中国ADS-B
——中飞院飞行技术学院 杨泳 吴冠辰 孔令兵 徐开俊 魏阳
摘要：广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)结合卫星导航定位、S模式数据链通信、先进的机载设备以及配套的地面中心，能够实现价格低廉、安全高效、直观便捷的航空器空空、地空监视，是未来新航行系统中空管主要监视技术，政策法规直接决定其应用方向和推广力度。近年来，为引导ADS-B地面基础设施规范建设，稳步推进ADS-B在民航中的应用，中国航空业和民航管理部门相继颁布多项行业标准和政策规范。本文从实施规划、运行批准、系统建设、低空飞行服务及未来发展方向等5个方面入手，对ADS-B技术相关政策法规进行全面梳理，为ADS-B技术的规范运行及保障飞行运行安全提供借鉴，也为进一步优化相关政策法规奠定基础。
关键词：广播式自动相关监视；S模式；监视；行业标准；政策规范。
Abstract: Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B), combined with satellite navigation and positioning, S-mode data link communication, advanced airborne equipment, and supporting ground centers, can achieve low-cost, safe, efficient, intuitive and convenient aircraft air to ground surveillance. It is the main monitoring technology for air traffic control in future new navigation systems, and policies and regulations directly determine its application direction and promotion efforts. In recent years, in order to guide the standardized construction of ADS-B ground infrastructure and steadily promote its application in civil aviation, China's aviation industry and civil aviation management departments have successively issued multiple industry standards and policy specifications. This article comprehensively reviews the policies and regulations related to ADS-B technology from five aspects: implementation planning, operational approval, system construction, low altitude flight services, and future development direction. It provides reference for the standardized operation of ADS-B technology and ensures flight operation safety, and lays a foundation for further optimizing relevant policies and regulations.
Keywords: Automatic Dependent Surveillance Broadcast；S mode；Surveillance；Industry Standards；Policies and Regulations.
随着我国民航业的快速发展，航线结构和运行环境日趋复杂，航空通信的载体呈多样性发展。按照频率划分，可用的通信数据链包括：甚高频数据链、高频数据链、卫星通信数据链、飞机通信寻址与报告系统、S模式五种，而综合通信质量、覆盖范围、成本价格等因素，S模式是目前空地、空空数据链技术的主流技术及未来发展方向，已可应用在广播式自动相关监视(ADS-B)及新一代空中交通防撞系统(TCAS)等领域，为飞机空中安全间隔和空域容量以及运行安全带来了革命性的变化。
ADS-B监视技术结合卫星导航定位、S模式数据链通信、先进的机载设备以及配套的地面中心，其水平位置信息来源于全球导航卫星系统，通过S模式地空数据链将获得的信息向外广播，临近航空器收到该广播信息后经过处理，可以将该航空器的位置信息以及相关状态信息如速度、航向等显示到驾驶舱交通信息显示器(Cockpit Display of Traffic Information，CDTI)上，有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力，提升航司的运控能力，扩大监视范围，提高空中交通安全水平、空域容量和运行效率，从而实现价格低廉、安全高效、直观便捷的航空器空空、地空监视，被国际民航组织确定的未来主流监视技术。
