地空數據鏈中的報文內容分析

展翌娜

摘 要 隨著人們生活水平的提高，民航業進入快速發展的時期，據統計，飛機已經成為最安全、最快捷的出行方式之一。同時民航的設備及技術手段也在經歷日新月異的升級。目前，新一代通信、導航、監視和空中交通管理體系CNS/ATM正在研究及建設中，這一體系實現的技術基礎是建立一個新型的航空電信網ATN。其中有一項重要的研究內容，就是開發地空數據鏈的技術和應用。文章先對地空數據鏈作總體介紹，再重點介紹空中交通管制部門的應用—CPDLC，最后舉例分析了典型的電報，研究了報文的格式和內容。

關鍵詞 地空數據鏈；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

地空數據鏈系統是一種在飛機和地面系統之間進行數據傳輸的技術。傳輸的方式有手動、自動；傳輸的信息包括飛機當前位置、發動機數據、管制指令、氣象信息等；傳輸的媒介有VHF數據鏈、衛星數據鏈等。對空管部門來說，地空數據鏈就是將機載系統（飛行人員）與自動化系統（管制人員）有效聯系在一起的數據系統。

2 分析內容

2.1 地空數據鏈介紹

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數據鏈報文傳輸則是數據通信，兩者的區別相當于手機通信中打電話和發短信的區別。語音通話類似于日常生活中的打電話，可以直接的溝通；報文通信相當于發短信，優點是：內容清晰、機載系統或管制系統可以直接提取數據，避免語言誤差等。

中國民航地空通信的現狀是：不斷增加的管制服務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、發音標準程度不同等有可能產生誤差，報文通信可靠、準確，避免了誤差的產生。

綜上所述，地空數據鏈報文通信將成為語音通信重要的替代和補充手段。

2.2 地空數據鏈的分類

目前的地空數據鏈技術主要有以下幾種：SSR MODES（S模式二次雷達數據鏈）、VDL MODE-1（甚高頻數字數據鏈 模式1）、VDL MODE-2（甚高頻數字數據鏈 模式2）、VDL MODE-3（甚高頻數字數據鏈 模式3）、VDL MODE-4（甚高頻數字數據鏈 模式4）、HF DATALINK（高頻數據鏈）、GEOS（衛星數據鏈）、MLS（微波著陸系統數據鏈）、NAVAIDS DATALINK（導航數據鏈）和ACARS（飛機通信和尋址報告系統）。

2.3 CPDLC介紹

地空數據鏈業務在航空公司、空中交通管制、機場均有應用，其中在空中交通管理領域最重要的應用是CPDLC（Controller-Pilot Data Link Communication）管制員-飛行員數據鏈通信系統。該系統提供空中交通管制（ATC）服務的地空數據通信，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容。CPDLC支持管制員＼飛行員雙向通信，可以發送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、支持自動發送、有歷史記錄查詢等優點。

由此可見，飛機發出的電報經過VHF地面站或通信衛星，傳到網絡運行控制中心（在國內這個網控中心就是數據公司ADCC），網控中心經由各種傳輸網（國內以幀中繼網絡為主），將電報送到全國的各個地空數據鏈網關（網關可以有很多個），網關再將電報送到業務終端系統中，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出的流向是完全逆向的過程，各終端用戶將電報發送到數據鏈網關，網關再將電報發送到網控中心，最后網控中心通過VHF地面站或通信衛星將電報傳送給飛機。

CPDLC鏈路的建立是首先飛行員向ATC管制單位通告數據鏈能力，地面ATC管制單位在被通告之后，主動鏈接飛機的機載設備。CPDLC鏈接只能由工作站發起，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利進行管制。在進入CPDLC空域之前，CPDLC鏈接應該已經建立并保持了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管制單位想要結束鏈接時，機載設備接收到管制單位的“END SERVICE”，飛行員發送一個“DISCONNECT”消息就會斷開與當前ATC管制單位的CPDLC鏈接，繼續與下一個ATC管制單位鏈接，如果不需要與下一個ATC管制單位鏈接，該飛機就會結束CPDLC鏈接，這些步驟對飛行員而言都是透明的。

2.4 地空數據鏈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（地空數據鏈報文規范格式中的起飛/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據。

這是一個國內的報文應用：

_QU SHAUOFM --簽派七字碼

.BJSXCXA 310417 --ADCC網控中心轉報時間

_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 --飛機發出

DEP ZUGY，OUT 1542，FOB 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、飛機發出、從昆明地面站接收到、入ADCC網控中心的時間是310417、簽派四字碼為SHAUOFM、發的是SITA格式的QU等級電報。

3 分析結論

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，走在轉報網絡上，能夠給相關部門提供必要的信息。對報文內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。

4 結束語

地空數據鏈在航空公司已經應用的比較廣泛了，在空中交通管制部門的應用也呈上升趨勢，新一代空中交通管理體系的發展，必然會帶動地空數據鏈的發展。

參考文獻

[1]畢心安.地空數據鏈應用及技術[J].通信世界，2001（08）.

[2]譚錫荊.航空電信網絡ATN[Z].

[3]戴蘇榕，徐曉輝，王瑾.地空數據鏈傳輸內容的研究[J].現代電子技術，2005（21）.

[4]鐘青，張其善.VHF地空數據鏈網關信息處理模式分析[J].航空學報，2001（1）.endprint