ADS-B对空管雷达数据网络的影响

1 应用背景

由于ADS-B接收机具有低建站成本、高数据刷新率的优点,从而在空管系统中得到大规模应用。ADS-B接收机具有高的数据刷新率,携带更多的信息,在提升空管监视能力的同时,对原有的空管雷达数据网也带来了挑战。


2 传统二次雷达与ADS-B数据输出对比


项目 二次雷达ADS-B
数据格式CAT001CAT021
点迹数据长度16字节50字节左右
更新速率4秒1秒左右
更新策略基于扇区随机


2.1 数据率

以威力范围内100个飞行目标进行计算。

二次雷达数据总量为:16*100/4 = 400字节/秒,考虑到协议开销 约 4000bit/秒,即数据率平均为4000 bps,因此雷达输出线路带宽设置为9600就能够很好的工作。

ADS-B数据总量为:50*100 = 5000字节/秒,考虑到协议开销 约 50000bit/秒,即数据率平均为50 Kbps,可以看出9600的通信带宽原因不能满足ADS-B数据传输的要求,需要64 Kbps才行。


2.2 数据突发

除了数据率高,不像二次雷达基于扇区输出,ADS-B被动接收飞行器的报告。由于各飞行器按照各自独立的时钟发送报告,有可能出现在很小的时间窗口内集中发送的情况,造成数据突发。数据的瞬时突发对通信产生以下影响:

●  有可能造成通信设备的缓冲区溢出,丢失目标数据;

●  由于链路带宽有限,即使缓冲区足够大,但是会产生比较大的数据延迟,影响自动化系统的处理。


3 解决方案 - 提速


由于ADS-B接收机为被动接收工作模式,无法从源头控制数据率,因此解决问题的唯一方法是对通信线路提速。

当通信线路的波特率达到64 Kbps时,才能基本保证ADS-B数据的传输。

当通信线路的波特率达到128 Kbps时,能够缓解数据突发带来的影响。


4 需要提速的通信设备


需要提速的设备:

●  ADS-B接收机的同步串口输出设备

●  空管网络的传输设备 

●  分路器 

●  自动化(ATC)系统的同步串口输入装置 

上述设备的同步串口要求至少能够支持64 Kbps波特率,最好能支持128 Kbps波特率。


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