杜斐然

中國民用航空華北地區(qū)空中交通管理局內(nèi)蒙古分局 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070

我國民航ADS―B的應(yīng)用構(gòu)架主要包括ADS―B地空數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)傳輸處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用三個方面。地空數(shù)據(jù)交換由航空器和ADS―B地面站協(xié)作完成，航空器發(fā)射廣播式的DF―17下行信號，地面站處理所收集到的DF―17下行信號后生產(chǎn)ASTERIX CAT21格式的監(jiān)視數(shù)據(jù)報文，ASTERIX CAT21數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送至三級數(shù)據(jù)站進行數(shù)據(jù)處理，再由三級數(shù)據(jù)站將處理后的信號送至自動化系統(tǒng)提供給空中交通管制人員使用。2018年民航內(nèi)蒙古空管分局就在轄區(qū)范圍內(nèi)安裝多部ADS―B地面站設(shè)備，如今均已具備接入自動化系統(tǒng)的條件，部分地面站信號已經(jīng)投入使用。

如何報文解析

以較為常用的ASTERIX CAT21 v2.1版本為例，表1所例舉的內(nèi)容為使用wireshark 3.2.6版本抓包軟件抓取的一條ADS―B數(shù)據(jù)報。如何解讀ADS―B數(shù)據(jù)報并加以了利用呢，下面我們來一起進行解讀。CAT 21數(shù)據(jù)由四部分內(nèi)容組成，首先是數(shù)據(jù)類型字段(CATEGORY)有1字節(jié)的固定長度，其次是長度字段(LENGTH)有2字節(jié)的固定長度，然后是字段描述部分(FSPEC)為1字節(jié)至7字節(jié)的不固定長度，最后是數(shù)據(jù)項字段(DATA ITEMS)為不固定長度。

表1 截取報文解讀

因為接收到的數(shù)據(jù)均為十六進制數(shù)，首字節(jié)位的15換算為十進制數(shù)為21，數(shù)據(jù)類型字段21表示該數(shù)據(jù)段為自動相關(guān)監(jiān)視數(shù)據(jù)。之后2字節(jié)為整段數(shù)據(jù)的長度，用來表示數(shù)據(jù)類型字段、數(shù)據(jù)長度字段、字段描述部分和數(shù)據(jù)項字段的總長度。十六進制的0057換算為二進制為87，根據(jù)表1可知數(shù)據(jù)類型字段、數(shù)據(jù)長度字段、字段描述部分和數(shù)據(jù)項字段的總長度為87字節(jié)。由于字段描述部分為不固定長度，所以首先應(yīng)該判斷字段描述部分的實際長度。首先將十六進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)據(jù)，描述部分的每一字節(jié)均可轉(zhuǎn)化為8位二進制數(shù)，字段描述部分的每一位均對應(yīng)一個(UAP)用戶應(yīng)用描述表，二進制數(shù)從左至右對應(yīng)用戶應(yīng)用描述表(UAP)從低到高的每一位，當該位為1時表示存在相應(yīng)內(nèi)容，當該位為0時表示不存在相應(yīng)內(nèi)容。(UAP)用戶應(yīng)用描述表的第8位及8的整數(shù)倍位置均為字段延伸位(FX)，當FX為1時表示有后續(xù)字段，當FX為0時表示沒有后續(xù)字段。FSPEC字段首字節(jié)的十六進制的FF換算為二進制數(shù)為1111 1111，即表示對應(yīng)UAP表的1至7位均為1。第8位FX位為1表示存在后續(xù)字段，即FF后的9F也為FSPEC字段，十六進制的9F變換為2進制數(shù)為1001 1111，即2進制數(shù)從左至右分別對應(yīng)UAP表的8至14位，9F的FX位為1則表示后續(xù)FB字段同樣為FSPEC字段。使用這樣的判斷方式，依此類推A4的FX位為0，可知FSPEC字段為FF 9F FB DB C3 A4。FSPEC字段第二字節(jié)的1001 1111表示對應(yīng)的表2的用戶應(yīng)用描述表(UAP)中072項速度的適用性時間、080項目標地址、073項接收位置信息的時間、074項高精度接收位置信息的時間、075項接收信息的時間速度這幾項是存在的，150項空速和151項真空速不存在。所以FSPEC字段后的數(shù)據(jù)項字段內(nèi)容依次為010項數(shù)據(jù)源識別標識、040項目標報告描述、161項航跡號、015項服務(wù)標識、071項相應(yīng)位置時間、130項84坐標系位置等。

表2 用戶應(yīng)用描述表

在知道每一字節(jié)數(shù)據(jù)所代表的數(shù)據(jù)后，我們需要對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行解析獲得我們需要的內(nèi)容。拿幾個常用的數(shù)據(jù)項進行舉例說明，例如010項數(shù)據(jù)源識別標識，根據(jù)CAT 21的數(shù)據(jù)項定義，2字節(jié)長度的數(shù)據(jù)首字節(jié)表示SAC(系統(tǒng)區(qū)域碼)，第二字節(jié)標識SIC(系統(tǒng)識別碼)，即可獲得SAC為16，SIC為A1。040項目標報告描述，先將兩字節(jié)十六進制的0100轉(zhuǎn)換為二進制的0000 0001 0000 0000。二進制信息的某一位或幾位一起組成相關(guān)信息，通過查詢CAT21的數(shù)據(jù)項定義解析得到，目標航班使用24位ICAO地址，高度報告能力為精度25英尺，從目標的應(yīng)答器發(fā)出報告，報告位置沒有使用差分校正，報告為真實目標報告，報告為高可信度報告。070項模式A代碼，通過解碼可以得到二次代碼為2572。

結(jié)語

ADS―B作為一種新興監(jiān)視技術(shù)將在未來對民航空管體系起到深遠的影響。盡管目前在技術(shù)的發(fā)展和使用上還存在著一些問題，但ADS―B是未來民航監(jiān)視系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，將在未來民航大發(fā)展中起到重要作用。