ERA ADS―B地面站系统应用分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇ERA ADS―B地面站系统应用分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：广播式自动相关监视（ADS-B）是一种新兴的空管监视技术，是未来空管监视技术发展的主要方向。目前我国ADS-B技术主要作为雷达监视的补盲，主要应用在洋区和山区等边远地区。西沙雷达站作为我国首批ADS-B技术试点台站之一，最先安装和使用了ADS-B地面站设备。本文主要对西沙雷达站使用的era ads-B地面站系统的工作原理及应用情况进行简要介绍。
关键词：ERA ADS-B 地面站 监视技术 应用分析
中图分类号：V24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0024-01
ADS-B是一种基于全球卫星定位系统（GNSS）和空地、空空数据链通信的航空器运行监视技术。它通过广播航空器自身位置的方法，向空中交通管制（ATC）或者其他航空器提供航空器识别信息、位置、高度、速度、方向和爬升率等监视信息。对传统的雷达技术而言ADS-B技术有着建设成本低、定位精度高和刷新率快等方面的明显优点，可用于无雷达覆盖的航空管制盲区，作为类雷达管制监视和雷达补充监视。
1 ADS-B工作原理
ADS-B系统通常由机载信息设备、机载ADS-B收发信机、ADS-B地面站等组成。
机载信息设备一般由CDTI、机载GNSS接收机和其它机载信息源等组成，主要用机自身定位和提供飞行器代码、高度和速度等信息。
机载ADS-B收发信机主要用行器对外广播ADS-B数据信息，接收来自地面站的空中交通情报服务（FIS-B）和飞行情报服务（TIS-B）等信息，同时还能接收来自其他航空器的ADS-B信号用于进行空中识别，保障空中飞行间隔。
ADS-B地面站主要用于接收飞行器广播的ADS-B数据信息，并能将FIS-B和TIS-B等信息发送至飞行器。地面站接收到的ADS-B数据信息可以同其他监视设备的信号通过监视信息处理进行合并，并通过数据融合/转发设备分别送至ATC中心。
2 ERA ADS-B地面站系统组成
ERA ADS-B单机设备分为室外部分和室内部分。室外部分主要由全向接收天线、GPS接收天线和测试信号天线组成；室内部分主要由SSR接收机、GPS接收和诊断单元、测量单元、控制单元、初级供电单元、次级供电单元、风扇单元以及本地监控电脑（LCMS）和远程监控电脑（RCMS）组成。各个组成模块功能如下。
全向接收天线：具有全向特性的信号接收天线，用于接收ADS-B数据信息
GPS接收天线：接收GPS信号作为对接收的ADS-B信号进行时间同步并为ADS-B数据信息打上信号时间标志。
测试信号天线（SQB）：产生ADS-B测试信号，作为设备测试和校准。
SSR接收机：将ADS-B天线接收到的1090MHz射频脉冲串经浪涌组件和带通滤波后进行低噪声放大，并与稳定本振混频后进行对数放大和检波，最后将信号进行视频放大输出至测量单元。
GPS接收和诊断单元（GPSD）：由GPS接收机及检测板组成，产生GPS时间标志脉冲（PPS）送给测量单元，并将GPS数据送给地面接收站计算机，同时还具有检测地面站状态的功能。
测量单元（MUDA1）：负责检测S模式应答、A/C模式应答以及GPS时间标志脉冲（PPS）到达时间（TOA），并进行测量计算。
控制单元Control Unit）：由商用计算机模块及其相关软件组成，负责将原始测量数据处理和压缩生成ADS-B信息并发送给路由器，同时处理和生成系统的相关监控告警信息。
初级供电单元（SPB）：将220V交流电转为设备使用的24 V稳压直流电并提供过流保护。
次级供电单元：将24 V直流电压转换成适合控制单元计算机、测量单元和GPS接收单元用的低电压。次级供电单元还包含了以下模块：24 V输入模块、电源控制模块，+5 V/+12 V输出模块和CPCI供电模块。
风扇单元：3个风扇组成，由下至上给机柜提供直接散热。
本地监控电脑（LCMS）：放置于西沙雷达站，用于对ADS-B设备和GPS状态进行监控和对ADS-B目标查看。
远程监控电脑（RCMS）：放置与三亚凤凰机场航管楼，用于对ADS-B设备和GPS状态进行远程监控和对ADS-B目标查看。
3 ERA ADS-B地面站信号流程
SSR接收天线接收到机载发射机发射的S模式1090MHz信号，通过射频电缆将信号送到SSR接收机，经过SSR接收机处理形成TTL视频信号送至测量单元。
GPS接收天线接收GPS数据并送至GPS接收机，GPSD对接收GPS信号进行检测并将GPS数据送至控制单元，同时产生时间标志脉冲（PPM）送至测量单元。GPSD检测地面站工作状况，并将检测信息送至控制单元。控制单元将接收到的GPS数据信息和检测信息进一步处理并生成系统相关告警信息。PPM送至测量单元后，由测量单元测量出时间标志脉冲的到达时间（TOA），对时间进行校准和确定后，将所接收到的TTL视频信号加上时间标识送至控制单元。控制单元将原始测量数据进行处理并压缩生成标准的ADS-B报告，以Category 021的数据格式发送至ADS-B数据用户。
4 运行期间存在的问题
三亚区管AeroTrac自动化系统引接西沙ADS-B数据与其他雷达数据进行融合显示。在ERA ADS-B运行期间，多次出现ADS-B航迹与多雷达MRT航迹分裂的情况。一种情况为某目标的ADS-B航迹与多雷达MRT航迹一直保持分裂状态，且其ADS-B航迹与多雷达MRT航迹的距离和相对位置较固定 ；第二种情况为某目标的ADS-B航迹与多雷达MRT航迹时而分裂时而融合，这时通常其ADS-B航迹与多雷达MRT航迹之间的距离较近且相对位置不固定。由此可以看出，单一的ADS-B信号并不是十分稳定，单独ADS-B信号航迹目前不能完全替代MRT航迹的功能。因此需要通过增加ADS-B地面站的数量，对各个地面站信号进行的比对选择从而改善整体的信号质量，同时自动化系统的融合算法也是影响ADS-B信号融合的关键。
5 结语
西沙雷达站ERA ADS-B安装至今整体运行平稳，未出现较大故障。随着三亚飞行情报区航班量的持续增长以及中低空开放等空域发展，西沙雷达站近几年将持续加大对ADS-B地面站设备的建设。由此可见，我国ADS-B技术虽然在发展和应用上仍然属于探索阶段，但ADS-B作为未来监视系统的发展方向已是大势所趋。
参考文献
[1] 王哲明.新兴监视技术在三亚区管应用的研究[J].空中交通管理，2008（1）：26-27.
[2] 《System_description》 ERA公司