ASTERIX CAT048數(shù)據(jù)格式分析

趙文斌

摘 要：二次雷達(dá)是目前空管系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的空中監(jiān)視手段。為此對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)格式的熟練掌握有助于我們提高對(duì)雷達(dá)設(shè)備的維護(hù)保障能力。本文以二次雷達(dá)S模式下的雷達(dá)數(shù)據(jù)格式為例子，進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：ASTERIX；雷達(dá)；數(shù)據(jù)格式

中圖分類號(hào)：V328 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

ASTERIX是EUPOCONTORL組織為監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸和交換而定義的標(biāo)準(zhǔn)。首字母縮略語(yǔ)代表ALL Purpose STructured Euro-control Surveillance Information Exchange。它為不同監(jiān)視信息的交換提供標(biāo)準(zhǔn)的信息傳輸格式，保證了通信數(shù)據(jù)的可靠描述，并受到由多國(guó)組成的RDE-TF機(jī)構(gòu)的關(guān)注和支持，因此在國(guó)際上得到廣泛應(yīng)用。

ASTERIX共定義了256種數(shù)據(jù)類型，前127種為民用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，后127種為軍用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。其中CAT 001和CAT002為二次雷達(dá)A/C模式下的雷達(dá)目標(biāo)報(bào)告和雷達(dá)服務(wù)報(bào)告，CAT048和CAT034分別為CAT001和CAT002的升級(jí)版，是二次雷達(dá)S模式下的雷達(dá)目標(biāo)報(bào)告和雷達(dá)服務(wù)報(bào)告。本文以二次雷達(dá)S模式下的數(shù)據(jù)格式CAT048進(jìn)行分析。

一、ASTERIX的數(shù)據(jù)幀格式

ASTERIX數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

CAT表示數(shù)據(jù)種類，字段為1個(gè)字節(jié)，當(dāng) CAT=30時(shí)，表示ASTERIX數(shù)據(jù)為CAT048，S模式下的雷達(dá)目標(biāo)報(bào)告。 CAT=22時(shí)，表示ASTERIX數(shù)據(jù)為CAT034，S模式下的雷達(dá)服務(wù)報(bào)告。 注：ASTERIX中的數(shù)據(jù)都以十六進(jìn)制數(shù)表示，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要將其換算成十進(jìn)制數(shù)。

LEN表示ASTERIX數(shù)據(jù)幀的總長(zhǎng)度，字段為2個(gè)字節(jié)。計(jì)算方法如下：

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（LEN）=CAT字段（1字節(jié)）+LEN字段（2字節(jié)）+FSPEC字段+目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度。

FSPEC表示UAP表（User Application Profile，用戶相關(guān)表）的數(shù)據(jù)索引，其長(zhǎng)度可變，每個(gè)字節(jié)的最后一位是FX（擴(kuò)展指示為），當(dāng)FX=0時(shí)，表示FSPEC字段結(jié)束；當(dāng)FX=1時(shí)，表示其后仍有FSPEC字段。它的每一個(gè)比特位與UAP表中的數(shù)據(jù)項(xiàng)按順序?qū)?yīng)，1表示有該數(shù)據(jù)項(xiàng)。0表示沒(méi)有該數(shù)據(jù)項(xiàng)。

二、CAT048數(shù)據(jù)幀解析

目前，大部分二次雷達(dá)都支持普通A/C模式詢問(wèn)和S模式詢問(wèn)，工作在S模式下的二次雷達(dá)可以獲取更多的飛行信息。表2為從THALES二次雷達(dá)截取的CAT048數(shù)據(jù)包，我們以它為例進(jìn)行CAT048數(shù)據(jù)幀解析。

按照ASTERIX數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，十六進(jìn)制30換算為十進(jìn)制是48，表示此數(shù)據(jù)包為CAT048數(shù)據(jù)包。002D換算為十進(jìn)制是45，表示此數(shù)據(jù)包共有45個(gè)字節(jié)。FFDF02為此數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)索引，換算為二進(jìn)制是1111111111011111 00000010，對(duì)應(yīng)CAT048的UAP表（表3）。備注：劃線部分為未選中的數(shù)據(jù)項(xiàng)。

16、71換算成十進(jìn)制是22、113，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Data Source Identifier（數(shù)據(jù)源表示），22是SAC碼（中國(guó)的SAC碼是22），71是SIC碼（雷達(dá)的編碼，每個(gè)雷達(dá)都有自己的SIC碼，這個(gè)代碼是唯一的）。

071603換算成十進(jìn)制是464387，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Time of Day，表示該數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的時(shí)間（UTC時(shí)間）。464387/128=3628.023 s，對(duì)應(yīng)的時(shí)間是01：00：28.023。

A8換算成二進(jìn)制是10101000，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Target Report Descriptor（目標(biāo)報(bào)告描述），bit6-8（101）表示此目標(biāo)為S模式選呼；bit5（0）表示此目標(biāo)為真實(shí)目標(biāo)；bit4（1）表示此目標(biāo)來(lái)自于雷達(dá)的RDP2數(shù)據(jù)處理器；bit3（0）表示應(yīng)答信號(hào)中沒(méi)有SPI；bit2（0）表示應(yīng)答信號(hào)來(lái)自于飛機(jī)應(yīng)答機(jī)；bit1（0）。

