ADS-B（广播式自动相关监视）系统是目前国际民航组织全球推广的航空器监视技术，安装ADS-B发射设备的航空器可自动广播本身经纬度、速度、高度呼号、意图高度等运行信息，具备定位精度高、应用成本低、覆盖范围广、数据自动传送等优势。

一、技术原理

1.ADS-B系统原理

ADS-B系统由地面、机载、星载和数据链路四部分构成（如图1所示）。根据信息相对于航空器的传输方向，机载ADS-B设备可以分为ADS-B OUT（发射）和ADS-B IN（接收）两种模式。机载ADS-B设备通过机载GPS和北斗卫星导航等设备来获得本机的精确位置信息，通过飞行管理计算机和机载惯导、气压高度表等系统获得航空器的速度、高度和航姿等信息，并依据协议将这些信息转换成数字信息，通过ADS-B OUT向机外实施广播。当广播作用距离内有地面站时，可以利用1090MHz扩展报文（1090ES）和978MHz通用访问接收机（UAT）等数据链通过视距传播至地面站；当有效作用距离内无地面站覆盖时，可通过星载ADS-B载荷通过星地链路转发至地面站，地面站接收解析后输出目标的点迹和航迹，通过地面网络发送至空管中心、航空公司等监管部门，实现对航空器的定位监视。除地面站外，作用距离内装有ADS-B IN设备的其他航空器也可接收到上述广播信息和地面站发送的航行情报信息，为飞行员提供空中交通运行态势和航路情报。

图1 ADS-B系统组成示意图

2.ADS-B技术优势

ADS-B技术的水平定位精度达到10米量级，数据更新速率最快为0.5秒/次，地面站的建设成本仅为二次雷达的十分之一，且站点布局灵活能够实现更广空域监视，维护成本低，使用寿命长，适合部署在高原、山区等一次、二次雷达无法覆盖的偏远地区。ADS-B的高精度、高更新率、灵活部署优势能够满足对高空航路、终端管制区域以及机场场面的空地一体化监视需求，应用于空中交通管制可减小航空器的间隔标准、优化航路设置、提高空域容量，应用于飞行员驾驶舱可提高飞行员的情景意识、提升航空运行安全裕度，总体来看将有助于提升航空运行综合保障能力、空域容量、运行效率及飞行安全性。

二、国内外应用现状

1.国外应用现状

国际民航组织于第十一届航行大会确定ADS-B技术为全球新航行技术的主要发展方向。欧美等发达国家已制定本国本地区ADS-B实施规划，建立相关的规章和标准，开展验证与应用。美国联邦航空局（FAA）已经在阿拉斯加、墨西哥湾和夏威夷等地区推广应用以ADS-B技术为核心的监视系统，并取得了初步成效，而在美国本土则侧重于ADS-B与二次监视雷达结合。根据FAA公布的ADS-B长期规划，2020年之后所有美国的航空器都应具备ADS-B OUT功能，在此基础上逐步推进ADS-B IN功能。欧洲是ADS-B技术的发源地，2004年欧洲空管（EUROCONTROL）发布了欧洲实施新航行技术的政策，力图发展雷达、ADS-B、广域多点定位（WAM）等相结合的综合监视系统，并计划从2020年6月开始全面实施ADS-B OUT监视运行。

2.国内应用现状

我国民航高度重视新航行技术的应用与实施，不断加强ADS-B技术研究与应用。在技术政策与规章标准制定方面，2012年中国民航总局发布了《中国民用航空ADS-B实施规划》制定了监视技术应用政策。在机载设备加改装方面，目前我国民航在册运输航空器1900余架，部分已完成1090ES ADS-B OUT机载设备加改装，在册通用航空器1100余架，除部分用于航空教学训练的航空器已完成UAT ADS-B机载设备加改装外，1090ES ADS-B机载设备加改装工作正在稳步推进。在ADS-B试验和验证方面，已经在西部高原地区实施了B213航路（成都-拉萨）ADS-B试验工程和试验运行，并缩小了航路间隔；在B330成都-九寨航路、南中国海开展了ADS-B试验验证工作，为我国民航在地面站建设、数据传输、数据处理、管制运行等方面积累了经验。国内工业界也在积极开展ADS-B技术研究和产品研发，已具备机载设备的产业化能力。

三、ADS-B数据报文

ADS-B地面站接收航空器广播的ADS-B信号后，经过一系列处理将获得目标的运行信息，并将信息封装成标准的ASTERIX CAT021格式报文输出至显示终端，该格式最早版本V0.10由欧洲航空安全组织于1999年12月发布，目前已经更新至V2.5，其包含的航空器运行状态典型数据项如下表1所示。

表1 ADS-B报文典型数据项

数据项代码

信息

长度（字节）

I021/161

目标编号

2

I021/130

WGS-84坐标系位置

6

I021/150

空速

2

I021/151

真实空速

2

I021/080

目标地址

3

I021/140

几何高度

2

I021/230

侧滚角

2

I021/145

气压高度

2

I021/152

磁航向

2

I021/200

目标状态

1

I021/155

气压垂直速率

2

I021/157

几何垂直速率

2

I021/160

地向量

4

I021/165

转向速率

2

I021/170

目标识别

6

I021/020

发射器类型

1

I021/220

气象信息

1+

I021/110

航迹意图

1+

I021/008

飞机运行状态

1

基于上述运行数据，显示终端将以携带标牌的航迹显示监控范围内航空器的运行态势，如下图2所示。

图2 基于ADS-B的航空器运行态势显示示意图

四、ADS-B的数据安全问题

基于上述分析可知ADS-B具有广阔的应用前景，其采用开放、共享的广播式架构，极大地促进了商业应用。全球民航界都在大力推广ADS-B的应用，美欧已强制民航飞机实施加改装，我国也在加速推进ADS-B系统的建设与应用。但由于ADS-B的协议公开且未加密，同时也带来了数据安全方面的问题，采用简单的无线电设备就可以接收并解析飞机的身份、位置、速度、高度、航向等关键的运行信息。目前，国内外有多家生产ADS-B地面接收设备的公司，将大量设备出售给了航空爱好者，例如flightradar24就是由航空爱好者建立的基于ADS-B向全球用户提供实时的航班信息数据的应用。能够公开广播的ADS-B数据本身是不涉密的，但是如果落入别有用心的蓄意监听者手中，海量数据的叠加很可能为航空运行带来风险。因此，一方面呼吁广大航空爱好者共享数据要有界限，切记不可公开可能泄露国家秘密的信息。另一方面，我国民航以及安全部门也需要尽快完善监管政策，针对ADS-B存在的信息安全问题开展技术层面的攻关，同时实现精准的数据管控。

（航空工业发展中心陈蕾）

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