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《知識》淺談ADS-B「廣播式自動回報監視」技術



隨著科技的進步,我們很容易掌握即時的飛機動態。許多網站及手機App,都有提供全球航班追蹤的功能,搭配世界地圖,即時獲取航班位置、高度、速度、航跡等飛行資訊。延伸閱讀:《分享》最熱門的飛機動態追蹤服務 - Flightradar24

航班追蹤背後的原理,是透過衛星通訊技術來實現,也是今天要談的ADS(Automatic Dependent Surveillance,自動回報監視)系統。ADS系統是一項隨著民航飛行追蹤和飛行狀態監視而產生的新體制,其發展過程中出現了兩種不同的體制,ADS-B與ADS-C。區別在於「-B」是Broadcast,即不論對方是否接收都會自動廣播,而「-C」是Contract,需要接收方給予確認後才能繼續通訊。延伸閱讀:《知識》新一代飛航管理概念CNS/ATM介紹

ADS-B技術原本是一項用於地面的技術,由於ADS-B中「-B」的特性,意味著只要具有與發射體制相同的接收機,就能夠在鏈路條件允許的情況下,接收到飛機發射的ADS-B資訊。ADS-B的資訊包括:飛機航班號、位置、高度、速度、航跡等。

ADS-B與雷達比較的兩大優勢:一是雷達反饋是每12秒一次,飛機位置是不連續的,而ADS-B是每秒一次,相對雷達來說位置訊息連續性更好;二是雷達的精度與ADS-B相比較低,這是由於雷達測量原理本身決定的,其精度是與被測物體到雷達的距離成反比的,因此當飛機與雷達距離達到100NM後,雷達的精度僅能達到500m,而ADS-B由於廣播的是GNSS接收機解算出的精確位置,其與基站的距離跟精度完全無關。延伸閱讀:《知識》飛機與航管單位聯繫方法之演進

早期在海洋等許多特殊地區,是無法在航線附近安裝ADS-B接收設備,ADS-B面臨的問題就是有區域侷限性,無法實現全球監視。現今解決方案是採用衛星ADS-B,即通過衛星接收原先飛機直接傳送至地面的資訊。將飛機-基站的鏈路,透過衛星和地面站進行連接,這樣飛機飛到沒有地面ADS-B基站覆蓋的區域內時,只要飛機處在相應衛星的覆蓋區內,衛星可接收來自飛機廣播的實時狀態訊息,並通過回傳鏈路將信息傳回地面控制系統內,確保飛機永不失聯。


參考資料:
讓飛機「永不失聯」——衛星在全球航空飛行跟蹤中的應用(上)
讓飛機「永不失聯」——衛星在全球航空飛行跟蹤中的應用(下)