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现代导航
2016 年
郭小伟
（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安，710068）
摘 要：本文介绍了微波着陆系统（MLS）数据字格式以及传统算法对数据字编码的弊端。
通过分析数据字格式的共性，本文采用统一建模语言（UML）中的类图对数据字格式进行统一建
模，并实现数据字编码算法。
关键词：微波着陆系统（MLS）；UML；类图
中图分类号：TP311
文献标识码：A
文章编号：1674-7976-(2016)03-192-04
Implementation Algorithm on MLS Data Word Encoding
GUO Xiaowei
Abstract：This paper mainly introduces the data word format of Microwave Landing System (MLS) and the malpractice of
the traditional algorithm on data word encoding. By analyzing the generality of the data word, this article uses the Class diagram in Universal Modeling Language (UML) to model the format of data word and implements the encoding algorithm.
Key words：Microwave Landing System (MLS); UML; Class Diagram
0 引言
微波着陆系统[1]（Microwave Landing System， MLS）是一种精密引导进场着陆系统，通过发送微
波的形式实时测量飞机飞行时期的方位角、仰角和 距离，从而确定飞机的坐标位置。除此之外，微波 着陆系统同时具备地面台信息、着陆参数等一系列 数据信息。《ICAO 附件 10》[2]明确规定了 MLS 的 各项参数的表示形式，以数据字的方式统一格式， 包含了基本数据字 6 个，辅助数据字 A、B、C 三 类，每一类 64 个。每一种数据字表示一组数据信 息，通过发波的形式告诉机载设备。数据字表示内 容种类繁多，具体内容的位数不统一，传统的数据 字辅助软件修改数据字内容，编码成十六进制码， 发送给信号处理板，需要针对每一个数据字编写单 独的算法。这不仅运算效率低下，代码工作量大， 收稿日期：2016-01-06。郭小伟（1988 —）：陕西人，硕士 研究生，主要从事陆基导航设备软件研制。
后期的软件维护也相对比较困难。寻统一的编码 算法就略显重要。
本文介绍了 MLS 数据字的格式，对数据字中 相同部分进行分离抽象，使用 UML[3]类图进行统一 建模，使用面相对象思想设计算法细节。该算法大 大减少了设计实现的代码量，后期维护也相对比较 容易。
1 数据字格式
MLS 数据字包括：基本数据字和辅助数据字。 基本数据字格式为数据位+校验位，如图 1 所示。
基本数据字为 6 个，数据位 18 位（I13~I30） 和校验位 2 位（I31~I32）共 20 位，校验位算法如 下：
丙烯运输I13+I14+I15+…+I29+I30+I31=ODD I14+I16+I18+…+I28+I30+I32=ODD 辅助数据字格式为地址码+数据位+校验位，如 图 2 所示。
第3期
郭小伟：一种微波着陆系统数据字编码算法
数据位
制卡
校验位
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图 1 基本数据字格式
地址码
数据位
校验位
图 2 辅助数据字格式硅片切割
辅助数据字分为 A、B、C 三类，每一类 64 个， 地址码 8 位（I13~I20），数据位 49 位（I21~I69） 和校验位 7 位（I70~I76）共 64 位。校验位 I70~I76 算法如下：
（ I13+…+I18 ） +I20+I22+I24+I25+I28+I29+I31+ I32+I33+I35+I36+I38+I41+I44+I45+I46+I50+ （I52+…+I55）+I58+I60+I64+I65+I70=EVEN （ I14+…+I19 ） +I21+I23+I25+I26+I29+I30+ I32+I33+I34+I36+I37+I39+I42+I45+I46+I47+I51+ （I53+…+I56）+I59+I61+I65+I66+I71=EVEN （ I15+…+I20 ） +I22+I24+I26+I27+I30+I31+I33+ I34+I35+I37+I38+I40+I43+I46+I47+I48+I52+ （I54+…+I57）+I60+I62+I66+I67+I72=EVEN （ I16+…+I21 ） +I23+I25+I27+I28+I31+I32+I34+ I35+I36+I38+I39+I41+I44+I47+I48+I49+I53+ （I55+…+I58）+I61+I63+I67+I68+I73=EVEN （ I17+…+I22 ） +I24+I26+I28+I29+I32+I33+I35+ I36+I37+I39+I40+I42+I45+I48+I49+I50+I54+
