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网络通信技术
Network Communication Technology
电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
1 概述
对于民用航空而言，随着飞机数目的激增，地空话音信息交换频度加大。在某些终端区，话音频段资源已经严重匮乏。另外由于受到人员语言表达能力、发音准确程度、吐词清晰程度等方面的限制，接收方在接收指令时可能出现听不懂、听不清甚至出错的情况，影响信息传输的速度和精度，而且不易实现航空情报数据的采集、传输、处理、共享和管理，也妨碍了空中交通管理系统自动化的进一步发展。未来空中航行系统（Future Air Navigation System ，FANS ）是通过地空数据链为载体为空中交通管理提供数字化管制服务，是空中交通管理发展的重要战略要素。基于地空数据链通信的FANS 技术，逐步替代传统的话音管制服务，能够大幅减少管制员与飞行员的通信时间，提升ATC 服务的安全性、可靠性和准确性，改善管制频率资源紧缺与拥堵，优化由于航路流量饱和、恶略天气等原因导致飞行计划航路调整地面网
的管制复杂性，因此航空数据链开始在民航领域广泛运用。
目前，数据链通信可以选择的传输媒介有甚高频(VHF)、卫星、高频（HF ）、二次监视雷达的S 模式。机组会根据所处的位置自主选择最经济有效的数据传输媒介，通过地空数据链在飞机和地面系统间自动传输飞机实时位置、气象信息、管制指令、发动机状态等数据。在几种传输媒介中，VHF 地空数据链相对于HF 地空数据链，具有通信速率快、延迟小、可靠性高的特点。而相对于卫星数据链和S 模式数据链，VHF 地空数据链的机载设备和地面设备相对简单、低廉；易于机载设备安装、系统升级。地空数据链系统示意图如图1所示。
2 ACARS地空数据链通信系统组成及工作原理
如果把甚高频数据链中的飞机比作移动通信网络中的手机用户的话，那么遥控地面站(Remote Ground Station ，RGS)的作用就好比是电信网络中的，每个RGS 的覆盖范围是半径大约为200km 至400km 的圆形区域（随着飞机高度层的不同覆盖半径不同）。所有的RGS 在接收到飞机下发的数据之后，都通过专用网络将这些数据传送到网控中心。网控中心的网络管理和数据处理系统将这些数据处理入库后，根据数据中的地址信息和自己的路由表将报文通过专用网络再传送到目的用户。ACARS 是典型的飞机与地面间的甚高频地空数据链，它是基于一种面向字符型的VHF 数据链。其所采用的ARINC618协议和ARINC620协议是典型的文本电报字符格式，但是为了建立端到端的应答式通信链接，
采用了CAT-A 和CAT-B 两种典型的地空通信链控制模式。另外，ACARS 数据链还采用了MSK 调制方式。
ACARS 地空数据通信技术在民航领域中的应用
潘云飞1 李艾婷2
（1.中国民用航空华北地区空中交通管理局内蒙古分局 内蒙古自治区呼和浩特市 010070）
（2.内蒙古工业大学航空学院 内蒙古自治区呼和浩特市 010051）
2.1 ACARS系统组成及功能
ACARS 系统主要由五部分组成：机载设备、网控和数据处理中心、地面传输网络、VHF 遥控地面站、用户子系统，如图2所示。2.1.1 机载设备
机载设备的核心是通信管理单元(Management Unit, MU)。MU 一方面与机载VHF 收发信机相连，另一方面通过ARINC429总线与其他机载数字数据终端设备相联，如飞行管理系统(Flight Management System ，FMS)、维护计算机及驾驶舱终端等，完成数据采集、报文处理、调制解调、数模信道切换等功能，是VHF 数
摘 要：本文通过对ACARS 地空数据链通信系统组成及工作原理的阐述，分析了通信系统在明航领域中的应用。地空数据链通信是一种在飞机和地面系统间进行数据传输的技术。飞机通信寻址与报告系统 (Aircraft Communication Addressing and Reporting System，
ACARS)，是在航空器和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息 ( 报文 ) 的数据链系统。它作为甚高频地空数据通信的第一个解决方案已在民航系统领域广泛应用。
关键词：地空数据链；甚高频地空数据链；ACARS；MSK；AM 图1：地空数据链系统示意图
图2：ACARS 系统组成示意图
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