радио / PDFТеоретический материал ADS-B

Введение

Система автоматического зависимого наблюдения (АЗН) или ADS–B (Automatic dependent surveillance—broadcast) служит для автоматической передачи информации о воздушном судне в диспетчерский центр. Передаются его идентификатор, координаты, направление, скорость, высота и прочие данные от своих бортовых систем.

Ранее, до появления таких систем, диспетчер мог видеть лишь точку на радаре. Этого стало недостаточно, когда самолетов стало слишком много. Система ADS-B является автоматической, т.е. не требует вмешательства пилота или взаимодействия с наземными станциями, однако зависима от оборудования на борту, которое будет собирать необходимую информацию для обмена со станцией и с другими воздушными средствами. Данные о воздушном судне периодически передаются в режиме радиовещания, и любой приемник (на земле или борту воздушного судна) может принять эти данные.

Система ADS-B может служить для уменьшения количества работающих вторичных радиолокаторов, так как позволяет идентифицировать воздушные суда и получать информацию об их местоположении, высоте, а также дополнительную информацию о курсе, скорости, номере рейса и т.д. ADS-B является основой будущей системы организации воздушного движения, строящейся с широким использование технологий спутниковой навигации, цифровой связи и наблюдения. При этом, точность работы систем глобальной спутниковой навигации и, как следствие, точность передаваемого в системе ADS-B местоположения воздушного судна, как правило, выше точности работы систем ВОРЛ. Кроме того, скорость обновления данных в системе ADS-B оказывается выше скорости обновления в системе ВОРЛ. Тем не менее, полный отказ от ВОРЛ невозможен, так как не все воздушные суда оснащены транспондерами режима ADS-B.

Принцип работы

Суть работы ADS-B состоит в следующем. ВС, оборудованное приёмоответчиком (транспондером), посылает на протяжении всего полета на частоте 1090 МГц широковещательное сообщение (сквиттер), включающее координаты местоположения ВС, курс, высота, горизонтальная и вертикальная скорость и т.д.(рис.1). Приемник ADS-B, встроенный в диспетчерский пункт и систему управления воздушным движением, в данном случае, наш собственный приемник обеспечивает прием сигнала, декодирование и отображение на экране информацию, которая в дальнейшем может быть использована в целях ОрВД.

Система ADS-B функционирует в автоматическом режиме, т.к. для нее не требуются внешние управляющие воздействия. Она только зависима от источников данных таких как: инерциальные системы, баро- и радиовысотомеров, навигационных источников и других бортовых систем. Для ВС не имеет значения, какие пользователи на земле получат передаваемые ими данные, таким образом, пользователь, находящийся в радиусе действия вещания, может получать и обрабатывать данные сообщений сквиттер.

Рисунок 1. Функциональная модель системы ADS-B

Структура сообщения системы ADS-B

Существует два типа сквиттеров: 56 бит – короткий сквиттер и 112 бит

–расширенный сквиттер. В режиме расширенного сквиттера (extended squitter

–ES) воздушное судно посылает в открытый эфир без дополнительных запросов информацию о местоположении, опознавательном индексе и типе воздушного судна, скорости в воздухе, периодическое сообщение о статусе и определяемые событиями сообщения, включая аварийную/приоритетную информацию.

Весь сигнал имеет длительность всего лишь 120 мкс. В начале сообщения всегда передается преамбула длительностью 8 мкс. Преамбула – первое поле в сообщении ADS-B. В течение 8 мкс преамбулы передается определенная битовая последовательность, которая позволяет приемнику идентифицироваться и синхронизироваться с передатчиком.

Сообщения ADS-B содержит 5 полей, содержащих определенный тип информации о ВС. Структура представлена на рис.2.

Рис.2. Структура сообщения ADS-B

Поле DF (Downlink Format) – закодированный в первых 5 бит тип передаваемого сообщения. Их несколько типов:

Для расширенного сквиттера (112 бит) это поле имеет вид «10001» (или 17 в десятичной записи). Нас интересует только тип DF17, т.к. именно он содержит координаты воздушного судна.

Следующее поле занимает 3 бита. Здесь закодированы возможности приемоответчика.

Поле ICAO - закодированный в 24 битах международный уникальный код или идентификатор воздушного судна.

Поле DATA - закодированный в 56 битах собственно пакет данных. Первые 5 бит данных - это поле TC (Type Code), содержащее подтип хранящихся данных (табл.1). Поле ТС определяет вид передаваемой информации, хранящейся в пакете поля DATA. В оставшихся 51 битах пакета содержится информация о высоте, курсе, местоположении и т.д. в зависимости от подтипа хранящихся данных ТС. В табл. 2 приведен пример структуры поля DATA, содержащую информацию о координатах ВС в воздухе с барометрической высотой.

Таблица 1. Подтип хранящихся данных

Таблица 2. Структура поля DATA, содержащая информацию о местоположении ВС в воздухе с барометрической высотой

Поле PI - последние 24 бита информации используются для детектирования ошибок в полученных сообщениях.