摘要：ADS-B等新技术的运用是当前我国民航发展阶段的一个必然选择，也是有效缓解资源紧张局面、确保飞行安全、提升运行效率的必由之路，对保障民航持续健康发展具有重要意义。
关键词：ADS-B 监视技术 数据链
ADS-B（Automatic Dependent Surveillance – Broadcast）广播式自动相关监视，顾名思义，即无需人工操作或者询问，可以自动地从相关机载设备获取参数向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制员对飞机状态进行监控。它衍生于ADS(自动相关监视)，最初是为越洋飞行的航空器在无法进行雷达监视的情况下，希望利用卫星实施监视所提出的解决方案。
一、ADS-B技术简介
广播式自动相关监视（ADS-B）是一种监视技术，即航空器通过广播模式的数据链，自动提供由机载导航设备和定位系统生成的数据，包括航空器识别、四维定位以及其他相关的附加数据。地面和其他航空器可以接收此数据，并用于各种用途，如在无雷达覆盖地区提供ATC监视，机场场面监视以及未来空-空监视等应用服务。目前，ADS-B一共有三个已经发布的版本（RTCA/ED)版本0（DO 260）即扩展模式S以处理基本的ADS-B交换，添加并定义了TIS-B格式信息，以及上行链路和下行链路广播协议信息。版本1 （DO 260A）即更好地描述了监视准确性和完整性信息（导航精度类别，导航完整性类别，监视完整性级别）以及TIS-B和ADS-B ReBroadcast（ADS-R）的附加参数。版本2 (DO 260B)第二版添加了新的扩展电文格式和协议,加强完整性和准确性报告,添加许多其他参数，以支持第1版未涵盖的ADS-B使用的已确定运营需求（包括支持机场地面应用的功能）,修改几个参数，并删除一些不再需要支持ADS-B应用程序的参数。?版本3 (DO 260C)即将完成标准化。
ADS-B可以分为以下三种种主要模式：
1、ADS-B(out)
用于空地数据链路，空空数据链路，地地数据链路链路，适用DF17。
2、ADS-R
用于不同数据链(仅美国1090ES/UAT)的转发，适用DF17,DF18。
3、ADS-B(in)
用于地空数据链路，空空数据链路，地地数据链路，适用DF18，包含TIS-B，FIS-B，但目前更多的指是AIRB、SURF、VSA、ITP。
二、ADS-B主要技术特点
ADS-B位置消息是广播最为频繁的消息，所以，如果每次广播完整的经纬度信息，对有限的传输带宽是一种极大的浪费。基于1090MHz ES数据链ADS-B采用CPR(紧凑位置报告)编码经纬度信息，这种编码忽略经纬度信息中的高位比特，可以较大程度的压缩下行的数据量。
用于空中的CPR算法，纬度方向的奇偶帧是直接规定6度和360/59度为奇偶帧的纬度宽度，通过同一纬度在奇偶帧中的位置差异可以完整的获得纬度值。经度方向的奇偶帧需要考虑不同纬度下经度圈的长度，设定不同的奇偶经度帧宽度，通过同一经度在奇偶帧中的位置差异，获得经度值。CPR算法存在某些特殊的奇偶帧无法被正常解码的状况，这是由CPR算法的特点决定的。通常无法解码的状况出现在跨越6度的纬度条带附近，在飞机快速穿过条带分界处，出现奇偶帧在不同条带的状况下，发生的概率比较小。为了快速解码，也可以使用有镜像目标出现可能的单帧解码算法。多个位置会对应同一组CPR编码。接收机只接收到单个位置信息，解码后仍不能确定发射机的具体位置。CPR位置编码采用奇格式编码和偶格式编码必须接收到这两种类型时，才能无模糊地确定飞机地址。由于CPR原因，最坏的情况下，ADS-B接收机从发现目标到得到目标准确位置需要10秒左右（空中目标）。如果基站位置确定，可以采用单帧解码算法快速得到目标位置。
机载GPS设备的RAIM基于实时的GPS GDOP值，因此可以预测机载设备在未来时间段内的精度值，如果加上电离层及气象预测，可得到更为精密的预测精度值。非恶意情况下的机载设备位置精度及GPS HAE高度可通过GPS精度指标计算配合机载设备下行NUC值获得。根据公开的GPS精密星历（GPS卫星广播及全球合作的GPS事后精密星历），可以计算不同区域的GDOP值，并可预测下一时间段（在保证精度的前提下，通常可以预测24小时）的GDOP值。
三、数据链
1090ES数据链使用二次应答机下行频率进行地空通信，带宽1M，信息的格式是简单的脉冲位置编码。它不需要在飞行器上额外安装天线/发射机，而是在支持ModeS的二次应答机上加装传输设备，通过应答机的发射机和天线对外广播ADS-B的数据帧。1090ES数据链是完全开放的，没有任何加密措施。1090ES数据链可以支持ADS-B(out)/ADS-B(in)，ADS-B帧长度通常设计为56bit(DF17/18 ME字段)，可以直接封装在ICAO 附件10规定的ModeS(112bit/120微秒）帧内。ADS-B通过不同格式的帧，可以将飞行器各种复杂信息广播出去。
四、结语
近年来，ADS-B技术已切实应用到中国特色的空中交通运行体系中，发挥着实质上的作用，在提升安全水平、空域容量与运行效率上有了很大的提高。