（I56+…+I59）+I62+I64+I68+I69+I74=EVEN （ I13+…+I17 ） +I19+I21+I23+I24+I27+I28+I30+ I31+I32+I34+I35+I37+I40+I43+I44+I45+I49+ （I51+…+I54）+I57+I59+I63+I64+I69+I75=EVEN I13+I14+…+I68+I69+I70+I71+I72+I73+I74+I75+I76 =EVEN
数据字数据位部分采用了相同的编码格式，每 一字段明确了位长、值域、最小分辨率。
数据字地址码部分是辅助数据字中特有的，每 一个数据字对应有唯一码值。
2 UML 建模
2.1 数据字共性分析
从数据字格式的介绍中可以看出，数据字的每 一项由三部分组成：地址码（基本数据字没有）、 数据位和校验位。
图 3 类关系图
脉动测速
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现代导航
2016 年
图 4 数据字编码流程图
第3期
郭小伟：一种微波着陆系统数据字编码算法
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地址码只有辅助数据字有，设计数据字类型的 枚举字段。
校验位根据数据字类型不同，算法有很大区 别，需要分开处理。但是相同类型的数据字可以采 用统一算法。
数据位根据实际辅助软件的需要，可以进一步 细化，数据位中字段数目不确定，设计数据字字段 向量，动态增减；数据字字段应具体包含该字段类 型（设计字段类型的枚举字段），字段值，字段位 长，字段值域，字段最小分辨率，字段步进量向量 （方便快速修改字段值），符号标识。
2.2 数据字类设计
枚举类型 DataWordType 包含字段基本数据字类型 Basic 和辅助数据字 类型 Aux； 类 DataWord 包 含 字 段 数 据 字 名 称 title 、 数 据 字 类 型 dataType 、 数 据 字 地 址 码 address 和 数 据 字 项 dataVector； 枚举类型 ValueType 包含数字 Digit、位 Bit 和字符 CH； 类 DataWordItem 包含字段位长 bitNum、值类型 type、值 value、 最小分辨率 minStep、值域 valueScale、符号标识 signFlag 和字段步进量间隔 stepInterval； 类 DataWordVector 包含数据字 DataWord。 综上所述，设计的 UML 类关系图，如图 3 所 示。
3 设计实现
每一项数据字使用相同的数据结构存储，
DataWord 类包含了数据字的名称、类型（基本、辅 助）、地址码（针对辅助数据字）和 DataWordItem 向量表示的字段向量表。DataWordItem 类包含了每 一个字段的类型、值、符号标识、最小步进量、步 进量范围和值所占位数。使用算法前，根据需求， 将用到的数据字存储于数据字向量类中，实例化每 一字段。根据每一个值类型不同，参考相关文件的 转换规则，转换为二进制码，反转后存于 hexChar 字符串中；根据每一个字段应占的比特数，判定是 否需要前置加 0。最后根据基本数据字和辅助数据 字转换的位数不同和使用的奇偶校验位数不同，生 成对应的校验位，添加到 hexChar 字符串中。完成 后，转换成十六进制码，完成数据字的十六进制编 码。流程图如图 4 所示。
4 结论
本文采用统一建模语言（UML）类图描述的数 据字编码抽象模型，使得编码过程中，只关心每一 项数据字中不同的部分，大大降低了代码的冗余 度，后期的二次开发和维护都变得相对容易。目前， 该算法已在工程中得到应用。通过实际使用，也充 分证明了该算法的灵活性和易用性。
多媒体中央控制器
参考文献
[1] 周其焕, 魏雄志, 崔红跃. 微波着陆系统[M]. 北京: 国 防工业出版社, 1992.
[2] 谭云杰. 大象-Thinking in UML (第二版)[M]. 北京: 中 国水利水电出版社, 2012.
[3] 国际民用航空组织, 中国民用航空局航行司译.国际标 准和建议措施: 航空电信(国际民用航空公约附件 10, 第一卷第四版) [S]. 中国民用航空局航行司译. 北京: 北京民用航空局, 1988.
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