浅析AirNet空管自动化系统中气象数据的引接

刘彦蛟 翟政腾

摘 要：AirNet自动化系统作为阿克苏空管站唯一一套自动化设备，承担着管制对空指挥的重要任务。由于阿克苏机场为军民合用机场，军航和民航所用的高度修正不同，为满足AirNet自动化系统能实时进行精确的高度切换，技保人员从气象观测系统接入数据，能够使自动化系统读取到精确的气压高度值。本文以阿克苏空管站为例介绍AirNet空管自动化系统中气象数据的处理及信号引接。

关键词：AirNet自动化系统;气象AWOS;QNH;高度切换

引言

阿克苏空管站（下简称：空管站）实施中低空ADS-B管制运行以来，AirNet自动化系统就作为管制主要的对空指挥手段，是确保安全运行的重要设备。阿克苏机场为军民合用机场，在本场50km区域内需要使用QFE（场面气压）高度，在本场50km区域外使用QNH（修正海平面气压）高度。由于系统版本较为落后的局限性，如何能在AirNet自动化系统中实时进行QNH和QFE的切换，是厂家和技保人员需要迫切解决的问题。本文就自动化系统QNH数据处理和从AWOS（自动气象观测系统）中引接气象数据的信号引接方式等方面做一阐述。

1 AirNet自动化系统信号处理

AirNet空管自动化系统作为空管部门的核心设备，具备处理多种数据的功能，如接入的各类监视数据（雷达、ADS-B、MLAT、ADS-C等）、各类意图数据（AFTN、AIDC、CPDLC）、各类辅助数据（GPS、QNH、GRIB、停机位）、主用自动化系统同步数据（综合航迹、飞行数据等）等。该系统为管制提供系统综合航迹处理及显示、飞行计划信息处理及显示、自动相关、去相关等功能。空管站接入的监视数据有本场的二次雷达数据、本场ADS-B地面站数据和从乌鲁木齐回传的12路ADS-B数据，意图数据有从空管站安装的航管科技的自动转报系统接入的AFTN转报数据，辅助数据有从空管站安装的北京东进的NTP时钟服务器接入的GPS信号和从空管站AWOS（自动气象观测系统）接入的气压数据。下面以图1信号接入拓扑图所示来说明这些信号的引接方式。

信号接入所用的设备有MPDC-I通信网关、NPort（串口通信服务器）和数据分配器（DS-8）。系统配置的MPDC-I通信网关使得外部输入的数据与系统之间的接口变得简单，外部数据通信协议及格式的变化不会对系统产生影响。通过增加MPDC-I通信网关的数量即可增加系统的输入接口。MPDC-I通信网关是由成都民空管科技发展有限公司自主研发生产的智能通信网关，配置有冗余双电源，能提供16个同/异步通信口和1个RJ45的IP口和1个参数适配口，完成同步或异步协议转IP的任务，该设备作为本系统单雷达数据的同步接口设备。系统配置的MOXA公司NPort用于完成异步数据如AFTN、GPS、QNH等数据接入。该设备提供8个异步通信口和1个RJ45的IP口，完成异步协议转IP的任务。数据分配器采用成都民航空管科技发展有限公司的有源分配器产品DS-8。该产品配置有冗余双电源，可对信号源进行一分八，对传输的信号强度衰减少;能对同/异步数据进行数据分配;采用25PINs RS232接口，可手动设置同步、异步方式、速率、DTE、DCE等参数，具备工作状态和数据有无指示灯。

2 QNH数据处理

QNH数据的处理主要在AirNet自动化系统的MSDP（监视数据处理）服务器中的QNH子系统完成。QNH子系统从异步串行通信接口中接收QNH数据，检查QNH数据的完整性，组装出完整QNH数据，在解析出QNH数据中的数据项后，将QNH值写入系统共享数据队列。

QNH子系统对数据的解析过程遵循以下格式：

QNH：YYYY-MM-DDhh：mm：ssnnnn.nn。

其中 、、、、、为控制字符，ASCII码分别为：0x01、0x02、0x03、0x0D、0x0A、0x20。

QNH子系统主要由数据接收、数据解析、数据处理等三个功能模块组成，系统模块见下图2：

QNH子系统在接收到完整的QNH数据后，根据规定的数据格式，解析相应的数据项的值，如机场四字码、日期和时间、QNH值（只取整数部分）。对系统需要的QNH区域的QNH值进行有效性检查，如果QNH值在850至1100之间，就将该值写入系统共享数据队列。QNH子系统数据流如下图3：

QNH子系统运行所需参数XML数据文件形式存放在系统参数目录/home/cdatc/AirNet/config中。参数在DBM子系统中的“QNH离线参数”配置界面进行配置。

3 AWOS数据引接

在AirNet自动化系统中，实现QNH和QFE的实时切换，就需要有精确的QNH数据。在未接入气象AWOS数据前，空管站自动化系统的QNH数据主要由气象的METAR报文提供，再根据QNH和QFE的高度对照表进行切换。由于METAR报文为每小时获取到一份，所以无法进行精确的QNH和QFE的数据切换。为解决这一问题，技保人员和厂家协商后将自动气象观测系统输出的航标9格式的气压数据接入到自动化系统中以获取实时的QNH数据。

空管站现有一套自动气象观测系统，其包含跑道09（大气透射仪、云高仪、自动气象站）、跑道MID（大气透射仪、独立风站）、跑道27（大气透射仪、前向散射仪、云高仪、自动气象站）共9套设备，由维萨拉厂家软件系统AviMet7.2.4运算生成并显示各类气象数据。AirNet自动化系统从气象机柜的TS16MEI（串口服务器）引接一路数据到自动化机柜的DS-8数据分配器中，分出两路信号至自动系统A机柜的Nport-A和自动化系统B机柜的Nport-B，再从Nport分别接到自动化系统的A网和B网的核心交换机中。AWOS信号流程见下图4：

从气象机柜的TS16引出的线序为RJ45 568B的线序，到DS-8数据分配器接入的信号为DB25的信号，线序定义如下表1：

将线接好后，需要在Nport中对端口数据进行配置，具体配置步骤如下表2：

4 结束语

将气象数据接入AirNet自动化系统中，理论上可以实现QNH数据的实时显示问题。自动化系统如何解析航标9格式的数据，将在后续的维护过程中继续探究。本文从空管站的这套低版本AirNet自动化系统的信号引接和QNH处理子系统出发，将气象数据的引接和相關配置方面做一详述，希望在日常维护中对技保人员能有所帮助。

参考文献

[1]成都民航空管科技发展有限公司.AirNet空管自动化系统技术手册_v1.0.

[2]尹德秀.AirNet空管自动化系统信号引接方式[J].电脑知识与技术，2016，012（036）：272-273

[3]35-民用航空气象 第9部分 自动气象观测系统数据输出格式 MHT4016_9-2011

[4]方丹.AirNet空管自动化系统的设计与功能研究[J].数字技术与应用，2010，000（009）：P.11-11