地空數據鏈在民航的應用與發展探討

袁懿

（中國民航青島空中交通管理站，山東 青島 266000）

民航運輸機構的廣泛應用增加了民航往來的業務量。現在廣泛應用于管制通信的有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。地空數據通信系統具有傳輸迅速、可靠性較高等優勢，在民航通信領域應用十分廣泛。

地空數據鏈屬于一種使用無線網絡通信技術與應用協議，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模式當作數據鏈傳輸媒介，用于機體與地面系統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合力結合在一起，不僅能夠在一定程度上減少航班運行費用，還能夠對航班運行效率起到一定的提升作用。

1 我國民航地空數據通信系統

1.1 建設地空通信網絡

第一期建設始于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），可以將除少數區域西部航路外的所有地區覆蓋住。21世紀初期，我國已創建80多個ACARS遠端地面站，為國內外航空機構供應了整體化的國際地空數據通信服務。

1.2 建設基礎設施

創建網絡運行控制管理中心（NOC）及有關運行的輔助體系，然后對數據鏈系統國際路由器（ICR）系統進行升級。

1.3 組織人員培訓

定期組織同ARINC、AEROTHAI的技術交流討論會，從技術和服務水平上培養高素質NOC人才；定期組織技術人員參與專業技能和知識的培訓，提高技術人員的綜合素質。

1.4 以數據鏈服務系統為基礎的建設

我國航空公司現在應用的運行控制系統（AOC系統）采用地空數據鏈與飛機這兩者間雙向進行數據通信，比如可以傳遞更新后的航班計劃給飛機。裝有ACARS系統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。地空數據鏈體系主要由地空數據通信網絡、機載系統（軟硬件）和地面系統3部分構成。與此同時，構建氣象上傳服務系統，能夠及時記錄全球約4 000個機場及周邊區域的實況、特選氣象資料等信息。

2 地空數據鏈系統在中國民航的應用

2.1 飛機在準備起飛之前的放行服務

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

2.2 數字自動化終端區信息服務

數字自動化終端區信息服務（D-ATIS：Digital Auto Terminal Information Service），指經地空數據通信渠道為機場提供ATIS信息服務，每架飛機均需裝有相應的硬件設備支持和機載軟件，它具有數據傳輸速度飛快、降低管制人員工作強度等獨特優勢。

2.3 管制飛行員數據鏈通信和自動監視

該數據鏈通信（CPDLC）供應用在ATS上的地空數據通信，涵蓋與現在采用的話音模式相應的一套請求、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管制工作者是經過地空數據鏈進行管制命令數據通信，具有迅速的雙向數據通信。CPDLC在數據鏈基礎上進行通信，VHF是視距通信。CPDLC可以供應可靠的地空通信，降低飛行員和管理員的工作負荷。

2.4 當前的地空數據通信系統（ACARS）

ACARS是飛機通信、查詢和報告體系，大多數情況下是數據服務于商向航空公司，為其供應相關服務，現今已發展至空中交通管理運輸和服務領域。該體系大部分的組成結構是地空數據通信網絡、機載設備系統以及地面應用系統。

3 地空數據鏈系統在中國民航的發展前景

3.1 下一代地空數據通信系統——VDL Mode 2

現在有4種VDL設計標準（VDL Mode 1，2，3，4數據鏈標準）符合7層開放式系統結構。數據鏈體系是通信子網的范疇，該標準定義于傳輸層下面的物理層、網絡層、鏈路層的標準，VDL Mode 1，2和3數據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ATN

ATN屬于新一代航空電信網絡，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）研究發現，在21世紀初逐步應用。ATN不是一種全新研發的底層通信網絡，它是一種集合多種子網來完成統一數據傳輸服務的互聯網絡，專用于全世界地空一體化的航空專用網絡，可以提供安全性高、高效、可靠的航空通信服務。ATN屬于國際民航網絡，不僅具有良好的系統安全機制，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，使現存的多種通信子網構成一個整體，可以繼承并發展已有投資，保持穩定過渡。

4 總結

民航部門對現代通信技術要求十分高。當前，人們對于民航地空數據通信技術非常關注，現在廣泛應用于管制通信的有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。地空數據通信系統的應用越來越廣泛。現在使用的S模式數據鏈具有簡便、覆蓋率高等優勢。ATN不僅具有良好的系統安全機制，還能維持地空一體的無縫通信，不會由于部分故障而失效，所以該應用會得到廣泛認可。

參考文獻：

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