王鈺

【摘要】近年來，隨著中國民航業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)地空通信要求越來越高，地空數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用發(fā)展可謂是重中之重。本文結(jié)合地空數(shù)據(jù)鏈的技術(shù)特點(diǎn)，針對(duì)其在空管監(jiān)視與通信系統(tǒng)間的串聯(lián)使用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】地空數(shù)據(jù)鏈 自動(dòng)化系統(tǒng) VHF

地空數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)墙柚诿窈綗o線電通信系統(tǒng)以及二次雷達(dá)的S模式作為地面信息系統(tǒng)與民用航空飛行器進(jìn)行數(shù)字化信息交互的一項(xiàng)技術(shù)。管制員和飛行員將會(huì)把CPDLC和現(xiàn)有的語音通訊相結(jié)合，這種形式預(yù)計(jì)將用在常規(guī)或繁雜的事物中。雖然初期的執(zhí)行還是要依賴當(dāng)前現(xiàn)用的程序，但隨著這套系統(tǒng)和程序?qū)淼陌l(fā)展，飛機(jī)和地面系統(tǒng)的功能自動(dòng)化程度都將大幅提高。

一、空管系統(tǒng)目前的地空通信狀況

目前空管系統(tǒng)現(xiàn)有的地面與機(jī)組之間進(jìn)行信息交互的雙向通信有HF和VHF，都是以傳輸模擬的話音信號(hào)為主，這樣工作存在的問題主要有三點(diǎn)：第一，信號(hào)覆蓋不好的地方容易出現(xiàn)話音失真，地面管制員和機(jī)組直接傳達(dá)的信息可能存在誤差；第二，難以抵抗外界出現(xiàn)的同頻干擾；第三，由于航班量的增加扇區(qū)的進(jìn)一步劃分每增加一個(gè)扇區(qū)就需要增加一個(gè)主頻及一個(gè)備頻，導(dǎo)致民航VHF資源緊張的同時(shí)也導(dǎo)致了很多二階互調(diào)三階互調(diào)造成的播道串?dāng)_。

信號(hào)在無線電通信的傳輸過程中總會(huì)由于干涉或者衍射產(chǎn)生畸變，如果通過數(shù)字信號(hào)進(jìn)行指令傳輸，則可以使用很多數(shù)字傳輸過程中使用的編碼技術(shù)對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行校驗(yàn)和糾錯(cuò)，一定程度上可以保證信息的完整和抗干擾能力。

二、地空數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)

（一）地空數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)，全稱為管制員一飛行員數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)（Controller Pilot data Link Communications，CPDLC），其主要功能是管制員與飛行員之間利用數(shù)據(jù)代替話音的空中交通管制手段，其應(yīng)用可以空中交通服務(wù)設(shè)施提供了數(shù)據(jù)鏈通信服務(wù)，包括標(biāo)準(zhǔn)格式的放行，申請(qǐng)，報(bào)告等等。可以彌補(bǔ)話音通信的信道擁擠、誤解、信號(hào)聽錯(cuò)、信號(hào)失真，信號(hào)破壞，以文本形式為飛行員提供當(dāng)時(shí)的管制信息。隨著國際SATCOM技術(shù)發(fā)展，CPDLC作為管制員與飛行員之間的一種通過使用數(shù)據(jù)鏈方式來進(jìn)行空中交通管制對(duì)話的通訊手段，己被國際航空公司和航行管制系統(tǒng)廣泛使用。

（二）地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

（1）航空交通管制員與駕駛員進(jìn)行空地?cái)?shù)據(jù)鏈通信，可以避免使用語音通信手段時(shí)，因通信距離、通信質(zhì)量、通信頻道擁擠造成的通信不暢或誤聽誤解語音含義帶來的安全隱患；同時(shí)可以大大降低飛行機(jī)組和管制員的工作負(fù)荷，增強(qiáng)空域活動(dòng)的安全裕度，減少飛行間隔；數(shù)據(jù)鏈設(shè)備經(jīng)型號(hào)批準(zhǔn)的飛機(jī)在經(jīng)批準(zhǔn)運(yùn)行區(qū)域的使用，可以加大運(yùn)行空域的交通流量，提高運(yùn)行效益。

