ADS-B的工作原理：了解NextGen的基础

概观

ADS-B是FAA下一代运输系统（NextGen）的基础。它的开发是为了帮助将国家的空域系统转变为更有效的系统。通过实施NextGen，空中交通系统将经历急需的现代化计划，ADS-B是主要组成部分。

ADS-B的主要作用是向空中交通管制员提供精确的飞机位置信息。它比RADAR高出一步，已经使用了多年。

ADS-B代表自动相关监视 - 广播。它使用GPS卫星信号连续向空中交通管制员和其他参与的飞机广播飞机信息。 ADS-B是航空业有史以来最精确的监控系统。它将使飞机能够飞越更直接的航线，缓解拥堵，减少碳排放，并为飞机运营商节省时间和金钱。

组件

• GNSS卫星星座：ADS-B是一个基于卫星的系统。数据从这组卫星连续发送到飞机的机载GPS设备，在那里被解释然后发送到ADS-B地面站。
• 地面站：美国至少有700个地面站接收卫星数据并将数据传输到空中交通管制站。
• IFR认证，支持WAAS的GPS接收器：飞机必须配备兼容的GPS接收器，以便ADS-B工作。
• 带有模式S转发器的1090 MHz扩展Squitter链路或用于现有转发器的978 MHz通用接入收发器（UAS）：后一种选择适用于在美国飞行低于18,000英尺的飞机。

这个怎么运作

ADS-B通过使用卫星信号和飞机航空电子系统来解释飞机数据，并在几乎实时的基础上连续地向空中交通管制员广播。卫星信号由飞机GPS接收器解释。 ADS-B技术从飞机航空电子设备中获取卫星数据和附加数据，以创建飞机位置，速度，高度和40多个其他参数的非常准确的图像。该数据被传输到地面站，然后传输到空中交通管制员。

该地区其他装备精良的飞机也将接收数据，提高飞行员的态势感知能力。

ADS-B有两种不同的功能：ADS-B In和ADS-B Out。

• ADS-B Out是FAA首先解决的主要功能。能够使用ADS-B Out的飞机能够向空中交通管制员和其他配备ADS-B的飞机广播其位置，速度和高度。根据美国联邦航空局的授权，所有想要在空域飞行的飞机目前需要一个转发器，必须在2020年1月1日之前配备ADS-B Out功能。
• ADS-B In仍然是一项可选功能 - 至少目前如此。 ADS-B In功能将允许飞机在飞机驾驶舱显示屏上实时接收交通和天气信息。 ADS-B In功能超越了当今的交通系统（如TCAS），因为它提供了比当前TCAS系统更精确的数据和更多的数据参数。例如，TCAS可以显示与飞机的垂直距离，但不能显示横向距离。 ADS-B In将显示其他参与飞机的速度，位置，高度和矢量，以及许多其他数据。

错误和局限

目前，ADS-B的最大限制是在该国几乎每架飞机上安装必要设备的成本。虽然该计划使飞行更安全，更有效率，但大多数飞行部门和通用航空飞行员都难以证明成本合理。

ADS-B的系统错误很少;相比之下，它以其可靠性而闻名。然而，没有任何人造系统是万无一失的，一些专家声称ADS-B（以及一般的GPS）容易受到黑客或GPS干扰等系统基础设施攻击。此外，由于ADS-B依赖于GNSS系统，因此正常的卫星误差（如定时误差和卫星天气误差）会影响ADS-B。

当前状态

根据美国联邦航空局的说法，该组织完成了所有网络ADS-B传感器。这些车站通过28个TRACON设施向配备ADS-B的飞机提供气象服务和交通信息。在230个ATC设施中，100多个目前正在使用ADS-B，其余设备预计将在2019年完全装备。美国联邦航空局的任务是，所有在指定空域运行的飞机必须在2020年1月1日之前装备ADS-B 。

实际使用

不确定性集中在不同飞机和运营商所需的特定设备类型上。设备安装取决于飞行类型和当前安装的设备。

例如，978 MHz无人机链路就足以满足已经安装了WAAS，经过IFR认证的GPS装置和已安装的模式C转发器的飞机，除非运营商想要飞到美国境外或18,000英尺以上，在哪种情况下，需要1090 MHz的ES链路。但是1090 MHz ES链路与TIS-B或FIS-B不兼容，这意味着运营商必须找到获取交通信息的另一种方式（例如TCAS）。

并且在他的飞机上还没有启用WAAS的GPS装置的运营商将不得不购买新的GPS装置以及978 MHz UAS或1090 MHz ES链路以及可能的模式C或模式S转发器。

一旦投入使用，ADS-B是一种有价值的工具，可为我们见过的空中交通管制员和飞行员提供最准确的数据。在全国范围内实施时，收益是积极的。

然而，没有争论说ADS-B非常昂贵且复杂。美国联邦航空局希望长期效益超过成本，但该项目使飞机所有者处于困境。