根据数据传递方向，机载ADS-B应用功能分为发送（OUT）和接收（IN）两类。中国一直致力于推进ADS-B在民航中的应用推广，近年来为引导ADS-B地面基础设施规范建设，加快推广ADS-B OUT应用及持续推进ADS-B IN应用演示验证，中国航空业和民航管理部门相继颁布多项行业标准和政策规范。这些政策法规为ADS-B的推广应用规范流程和指明方向，但涉及的行业、标准、重点均有所差异，亟需全面梳理。本文从实施规划、运行批准、系统建设、低空飞行服务及未来发展方向等五个方面入手，对近15年来颁布的涉及ADS-B技术的行业标准、法规条文、咨询通告、信息通告、技术条款等进行全面梳理和深入研究，为ADS-B技术的规范运行及保障飞行运行安全提供借鉴，也为进一步优化相关政策法规奠定基础。
民航局于2015年11月对该规划方案进行了第一次修订，下发了《中国民用航空ADS-B 实施规划（2015年第一次修订）》[2]。在修订稿中，将第一阶段时间节点由2015年调整为2017年，即2017年底基本完成ADS-B地面设施布局，实现重点区域ADS-B OUT的初始运行；第二阶段（2017-2020年）到2020年底，全面完成机载设备加改装和地面ADS-B网络建设，构建完善的民航ADS-B运行监视体系和信息服务体系，重点任务为全空域ADS-B OUT的全面运行和ADS-B IN试点运行，为空中交通提供全空域监视手段，为航空企业全面提供ADS-B信息服务；增加第三阶段（2020-2025年），推动ADS-B为主要监视手段。根据运行经验与实际情况，不断补充ADS-B地面设施覆盖和ADS-B网络建设，完善全空域ADS-B OUT运行服务，实现ADS-B IN初始运行，从整体上提高民航安全水平、空域容量、运行效率和服务能力，为实现民航强国提供强大技术支持。
中国民用航空（CAAC）飞行标准司于2008年发布信息通告《广播式自动相关监视(ADS-B)在飞行运行中的应用》[3]，明确ADS-B的运行目标、基本原理、应用领域、机载设备及国外发展状况，为ADS-B运行奠定基础；2010年5月，飞行标准司联合航空器适航审定司针对我国民航监视技术发展需要，下发咨询通告《在无雷达区使用1090兆赫拓展电文广播式相关监视的适航和运行批准指南》（AC-91-FS/AA-2010-14）[4]，针对无雷达区运行的监视、适航和运行批准问题进行了明确和规范。
随后，美国、欧洲、亚太等国家和地区，相继发布了针对ADS-B OUT和IN 的技术标准、运行规范和适航标准要求[5-8]，ADS-B全球运行已成为全球趋势。因此，民航局于2018年6月结合ADS-B的运行审批现状，对指南《使用1090兆赫扩展电文广播式自动相关监视的运行批准指南》（AC-91-FS-2018-014-R1）[9]进行了修订，R1版本为实施ADS-B（1090ES）运行的91、121、135部运营人提供了运行批准指南，并对ADS-B IN技术进行了明确，提出实现二次监视雷达与ADS-B的综合应用作为合作监视技术之一。
对比2010年运行批准指南和2018年的修订版R1版本的区别，新版本体现在：第5部分背景部分增加ADS-B运行现状介绍；增加第6部分ADS-B系统部分，对ADS-B系统构架、工作模式、工作频率进行了介绍，并介绍了ADS-B IN系统组成、运行及限制，明确ADS-B IN对建立空中、地面、空地协交通同情景意识的作用及功能；在适航部分，明确1090ES模式数据链和DO-260数据版本；附录部分中，新增ADS-B IN机载功能介绍及ADS-B IN常用场景及程序。
为全面推动和严格规范1090 MHz 扩展电文ADS-B地面(接收)设备的建设，中国航空业于2012年发布行业标准《1090 MHz扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设备技术要求》(MH/T 4036-2012)[10]，规定了1090MHz扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设备的技术要求，包括设备的规划、设计、制造、建设、检验及使用等方面，对设备的一般要求、性能要求、天线技术要求、接收机技术要求、数据处理及输出技术要求、监控维护、测试信标进行了明确和规范。