表示該數(shù)據(jù)項(xiàng)結(jié)束。

49B3、8E98換算成十進(jìn)制是18867、36504，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Measured Position in Slant Polar Corrdinates（以極坐標(biāo)表示的目標(biāo)的位置）。RHO=50606/128=147.3984NM=272.982KM，THETA=36504*360/2^16=200.52度。

002C換算成二進(jìn)制是0000000000101100，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Mode-3/A Code in Octal Representation（識(shí)別碼），bit16（0）表示識(shí)別碼有效；bit15（0）表示識(shí)別碼不是亂碼；bit14（0）表示識(shí)別碼來(lái)自于飛機(jī)應(yīng)答機(jī)；bit13（0）該位固定為0；識(shí)別碼見(jiàn)表4。經(jīng)過(guò)計(jì)算識(shí)別碼為0054。

0554換算成二進(jìn)制是0000010101010100，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Flight Level in Binary Representation（高度嗎），bit16（0）表示高度碼有效；bit15（0）表示高度碼不是亂碼；換算成十進(jìn)制是1364。高度=1364*25ft=34100ft=10393.68m。

60換算成二進(jìn)制是01100000，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Radar Plot Characteristics（雷達(dá)點(diǎn)跡參數(shù)），bit7（1）意味著下個(gè)字節(jié)01對(duì)應(yīng)SRR（應(yīng)答數(shù)量），表示此次應(yīng)答數(shù)量有1個(gè)。Bit6（1）意味著下個(gè)字節(jié)D3對(duì)應(yīng)SAM（應(yīng)答信道強(qiáng)度），換算為二進(jìn)制是11010011，按二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算為-77，應(yīng)答信號(hào)強(qiáng)度=-77*1Dbm=-77Dbm。

78 12 05對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Aircraft Address（飛機(jī)的24位ICAO地址碼），每架飛機(jī)都有自己唯一的ICAO地址碼。endprint

0D 33 B3 C3 7D 60 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Aircraft Identification（航班號(hào)），經(jīng)過(guò)解析為CSN3075。

01 78轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制是0000 0001 0111 1000對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Track Number（航跡號(hào)），Bit16- Bit13固定為0；航跡號(hào)=2^8+2^6+2^5+2^4+2^3=376。

52 3C 36 CD對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Calculated Position in Caetesian Coordinates（飛機(jī)在笛卡爾坐標(biāo)系即直角坐標(biāo)系下的位置），523C換算為十進(jìn)制是21052，飛機(jī)在X軸上的距離=21052/128=164.4688NM，36CD換算為十進(jìn)制是14029，飛機(jī)在Y軸上的距離=14029/128=109.6016NM。

07 92 68 B9對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Calculated Track Velocity in Polar Representation（飛機(jī)在極坐標(biāo)下的速度），0792對(duì)應(yīng)飛機(jī)的地速，換算為十進(jìn)制是1938，飛機(jī)的地速=1938*0.22NM/H*1.852=789.62KM/H。68B9對(duì)應(yīng)飛機(jī)的航向，換算為十進(jìn)制是26809，飛機(jī)的航向=26809*0.0055度=147.4495度。

40對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Track Status（航跡狀態(tài)），換算為二進(jìn)制是0100000。

Bit8（0）表示該航跡是確定的航跡；Bit7-6（10）表示該航跡是S模式下的航跡；Bit5（0）表示該航跡的置信度是正常的；Bit4（0）表示水平機(jī)動(dòng)探測(cè)為無(wú)。

Bit3-2（00）表示飛機(jī)的上升/下降檢測(cè)狀態(tài)顯示飛機(jī)維持現(xiàn)狀；Bit1（0）表示航跡狀態(tài)結(jié)束。

20 20對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是Communications/ACAS Capability and Flight Status（機(jī)載應(yīng)答機(jī)狀態(tài)和機(jī)載ACAS設(shè)備狀態(tài)以及飛機(jī)狀態(tài)），換算為二進(jìn)制是0010 0000 0010 0000，Bit16-14（001）表示記載應(yīng)答機(jī)支持Cmm.A和Comm.B通信；Bit13-11（000）表示飛機(jī)狀態(tài)正常；Bit10（0）表示應(yīng)答機(jī)有SI功能；Bit9固定為0；Bit8（0）表示沒(méi)有S模式特殊服務(wù)功能；Bit7（0）表示高度碼使用的分辨率是100英尺；Bit6（1）表示該飛機(jī)有識(shí)別碼。

結(jié)語(yǔ)

本文著重討論了CAT048的數(shù)據(jù)解析方法，并以一段CAT048數(shù)據(jù)為例，為大家解析雷達(dá)數(shù)據(jù)起到了借鑒作用。在實(shí)際應(yīng)用中，CAT01、CAT02、CAT034、CAT048涵蓋了所有的二次雷達(dá)的數(shù)據(jù)格式，這些數(shù)據(jù)都可以按照上述方法進(jìn)行分析。通過(guò)分析雷達(dá)數(shù)據(jù)，我們可以知道雷達(dá)的信號(hào)質(zhì)量，工作方式、工作內(nèi)容等參數(shù)，對(duì)于解決實(shí)際問(wèn)題有很大的作用。

參考文獻(xiàn)

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