地空數(shù)據(jù)鏈在民航的應(yīng)用與發(fā)展探討

袁懿

（中國民航青島空中交通管理站，山東 青島 266000）

民航運輸機構(gòu)的廣泛應(yīng)用增加了民航往來的業(yè)務(wù)量?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用于管制通信的有2種：高頻（HF）和甚高頻（VHF）話音通信，常直接影響到飛機飛行安全及航班準點。地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有傳輸迅速、可靠性較高等優(yōu)勢，在民航通信領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。

地空數(shù)據(jù)鏈屬于一種使用無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與應(yīng)用協(xié)議，順利完成航空飛行器和地面信息管理體系這兩者間實際信息的交換體系。把HF、SATCOM的S模式當作數(shù)據(jù)鏈傳輸媒介，用于機體與地面系統(tǒng)兩者間自動信息的傳輸，使飛機同地面的工作人員和空管自動化系統(tǒng)合力結(jié)合在一起，不僅能夠在一定程度上減少航班運行費用，還能夠?qū)桨噙\行效率起到一定的提升作用。

1 我國民航地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

1.1 建設(shè)地空通信網(wǎng)絡(luò)

第一期建設(shè)始于20世紀20年代末期，直至21世紀初期，已建立80多個VHF遠端地面站（RGS），可以將除少數(shù)區(qū)域西部航路外的所有地區(qū)覆蓋住。21世紀初期，我國已創(chuàng)建80多個ACARS遠端地面站，為國內(nèi)外航空機構(gòu)供應(yīng)了整體化的國際地空數(shù)據(jù)通信服務(wù)。

1.2 建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施

創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)運行控制管理中心（NOC）及有關(guān)運行的輔助體系，然后對數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)國際路由器（ICR）系統(tǒng)進行升級。

1.3 組織人員培訓(xùn)

定期組織同ARINC、AEROTHAI的技術(shù)交流討論會，從技術(shù)和服務(wù)水平上培養(yǎng)高素質(zhì)NOC人才；定期組織技術(shù)人員參與專業(yè)技能和知識的培訓(xùn)，提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。

1.4 以數(shù)據(jù)鏈服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的建設(shè)

我國航空公司現(xiàn)在應(yīng)用的運行控制系統(tǒng)（AOC系統(tǒng)）采用地空數(shù)據(jù)鏈與飛機這兩者間雙向進行數(shù)據(jù)通信，比如可以傳遞更新后的航班計劃給飛機。裝有ACARS系統(tǒng)的任何一架飛機具有自己獨特的ACARS地址，任何地址均不相同。地空數(shù)據(jù)鏈體系主要由地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、機載系統(tǒng)（軟硬件）和地面系統(tǒng)3部分構(gòu)成。與此同時，構(gòu)建氣象上傳服務(wù)系統(tǒng)，能夠及時記錄全球約4 000個機場及周邊區(qū)域的實況、特選氣象資料等信息。

2 地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在中國民航的應(yīng)用

2.1 飛機在準備起飛之前的放行服務(wù)

飛機在準備起飛之前的放行服務(wù)（PDC：Pre-Departure Clearance），這項技術(shù)應(yīng)用在機場塔臺管制席位，經(jīng)地空數(shù)據(jù)通信方式通知將飛機放行。每架飛機均裝有相對應(yīng)的硬件設(shè)備支持和機載軟件。它具有數(shù)據(jù)傳輸速度飛快、降低管制人員工作強度等獨特優(yōu)勢。

2.2 數(shù)字自動化終端區(qū)信息服務(wù)

數(shù)字自動化終端區(qū)信息服務(wù)（D-ATIS：Digital Auto Terminal Information Service），指經(jīng)地空數(shù)據(jù)通信渠道為機場提供ATIS信息服務(wù)，每架飛機均需裝有相應(yīng)的硬件設(shè)備支持和機載軟件，它具有數(shù)據(jù)傳輸速度飛快、降低管制人員工作強度等獨特優(yōu)勢。

2.3 管制飛行員數(shù)據(jù)鏈通信和自動監(jiān)視

該數(shù)據(jù)鏈通信（CPDLC）供應(yīng)用在ATS上的地空數(shù)據(jù)通信，涵蓋與現(xiàn)在采用的話音模式相應(yīng)的一套請求、放行等標準，能夠完成管制工作者與飛行工作者之間的雙向信息交換及管制移交等許多功能。CPDLC管制工作者是經(jīng)過地空數(shù)據(jù)鏈進行管制命令數(shù)據(jù)通信，具有迅速的雙向數(shù)據(jù)通信。CPDLC在數(shù)據(jù)鏈基礎(chǔ)上進行通信，VHF是視距通信。CPDLC可以供應(yīng)可靠的地空通信，降低飛行員和管理員的工作負荷。

2.4 當前的地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（ACARS）

ACARS是飛機通信、查詢和報告體系，大多數(shù)情況下是數(shù)據(jù)服務(wù)于商向航空公司，為其供應(yīng)相關(guān)服務(wù)，現(xiàn)今已發(fā)展至空中交通管理運輸和服務(wù)領(lǐng)域。該體系大部分的組成結(jié)構(gòu)是地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、機載設(shè)備系統(tǒng)以及地面應(yīng)用系統(tǒng)。

3 地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在中國民航的發(fā)展前景

3.1 下一代地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)——VDL Mode 2

現(xiàn)在有4種VDL設(shè)計標準（VDL Mode 1，2，3，4數(shù)據(jù)鏈標準）符合7層開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)鏈體系是通信子網(wǎng)的范疇，該標準定義于傳輸層下面的物理層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層的標準，VDL Mode 1，2和3數(shù)據(jù)鏈鏈路層與物理層間的層次對比相似，與ACARS相比較，在性能上VDL Mode 2有很大差異，功能更全。選取ICAO標準，可以全球兼容，更使得傳輸速率改善了一個數(shù)量級，同時也會降低錯誤率，將時間減少至一半以下。

3.2 航空電信網(wǎng)ATN

ATN屬于新一代航空電信網(wǎng)絡(luò)，作為新航行體系的主要組成部分，是從20世紀中期由國際民航組織（ICAO）研究發(fā)現(xiàn)，在21世紀初逐步應(yīng)用。ATN不是一種全新研發(fā)的底層通信網(wǎng)絡(luò)，它是一種集合多種子網(wǎng)來完成統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，專用于全世界地空一體化的航空專用網(wǎng)絡(luò)，可以提供安全性高、高效、可靠的航空通信服務(wù)。ATN屬于國際民航網(wǎng)絡(luò)，不僅具有良好的系統(tǒng)安全機制，也能維持地空一體的無縫通信，不會由于部分故障而失效，而且還具備端至端的通信，使現(xiàn)存的多種通信子網(wǎng)構(gòu)成一個整體，可以繼承并發(fā)展已有投資，保持穩(wěn)定過渡。

4 總結(jié)

民航部門對現(xiàn)代通信技術(shù)要求十分高。當前，人們對于民航地空數(shù)據(jù)通信技術(shù)非常關(guān)注，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于管制通信的有2種通信頻道，受多種因素的干擾，不利于飛機飛行安全及航班準點。地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)在使用的S模式數(shù)據(jù)鏈具有簡便、覆蓋率高等優(yōu)勢。ATN不僅具有良好的系統(tǒng)安全機制，還能維持地空一體的無縫通信，不會由于部分故障而失效，所以該應(yīng)用會得到廣泛認可。

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