中国民航局相关管理部门相继发布《基于1090兆赫扩展电文的广播式自动相关监视（ADS-B）和广播式交通情报服务（TIS-B）设备》(CTSO-166b)[11]、《1090 MHz扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设备测试要求》(AC-115-TM-2012-02) [12] 、《1090MHz 扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设置场地指导材料》(IB-TM-2014-05) [13]、《民航航空ADS-B数据中心系统配置要求》(AC-115-TM-2014-01)[14]、《民航航空ADS-B数据中心系统运行最低功能与性能要求》(AC-115-TM-2014-02) [15]、《民用航空广播式自动相关监视(ADS-B OUT)地面站飞行校验技术要求》(AC-115-TM-2018-01) [16]等多个技术标准规定、咨询通告和信息通告，分别对ADS-B机载设备所必须满足的最低性能标准、地面站（接收）设备建设工作、设置场地的环境和安装方式、ADS-B 数据处理中心系统安全运行所需的最低配置要求、数据处理中心系统安全运行的最低功能与性能要求、地面站的飞行校验维护工作等进行了明确和规范，为中国民航ADS-B地面、机载设施设备的规范建设指明方向和提出要求，加速推进ADS-B技术在中国民航中的应用。
值得一提的是，早在2011年中国民航局就发布了技术标准规定(CTSO)《基于978兆赫通用访问收发机的广播式自动相关监视（ADS-B）设备》(CTSO-C154c)[17]，为申请CTSO批准书的制造人，明确了基于978MHz的ADS-B设备所必须满足的最低性能标准和文档要求，但近年来并没有后续的相关的运行规程、地面站设备要求等规章，对978MHz的ADS-B系统建设进行技术支持和规定规范。
截止目前，中国民航已完成至少308个ADS-B地面站的建设，实现了全空域6600米以上的航路监视覆盖；在七个地区空管局和三亚区管中心共建设8个二级数据处理中心，在空管分局（站）建设36数据站，用于ADS-B数据处理、验证与分发；在全国167个地方机场建设ADS-B小型数据处理显示终端，为地方机场提供ADS-B监视服务。构建了以数据处理中心为依托、以民航数据通信网为骨干的广播式自动相关监视信息网，实现广播式自动相关监视数据的处理流程与发布机制。
低空空域是通用航空活动主要区域，安全便捷的低空空域资源是通用航空业繁荣发展前提。针对我国低空空域管理改革进程缓慢的问题，国务院、中央军委于2011年做出加快推动低空空域管理改革的重大决策，迫切需要增强低空空域监视能力。ADS-B 技术的应用，将有效加强低空空域的监视，从而更好地保障无人机运行、通用航空飞行安全以及低空飞行服务，实现军民航监视信息共享。
民用无人机的生产和应用在国内外蓬勃发展，特别是低空、慢速、微轻小型无人机数量快速增加,占到低空运行的民用无人机的绝大多数，亟需规范各类无人机的运行。《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（草案）》将无人驾驶航空器分为五类，分别是微型、轻型、小型、中型和大型。中国民航局飞行标准司于2015年发布咨询通告《轻小无人机运行规定(试行)》(AC-91-FS-2015-31) [18]，通告中明确对于Ⅳ类的民用无人机，增加被动反馈系统，即指航空器被雷达、ADS-B 系统、北斗 等手段从地面进行监视的系统，该反馈信息不经过运营人；而在中国民航局空管办于2018年发布的《民用轻微小无人驾驶航空器系统运行时别概念(暂行)》(AC-93-TM-2022-01) [19]中明确禁止使用 ADS-B 发射信号，但并不禁止在无人驾驶航空器上加装 ADS-B 接收机，来实现无人驾驶航空器对有人驾驶航空器的感知和识别。可见，ADS-B OUT仅允许被用于中型和大型无人机，而ADS-B IN允许且鼓励用于所有类型无人机系统。
2021年，中国民航局发布《“十四五”通用航空发展专项规划》[20]，对十三五期间通航在实现通用航空飞起来、热起来，在提升治理水平、深化管理改革、广泛试点示范、加强协同共促等方面取得显著成绩予以肯定，全面推动以北斗定位、短报文、ADS-B 数据的低空监视信息平台建设，充分利用现有广播式自动相关监视（ADS-B）基站，实现对通用航空器低空飞行的实时监视及动态信息服务。可以预见，ADS-B监视服务在未来5年内，将为通航的持续、快速、稳定发展奠定基础。
我国低空飞行服务系统建设尚处于起步阶段，各地区通用航空运行现状各不相同，全国范围内多家企业和单位，积极参与了低空飞行服务系统的系统建设和设备研发工作，亟需解决相关法规标准体系的指定。因此，中国民用航局于2022年发布民用航空行业标准《低空飞行服务系统技术规范》(MH/T 4055)[21-23]，旨在明确低空飞行服务系统技术要求和配置要求，建立测试方法，确定普遍适用于低空飞行服务系统规划、设计、研发、建设、检验和验收的标准，促进全国形成统一的低空飞行服务网络，推动低空飞行和保障通航飞行安全。
航空业，在世界经济活动中发挥着重要的作用，为了使全球空中航行系统更加安全、更加 高效、更加环保，需要充分利用科技的发展，不断提高系统的安全水平和运行效率，为航空业的可持续发展提供强有力的支持和保障， ADS-B技术在其中就发挥着重要的作用。近年来，除国际民航组织定义的应用于空中交通管理的监视技术外，还涌现了依托ADS-B技术的其他监视技术，主要包括“北斗+GPS”的ADS-B应用、基于卫星的广播式自动相关监视（星基ADS-B）技术、全面推进ADS-B IN验证与应用等方面。
