的軟件和構(gòu)型配置不正確或者GIA63二部出現(xiàn)故障也會導(dǎo)致ADS-B沒有目標(biāo)顯示。

然而，有些時(shí)候上述故障現(xiàn)象會斷斷續(xù)續(xù)反復(fù)出現(xiàn)。多數(shù)情況是線路問題，由于某處線路磨損或是某些接頭處松動，在飛行過程中由于振動原因使得接觸不良或者短路，造成故障現(xiàn)象斷斷續(xù)續(xù)時(shí)有時(shí)無。這時(shí)我們應(yīng)該認(rèn)真檢查系統(tǒng)的線路有無磨損，接頭有無松動，天線有無積水、老化、腐蝕等現(xiàn)象。

第三是在某一些固定區(qū)域飛機(jī)ADS-B信號會丟失或某些特殊的天氣條件下ADSB信號失效。如果是所有飛機(jī)在固定區(qū)域出現(xiàn)ADS-B信號消失的情況可以考慮是附近地面有干擾設(shè)備，曾遇到過這種情況，飛機(jī)在進(jìn)近過程中ADS-B信號集體消失，后查明原因是附近的某單位的設(shè)備對其造成干擾，關(guān)閉干擾源后恢復(fù)正常。同時(shí)某些惡劣的天氣也會對ADS-B系統(tǒng)造成一定的影響。若UAT天線的性能下降，會使得發(fā)射功率不夠，發(fā)射信號弱等都會導(dǎo)致飛機(jī)信號丟失。

第四是塔臺接收不到的飛機(jī)高度信息或高度誤差過大甚至高度信息出現(xiàn)負(fù)值。出現(xiàn)誤差的基本是單獨(dú)加裝的高度編碼器的飛機(jī)，這種高度編碼器的誤差值可通過其自身調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行調(diào)節(jié)。ADSB系統(tǒng)本身允許高度信息存在著一定的誤差值，但對于超出可接受范圍的誤差值我們需要調(diào)節(jié)它的高度編碼器。對于無法調(diào)節(jié)至范圍內(nèi)和出現(xiàn)負(fù)值的高度編碼器則需更換。偶爾也會存在地面塔臺接收設(shè)備故障造成信號不正確。

4 日常維護(hù)注意事項(xiàng)

雖然GDL90通用收發(fā)機(jī)不需要做定期檢查維修工作，其內(nèi)置電池壽命可以達(dá)到10年，日常維護(hù)工作負(fù)荷較小，但是在維護(hù)過程中我們需要注意以下幾點(diǎn)：（1）由于GDL90加裝在后行李艙，在取放行李和尾部行李艙進(jìn)行其他維護(hù)工作時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，防止撞到GDL90機(jī)器及后部線路。（2）在更換天線后要做好GDL90收發(fā)天線和GPS天線的密封防水工作，天線密封不好，清潔工作不到位等，都會造成雨水油污等聚集在天線內(nèi)部對其造成腐蝕，以及外部的物理損傷都會造成天線的性能下降。（3）GDL90作為后期加裝設(shè)備，部分線路的走線方向、固定捆扎并非十分合理，線路防止磨損的措施要做好，避免造成短路、短路等情況。（4）在系統(tǒng)軟件方面，我們更換G1000系統(tǒng)的部件以后特別是二部GIA63，或者重新裝載G1000系統(tǒng)軟件和構(gòu)型后，都需要對GDL90 進(jìn)行系統(tǒng)和構(gòu)型進(jìn)行正確的裝載和配置。（5）GDL90 安裝后座中有一個(gè)飛機(jī)專用APM模塊來記錄和存儲GDL90的構(gòu)形信息，因此如果更換GDL90后是不需要對它重新設(shè)置構(gòu)形的，但是如果更換的了APM模塊，則需要對GDL90重新編程構(gòu)型。

5 結(jié)束語

ADS-B作為一個(gè)重要導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)，有效的提高了空域資源的利用率增加了安全性。但在日常使用過程中難免會出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象，通過借鑒和參考一些維護(hù)經(jīng)驗(yàn)可以減少或避免某些故障的發(fā)生，以及可以快速的診斷出故障原因，節(jié)約排故時(shí)間，提高飛機(jī)的利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]向淑蘭，周躍飛，劉偉.ADS-B系統(tǒng)中GDL90通用收發(fā)機(jī)故障分析與排除[J].航空維修與工程，2009（3）：58-59.

[2]肖青.一種基于GDL90的ADS-B機(jī)載設(shè)備的研究[J].甘肅科技縱橫，2014（12）：31-32+42.

[3]何曉薇，張光明，任娜.基于UAT數(shù)據(jù)鏈的ADS-B機(jī)載設(shè)備的安裝及維護(hù)研究[J].航空維修與工程，2009（5）：55-57.