ADS-B(广播式自动相关监视)、RID(远程识别)和雷达(无线电探测与测距)是现代航空监视与空域管理体系中至关重要的三项技术。它们分别诞生于不同的时代,服务于不同的核心目标,并在技术原理、应用场景和未来角色上存在根本性差异。理解它们的区别,是把握当前及未来空中交通管理、无人机监管和低空经济发展脉络的关键。
一、 核心定义与工作原理的根本差异

这三种技术的本质区别,首先体现在其基本定义和工作原理上。
1. 雷达:主动探测的“探照灯”
定义:雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的电子系统。其英文RADAR即“Radio Detection and Ranging”的缩写。它不依赖目标设备的配合,属于“非合作式”探测。
原理:雷达系统主动向空中发射电磁波脉冲,当这些波遇到飞机等目标时,一部分能量会被反射回来(即回波)。通过测量电磁波发射与接收回波之间的时间差,可以计算出目标的距离;通过天线波束的方向,可以确定目标的方位角和俯仰角。其核心是 “主动发射,被动接收反射” 。雷达又分为一次雷达(探测任何反射物体)和二次雷达(需要机载应答机配合,进行编码问答,以获取识别码和高度等信息)。
2. ADS-B:自主广播的“自报家门”
定义:广播式自动相关监视是一种基于卫星导航和数据链通信的“合作式”监视技术。飞机主动、定期地向外界广播自身的精确状态信息。
原理:机载设备通过全球导航卫星系统(如GPS、北斗)获取自身高精度的位置、速度、高度等信息。然后,飞机通过特定的数据链(如1090ES或UAT),以广播(而非点对点问答)的方式,将这些信息连同识别码(如ICAO 24位地址)自动发送出去,至少每秒一次。地面站或其他配备ADS-B In功能的飞机可以接收这些信息。其核心是 “依赖GNSS,自动广播” 。这改变了传统雷达“我问你答”或“我探你反射”的模式,转变为“我主动告诉你我是谁、我在哪”。
3. RID:无人机的“数字车牌”
定义:远程识别是专为无人机系统设计的数字识别系统,常被比喻为无人机的“数字车牌”。它是一种法规遵从性技术,旨在解决无人机,特别是小型无人机的身份识别与追踪难题。
原理:与ADS-B类似,RID也是一种广播技术。无人机在飞行过程中,通过机载或外加的模块,使用蓝牙、Wi-Fi等短程无线通信技术,主动、实时地向外界广播其身份和状态信息。广播的数据通常包括:唯一的无人机序列号或注册ID、实时位置、高度、速度、起飞地点、控制站位置等[36]。其核心是 “为无人机量身定制的强制性身份广播” 。虽然原理上与ADS-B Out相似,但其技术标准、通信协议、覆盖范围和监管对象都专门针对无人机生态设计。
二、 技术特性与性能参数的综合对比
为了更清晰地展示三者的技术差异,以下从多个关键维度进行对比分析:
| 特性维度 | 雷达 | ADS-B | RID |
|---|---|---|---|
| 技术原理 | 主动发射电磁波,接收目标反射的回波进行探测与测距。 | 依赖GNSS自主定位,通过数据链主动广播自身状态信息。 | 依赖GNSS定位,通过短程无线技术广播无人机身份与状态信息。 |
| 数据来源 | 由地面雷达站测量并计算得出。 | 由飞机自身生成并提供。 | 由无人机自身生成并提供。 |
| 依赖合作性 | 一次雷达:非合作式;二次雷达:需要应答机合作。 | 完全合作式,需要目标主动装备并广播。 | 完全合作式,需要无人机按法规装备并广播。 |
| 定位精度 | 较高,但受波束宽度、距离等影响,通常在0.12至0.6海里之间波动。 | 极高,直接来源于卫星导航,精度可达数米级别(约0.1海里)。 | 相对较高,但受信号强度和环境影响,通常低于ADS-B。 |
| 更新频率 | 较慢,受机械扫描限制,通常为每4-12秒一次。 | 极快,通常为每秒1-2次。 | 较快,具体频率取决于标准,通常为每秒数次。 |
| 覆盖范围 | 有限,受地球曲率和地形遮挡,典型作用距离250-450公里,无法覆盖远洋和极地。 | 全球覆盖潜力,只要有卫星导航信号和地面站或卫星数据链接收,即可实现监视,覆盖海洋、极地等盲区。 | 短程,主要用于视距或近距监管,传输距离一般在几百米到几公里。 |
