地空數(shù)據(jù)鏈中的報文內(nèi)容分析

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摘 要 隨著人們生活水平的提高，民航業(yè)進入快速發(fā)展的時期，據(jù)統(tǒng)計，飛機已經(jīng)成為最安全、最快捷的出行方式之一。同時民航的設(shè)備及技術(shù)手段也在經(jīng)歷日新月異的升級。目前，新一代通信、導(dǎo)航、監(jiān)視和空中交通管理體系CNS/ATM正在研究及建設(shè)中，這一體系實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是建立一個新型的航空電信網(wǎng)ATN。其中有一項重要的研究內(nèi)容，就是開發(fā)地空數(shù)據(jù)鏈的技術(shù)和應(yīng)用。文章先對地空數(shù)據(jù)鏈作總體介紹，再重點介紹空中交通管制部門的應(yīng)用—CPDLC，最后舉例分析了典型的電報，研究了報文的格式和內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 地空數(shù)據(jù)鏈；交通管制；CPDLC；電報

中圖分類號：TN919 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0060-01

1 分析背景

地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是一種在飛機和地面系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。傳輸?shù)姆绞接惺謩?、自動；傳輸?shù)男畔w機當前位置、發(fā)動機數(shù)據(jù)、管制指令、氣象信息等；傳輸?shù)拿浇橛蠽HF數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈等。對空管部門來說，地空數(shù)據(jù)鏈就是將機載系統(tǒng)（飛行人員）與自動化系統(tǒng)（管制人員）有效聯(lián)系在一起的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

2 分析內(nèi)容

2.1 地空數(shù)據(jù)鏈介紹

目前的空中交通管制方式，管制員與飛行員溝通主要是通過VHF語音通話，VHF數(shù)據(jù)鏈報文傳輸則是數(shù)據(jù)通信，兩者的區(qū)別相當于手機通信中打電話和發(fā)短信的區(qū)別。語音通話類似于日常生活中的打電話，可以直接的溝通；報文通信相當于發(fā)短信，優(yōu)點是：內(nèi)容清晰、機載系統(tǒng)或管制系統(tǒng)可以直接提取數(shù)據(jù)，避免語言誤差等。

中國民航地空通信的現(xiàn)狀是：不斷增加的管制服務(wù)要求與有限且擁擠的頻率資源之間存在需求矛盾，語音通話需要一直占用某頻率，而報文通信可以共用頻率資源，解決了資源的問題；語音通話由于語言差異、發(fā)音標準程度不同等有可能產(chǎn)生誤差，報文通信可靠、準確，避免了誤差的產(chǎn)生。

綜上所述，地空數(shù)據(jù)鏈報文通信將成為語音通信重要的替代和補充手段。

2.2 地空數(shù)據(jù)鏈的分類

目前的地空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)主要有以下幾種：SSR MODES（S模式二次雷達數(shù)據(jù)鏈）、VDL MODE-1（甚高頻數(shù)字數(shù)據(jù)鏈 模式1）、VDL MODE-2（甚高頻數(shù)字數(shù)據(jù)鏈 模式2）、VDL MODE-3（甚高頻數(shù)字數(shù)據(jù)鏈 模式3）、VDL MODE-4（甚高頻數(shù)字數(shù)據(jù)鏈 模式4）、HF DATALINK（高頻數(shù)據(jù)鏈）、GEOS（衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈）、MLS（微波著陸系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈）、NAVAIDS DATALINK（導(dǎo)航數(shù)據(jù)鏈）和ACARS（飛機通信和尋址報告系統(tǒng)）。

2.3 CPDLC介紹

地空數(shù)據(jù)鏈業(yè)務(wù)在航空公司、空中交通管制、機場均有應(yīng)用，其中在空中交通管理領(lǐng)域最重要的應(yīng)用是CPDLC（Controller-Pilot Data Link Communication）管制員-飛行員數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供空中交通管制（ATC）服務(wù)的地空數(shù)據(jù)通信，進行空中交通管制的放行、情報、請求等電報。這些電報包括通信頻率指配、飛行高度指配、速度指配、管制移交、航路變更、通過限制通知、偏離航路告警、航路改變和放行等內(nèi)容。CPDLC支持管制員＼飛行員雙向通信，可以發(fā)送ICAO標準報文集里的182種上行報文和80種下行報文，可以實現(xiàn)保報文方式的管制移交，它將會成為主要的通信方式，因為它具有減少“misunderstanding”、減少語音通道資源的占用、支持自動發(fā)送、有歷史記錄查詢等優(yōu)點。