（2） CPDLC為ATC服務(wù)工作提供空地?cái)?shù)據(jù)通訊。這包括ATC程序采取的一系列口頭術(shù)語相應(yīng)的指令許可、相關(guān)信息和請(qǐng)示等基本數(shù)據(jù)?？蔀楣苤茊T提供發(fā)布高度層指令、穿越限制指令、水平間距指令、更改航路和指令、速度指令、無線電頻率指令、請(qǐng)示各種信息的功能；可為飛行員提供回答和詢問信息，宣布或取消緊急情況的功能；另外還為飛行員提供向ATSU請(qǐng)求條件許可（下游）和信息的能力；“自由文本”功能使雙方在信息交流中不需要遵守正規(guī)格式；還有一個(gè)輔助功能是使一個(gè)地面系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)鏈將CPDLC傳送給另一個(gè)地面系統(tǒng)。

（3）管制員和飛行員將會(huì)把CPDLC和現(xiàn)有的語音通訊相結(jié)合。這種形式預(yù)計(jì)將用在常規(guī)或繁雜的事物中。雖然初期的執(zhí)行還是要依賴當(dāng)前現(xiàn)用的程序，但隨著這套系統(tǒng)和程序?qū)淼陌l(fā)展，飛機(jī)和地面系統(tǒng)的功能自動(dòng)化程度都將大幅提高。

三、地空數(shù)據(jù)鏈的未來應(yīng)用

以往監(jiān)視和通信總是分開的，都是通過管制員在屏幕上發(fā)現(xiàn)了雷達(dá)目標(biāo)以后，使用地空通信系統(tǒng)與機(jī)組進(jìn)行聯(lián)系，提供指揮服務(wù)。地空數(shù)據(jù)鏈的出現(xiàn)應(yīng)該能夠成為將監(jiān)視和通信串聯(lián)在一起的一項(xiàng)技術(shù)，試想一下如果我們將監(jiān)視系統(tǒng)自動(dòng)化處理和通信系統(tǒng)組合在一起可能會(huì)有什么樣的效果：

（1）自動(dòng)化系統(tǒng)在雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示終端可以根據(jù)各個(gè)飛機(jī)的飛行狀態(tài)將常用的指揮指令提供給管制員進(jìn)行選擇，管制員想對(duì)固定飛行器發(fā)送指令只需點(diǎn)擊目標(biāo)選擇指令即可。

（2）雷達(dá)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃相關(guān)的航班位置以后，自動(dòng)化系統(tǒng)將根據(jù)RDP中該航班所屬的扇區(qū)席位發(fā)送的指令傳送到服務(wù)器中的通信系統(tǒng)處理模塊。而通信系統(tǒng)處理模塊再根據(jù)監(jiān)視數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)該航空器地理上最靠近的一個(gè)或幾個(gè)VHF臺(tái)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。

（3）機(jī)載設(shè)備則會(huì)根據(jù)接收到信息的有效性之后向地面VHF接收機(jī)發(fā)送一個(gè)接收正確或者誤碼重發(fā)的應(yīng)答信息給自動(dòng)化系統(tǒng)的通信系統(tǒng)處理模塊。而機(jī)組向地面管制員發(fā)送的信息則會(huì)通過機(jī)載設(shè)備將語音轉(zhuǎn)換為文字，通過地空數(shù)據(jù)鏈傳送到通信系統(tǒng)處理模塊再發(fā)送給對(duì)應(yīng)的席位的雷達(dá)顯示終端上，以彈窗的形式顯示出來。

（4）因?yàn)槊總€(gè)指令和訊息都可以根據(jù)S模式雷達(dá)識(shí)別的24位地址碼來定向發(fā)送，對(duì)于某個(gè)扇區(qū)的席位發(fā)送的指令會(huì)在RDP的處理之下選擇對(duì)應(yīng)扇區(qū)的臺(tái)站發(fā)送，而非接收指令的機(jī)載設(shè)備也會(huì)屏蔽掉不是給自己的通信數(shù)據(jù)。因此一個(gè)管制區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)所有扇區(qū)可以使用同一頻率進(jìn)行通信能夠很大程度的節(jié)約民用航空的甚高頻資源。

（5）將通信信息數(shù)字化以后記錄儀能夠存儲(chǔ)的信息量也會(huì)成倍的增長(zhǎng)，一段話音音頻信號(hào)可能需要幾百KB的大小，而同等信息量的文字也許僅需不到1KB的存儲(chǔ)空間。記錄數(shù)據(jù)的‘輕量化也為數(shù)據(jù)的記錄和提取達(dá)到了提高效率的作用。

四、結(jié)束語

本文對(duì)地空數(shù)據(jù)鏈的原理進(jìn)行了介紹，并結(jié)合地空數(shù)據(jù)鏈的技術(shù)特點(diǎn)，針對(duì)其在空管監(jiān)視與通信系統(tǒng)間的串聯(lián)使用進(jìn)行探討。希望能給大家?guī)韼椭?，共同學(xué)習(xí)與探討，文中不妥之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。