2019年，中国民用航空局发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》[24]，确定北斗系统应用路线图，支持逐步引入“北斗”卫星导航系统，为广播式自动相关监视应用提供更加安全、可靠、准确、连续的定位信息，鼓励采用“北斗+GPS”作为定位数据源，并推进基于“北斗+GPS”卫星导航系统的ADS-技术应用；星基ADS-B，目前已应用于洋区、极地、偏远地区等无法建设地基监视设施的区域，通过卫星搭载ADS-B载荷，为航空器提供包含位置数据在内的ADS-B信息，实现对全球航空器的无缝连续追踪监控，中国民航结合星基ADS-B系统服务提供情况、民航应用需求以及试点应用情况，深化星基ADS-B空中交通管理监视应用模式与场景，逐步推广应用北斗星基增强系统作为 PBN、ADS-B 运行的重要导航源；中国民航局空管办于2015年发布《中国民航航空系统组块升级(ASBU)发展与实施策略》(IB-TM-2015-002)[25]，该策略明确了制定航行系统发展规划的总体目标与基本原则，提出了支撑航行系统发展的各种技术应用策略与保障措施，以推动各种航行技术的协同发展，全面推进ADS-B IN验证与应用是其中的重要部分。
1.《中国民用航空ADS-B 实施规划》,中国民用航空局, 2012年
2.《中国民航ADS-B实施规划》(2015年第一次修订), 中国民用航空局, 2015年
3. 《广播式自动相关监视(ADS-B)在飞行运行中的应用》(IB-FS-2008-002), 中国民用航空局飞行标准司，2008年
4.《在无雷达区使用1090兆赫拓展电文广播式相关监视的适航和运行批准指南》（AC-91-FS/AA-2010-14）, 中国民用航空局飞行标准司和中国民用航空局航空器适航审定司，2010年
5.《广播式自动相关监视（ADS-B）运行》(AC-90-114A change1) , 美国联邦航空局（FAA），2014年
6.《广播式自动相关监视发送（ADS-B OUT）系统的适航批准》(AC-20-165B), 美国联邦航空局（FAA），2015年
7.《广播式自动相关监视接收（ADS-B IN）系统及应用适航批准》(AC-20-172B), 美国联邦航空局（FAA），2015年
8.《为增强空中交通服务在无雷达区使用基于1090MHz扩展电文的ADS-B监视(ADS-B-NRA)应用的审定考虑》(AMC20-24), 欧洲航空安全局（EASA）,2013年
9.《使用1090兆赫扩展电文广播式自动相关监视的运行批准指南》(AC-91-FS-2018-014-R1), 中国民用航空局飞行标准司，2018年
10.《1090 MHz扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设备技术要求》(MH/T 4036-2012)，中国民用航空行业标准，2012年
11.《基于1090 兆赫扩展电文的广播式自动相关监视(ADS-B)和广播式交通情报服务(TIS-B)设备》(CTSO-166b)，中国民用航空局，2010年
12.《1090 MHz扩展电文广播式自动相关监视地面站(接收)设备技术要求》(MH/T 4036-2012)，中国民用航空行业标准，2012年
13.《1090MHz 扩展电文广播式自动相关监视 地面站(接收)设置场地指导材料》(IB-TM-2014-05)，中国民航局空管办，2014年
14.《民航航空ADS-B数据中心系统配置要求》(AC-115-TM-2014-01)，中国民航局空管办，2014年
15.《民航航空ADS-B数据中心系统运行最低功能与性能要求》(AC-115-TM-2014-02) ，中国民航局空管办，2014年
16.《民用航空广播式自动相关监视(ADS-B)地面站飞行校验技术要求》(AC-115-TM-2018-01),中国民航局，2018年
17.《基于978兆赫通用访问收发机的广播式自动相关监视（ADS-B）设备》(CTSO-C154c), 中国民用航空局，2011年
18.《轻小无人机运行规定(试行)》(AC-91-FS-2015-31) ,中国民航局飞行标准司，2015年
19.《民用轻微小无人驾驶航空器系统运行时别概念(暂行)》(AC-93-TM-2022-01) , 中国民航局空管办, 2022年
20.《“十四五”通用航空发展专项规划》，中国民用航空局，2021年
21.《低空飞行服务系统技术规范第1部分：构架与配置》(MH/T 4055.1-2022), 中华人民共和国民用航空行业标准，2022年
22.《低空飞行服务系统技术规范第2部分：技术要求》(MH/T 4055.2-2022) ,中华人民共和国民用航空行业标准，2022年
23.《低空飞行服务系统技术规范第3部分：测试方法》(MH/T 4055.3-2022) ,中华人民共和国民用航空行业标准，2022年
24.《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》，中国民用航空局，2019年；
25.《中国民航航空系统组块升级(ASBU)发展与实施策略》(IB-TM-2015-002)，中国民航局空管办，2015年;
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