由此可見，飛機發(fā)出的電報經(jīng)過VHF地面站或通信衛(wèi)星，傳到網(wǎng)絡(luò)運行控制中心（在國內(nèi)這個網(wǎng)控中心就是數(shù)據(jù)公司ADCC），網(wǎng)控中心經(jīng)由各種傳輸網(wǎng)（國內(nèi)以幀中繼網(wǎng)絡(luò)為主），將電報送到全國的各個地空數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)（網(wǎng)關(guān)可以有很多個），網(wǎng)關(guān)再將電報送到業(yè)務(wù)終端系統(tǒng)中，終端用戶包括航空公司、管制部門、機場等。

飛機接收的報文流向和發(fā)出的流向是完全逆向的過程，各終端用戶將電報發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再將電報發(fā)送到網(wǎng)控中心，最后網(wǎng)控中心通過VHF地面站或通信衛(wèi)星將電報傳送給飛機。

CPDLC鏈路的建立是首先飛行員向ATC管制單位通告數(shù)據(jù)鏈能力，地面ATC管制單位在被通告之后，主動鏈接飛機的機載設(shè)備。CPDLC鏈接只能由工作站發(fā)起，每架飛機在同一時間最多只能和兩個ATC管制單位有鏈接，但是只有一個管制單位有權(quán)利進行管制。在進入CPDLC空域之前，CPDLC鏈接應(yīng)該已經(jīng)建立并保持了15到45分鐘。建鏈以后可以進行管制指揮、管制移交、航路變更等操作。當ATC管制單位想要結(jié)束鏈接時，機載設(shè)備接收到管制單位的“END SERVICE”，飛行員發(fā)送一個“DISCONNECT”消息就會斷開與當前ATC管制單位的CPDLC鏈接，繼續(xù)與下一個ATC管制單位鏈接，如果不需要與下一個ATC管制單位鏈接，該飛機就會結(jié)束CPDLC鏈接，這些步驟對飛行員而言都是透明的。

2.4 地空數(shù)據(jù)鏈CPDLC中的電報報文解讀

以下分解2個典型的報文：

解讀：這是一架從三藩市飛往匹茲堡的航班，飛機尾翼號N370 US Air、報文類型Q1（地空數(shù)據(jù)鏈報文規(guī)范格式中的起飛/落地報）、起飛時間0743、油量300公升……，報文給出了航班起飛必要的數(shù)據(jù)。

這是一個國內(nèi)的報文應(yīng)用：

_QU SHAUOFM --簽派七字碼

.BJSXCXA 310417 --ADCC網(wǎng)控中心轉(zhuǎn)報時間

_DEP --起飛報

FI FM454/AN B-2577 --航班號、機型

DT BJS KMG 310417 M12A --RGS站（地面站）代碼、收報時間

--OUT REPORT --飛機發(fā)出

DEP ZUGY，OUT 1542，F(xiàn)OB 86 --起飛機場、滑出時間、機載油量

解讀：這是一架貴陽起飛的上航航班FM454，機型B-2577、起飛時間1542、油量86公升、飛機發(fā)出、從昆明地面站接收到、入ADCC網(wǎng)控中心的時間是310417、簽派四字碼為SHAUOFM、發(fā)的是SITA格式的QU等級電報。

3 分析結(jié)論

由上兩個舉例可以看出，CPDLC報文是符合AFTN（空管部門）或SITA（航空公司）格式的，走在轉(zhuǎn)報網(wǎng)絡(luò)上，能夠給相關(guān)部門提供必要的信息。對報文內(nèi)容的了解有助于實際工作的開展，能夠為管制部門及航空公司提供更好的服務(wù)。

4 結(jié)束語

地空數(shù)據(jù)鏈在航空公司已經(jīng)應(yīng)用的比較廣泛了，在空中交通管制部門的應(yīng)用也呈上升趨勢，新一代空中交通管理體系的發(fā)展，必然會帶動地空數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展。

參考文獻

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