地空数据链中的报文内容分析

展翌娜

摘 要 随着人们生活水平的提高，民航业进入快速发展的时期，据统计，飞机已经成为最安全、最快捷的出行方式之一。同时民航的设备及技术手段也在经历日新月异的升级。目前，新一代通信、导航、监视和空中交通管理体系CNS/ATM正在研究及建设中，这一体系实现的技术基础是建立一个新型的航空电信网ATN。其中有一项重要的研究内容，就是开发地空数据链的技术和应用。文章先对地空数据链作总体介绍，再重点介绍空中交通管制部门的应用—CPDLC，最后举例分析了典型的电报，研究了报文的格式和内容。

关键词 地空数据链；交通管制；CPDLC；电报

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0060-01

1 分析背景

地空数据链系统是一种在飞机和地面系统之间进行数据传输的技术。传输的方式有手动、自动；传输的信息包括飞机当前位置、发动机数据、管制指令、气象信息等；传输的媒介有VHF数据链、卫星数据链等。对空管部门来说，地空数据链就是将机载系统（飞行人员）与自动化系统（管制人员）有效联系在一起的数据系统。

2 分析内容

2.1 地空数据链介绍

目前的空中交通管制方式，管制员与飞行员沟通主要是通过VHF语音通话，VHF数据链报文传输则是数据通信，两者的区别相当于手机通信中打电话和发短信的区别。语音通话类似于日常生活中的打电话，可以直接的沟通；报文通信相当于发短信，优点是：内容清晰、机载系统或管制系统可以直接提取数据，避免语言误差等。

中国民航地空通信的现状是：不断增加的管制服务要求与有限且拥挤的频率资源之间存在需求矛盾，语音通话需要一直占用某频率，而报文通信可以共用频率资源，解决了资源的问题；语音通话由于语言差异、发音标准程度不同等有可能产生误差，报文通信可靠、准确，避免了误差的产生。

综上所述，地空数据链报文通信将成为语音通信重要的替代和补充手段。

2.2 地空数据链的分类

目前的地空数据链技术主要有以下几种：SSR MODES（S模式二次雷达数据链）、VDL MODE-1（甚高频数字数据链 模式1）、VDL MODE-2（甚高频数字数据链 模式2）、VDL MODE-3（甚高频数字数据链 模式3）、VDL MODE-4（甚高频数字数据链 模式4）、HF DATALINK（高频数据链）、GEOS（卫星数据链）、MLS（微波着陆系统数据链）、NAVAIDS DATALINK（导航数据链）和ACARS（飞机通信和寻址报告系统）。

2.3 CPDLC介绍

地空数据链业务在航空公司、空中交通管制、机场均有应用，其中在空中交通管理领域最重要的应用是CPDLC（Controller-Pilot Data Link Communication）管制员-飞行员数据链通信系统。该系统提供空中交通管制（ATC）服务的地空数据通信，进行空中交通管制的放行、情报、请求等电报。这些电报包括通信频率指配、飞行高度指配、速度指配、管制移交、航路变更、通过限制通知、偏离航路告警、航路改变和放行等内容。CPDLC支持管制员＼飞行员双向通信，可以发送ICAO标准报文集里的182种上行报文和80种下行报文，可以实现保报文方式的管制移交，它将会成为主要的通信方式，因为它具有减少“misunderstanding”、减少语音通道资源的占用、支持自动发送、有历史记录查询等优点。

由此可见，飞机发出的电报经过VHF地面站或通信卫星，传到网络运行控制中心（在国内这个网控中心就是数据公司ADCC），网控中心经由各种传输网（国内以帧中继网络为主），将电报送到全国的各个地空数据链网关（网关可以有很多个），网关再将电报送到业务终端系统中，终端用户包括航空公司、管制部门、机场等。

飞机接收的报文流向和发出的流向是完全逆向的过程，各终端用户将电报发送到数据链网关，网关再将电报发送到网控中心，最后网控中心通过VHF地面站或通信卫星将电报传送给飞机。

CPDLC链路的建立是首先飞行员向ATC管制单位通告数据链能力，地面ATC管制单位在被通告之后，主动链接飞机的机载设备。CPDLC链接只能由工作站发起，每架飞机在同一时间最多只能和两个ATC管制单位有链接，但是只有一个管制单位有权利进行管制。在进入CPDLC空域之前，CPDLC链接应该已经建立并保持了15到45分钟。建链以后可以进行管制指挥、管制移交、航路变更等操作。当ATC管制单位想要结束链接时，机载设备接收到管制单位的“END SERVICE”，飞行员发送一个“DISCONNECT”消息就会断开与当前ATC管制单位的CPDLC链接，继续与下一个ATC管制单位链接，如果不需要与下一个ATC管制单位链接，该飞机就会结束CPDLC链接，这些步骤对飞行员而言都是透明的。

2.4 地空数据链CPDLC中的电报报文解读

以下分解2个典型的报文：

解读：这是一架从三藩市飞往匹兹堡的航班，飞机尾翼号N370 US Air、报文类型Q1（地空数据链报文规范格式中的起飞/落地报）、起飞时间0743、油量300公升……，报文给出了航班起飞必要的数据。

这是一个国内的报文应用：

_QU SHAUOFM --签派七字码

.BJSXCXA 310417 --ADCC网控中心转报时间

_DEP --起飞报

FI FM454/AN B-2577 --航班号、机型

DT BJS KMG 310417 M12A --RGS站（地面站）代码、收报时间

--OUT REPORT --飞机发出

DEP ZUGY，OUT 1542，FOB 86 --起飞机场、滑出时间、机载油量

解读：这是一架贵阳起飞的上航航班FM454，机型B-2577、起飞时间1542、油量86公升、飞机发出、从昆明地面站接收到、入ADCC网控中心的时间是310417、签派四字码为SHAUOFM、发的是SITA格式的QU等级电报。

3 分析结论

由上两个举例可以看出，CPDLC报文是符合AFTN（空管部门）或SITA（航空公司）格式的，走在转报网络上，能够给相关部门提供必要的信息。对报文内容的了解有助于实际工作的开展，能够为管制部门及航空公司提供更好的服务。

4 结束语

地空数据链在航空公司已经应用的比较广泛了，在空中交通管制部门的应用也呈上升趋势，新一代空中交通管理体系的发展，必然会带动地空数据链的发展。

参考文献

[1]毕心安.地空数据链应用及技术[J].通信世界，2001（08）.

[2]谭锡荆.航空电信网络ATN[Z].

[3]戴苏榕，徐晓辉，王瑾.地空数据链传输内容的研究[J].现代电子技术，2005（21）.

[4]钟青，张其善.VHF地空数据链网关信息处理模式分析[J].航空学报，2001（1）.endprint