| 提供信息内容 | 一次雷达:距离、方位、强度。二次雷达:识别码、高度等有限信息。 | 极其丰富:精确位置、速度、航向、垂直速率、识别码(呼号)、航班号、意图等。 | 核心身份与状态:无人机唯一ID、位置、高度、速度、起飞点、控制站位置、时间戳等。 |
| 成本特征 | 极其高昂:地面设施庞大、复杂,建设和维护成本高。 | 相对较低:地面站小巧、简单,维护成本低;但机载设备有升级成本。 | 低廉:设备小巧,易于集成或加装,适合大规模普及。 |
| 主要优势 | 不依赖目标设备即可发现目标(一次雷达);技术成熟可靠。 | 精度高、更新快、信息丰富、覆盖广、成本效益高。 | 针对性强、成本低、易于部署,是无人机监管的基石。 |
| 主要局限 | 覆盖有盲区、更新率低、建设维护成本高、提供信息有限。 | 完全依赖GNSS和机载设备,GNSS失效或设备关闭则无法监视;广播信号易受干扰。 | 覆盖距离短;主要解决身份识别,对高密度、超视距运行的支撑能力需与网络化方案结合。 |
三、 应用场景与目标领域的显著分野
不同的技术特性决定了它们服务于截然不同的领域和场景。
1. 雷达的应用场景:
传统空中交通管制核心:目前仍是机场塔台和区域管制中心对载人航空器进行监视的主流工具,尤其是在中低空高密度航路。
军事与国防:一次雷达用于发现非合作目标(如未开启应答机的飞机);二次雷达用于敌我识别。
气象监测:气象雷达专门用于探测降水、风切变等天气现象。
主要挑战:难以覆盖广袤的海洋和偏远地区,且对低空、慢速、小目标(如无人机)的探测能力较弱。
2. ADS-B的应用场景:
新一代航空运输监视主力:正在全球范围内逐步补充和替代传统雷达,成为民航监视的骨干技术。特别适用于远程和海洋上空监视,填补雷达覆盖空白。
增强情景意识:通过ADS-B In功能,为飞行员提供周围空中交通的实时态势显示,提高飞行安全。
机场地面监视:用于监控跑道和滑行道上的飞机,防止跑道侵入。
高端无人机应用:一些大型、高空、长航时或从事特定业务(如载人)的无人机,可能会被要求装备ADS-B以融入现有空管体系。
3. RID的应用场景:
无人机监管的基石:其核心应用就是管理蓬勃发展的消费级和工业级无人机活动。适用于城市低空环境,如物流配送、航拍测绘、农业植保、应急救援等场景。
保障公共安全与空域安全:使执法部门、机场安保和公众能够识别附近无人机的操作者,确保无人机在授权空域内飞行,防止在机场、大型活动等敏感区域违规飞行。
支撑未来无人机交通管理:RID提供的身份与位置信息,是构建无人机交通管理生态系统,实现超视距运行、城市空中交通等高级应用不可或缺的数据基础。
四、 互补、演进与融合:面向未来的空域管理体系
三者并非简单的替代关系,而是构成了一个分层、互补、融合的现代化空域监视与识别网络。
雷达与ADS-B的互补:在主要航路和繁忙空域,ADS-B凭借其高精度、高更新率成为主要监视手段。而雷达,特别是一次雷达,作为重要的备份和补充,在ADS-B信号失效、GNSS受干扰或发现未装备ADS-B的“非合作”目标时,发挥着不可替代的安全保障作用。ADS-B的更新速度(0.5-1秒)远快于雷达(4-10秒),且精度更高(约0.1海里 vs 0.12-0.6海里)。
ADS-B与RID的层级关系:可以理解为针对不同航空器的“差异化监管方案”。ADS-B是针对传统航空器和高端无人机设计的“高性能、广域监视方案”;而RID是针对海量小型无人机设计的“轻量化、低成本、近距离识别方案”。未来,一些无人机可能根据其性能等级和运行风险,被要求装备其中一种或两种设备。
技术融合趋势:未来的UTM(无人驾驶航空器交通管理)系统将是一个多源信息融合的系统。它可能同时接收来自雷达(探测所有空中物体)、ADS-B(监视合作航空器)、RID(识别无人机)以及蜂窝网络、蓝牙信标等其他传感器的数据,通过数据融合与关联,形成一张完整、实时、无缝的空中态势图,以保障所有空域用户的安全与高效运行。
总结而言,雷达是传统但不可或缺的主动探测基石,ADS-B是当前民航监视升级换代的核心技术,而RID则是开启低空数字经济时代的监管钥匙。 它们从不同维度解决了“目标在哪”(雷达)、“我是谁、我在哪”(ADS-B)和“无人机是谁、在哪”(RID)的问题,共同编织起一张从高空到低空、从海洋到内陆的立体智能空域监视识别网。
