《现代空中交通管理》甚高频数据链系统
浅谈大空域多台站甚高频传输与内话接入方案
浅谈大空域多台站甚高频传输与内话接入方案摘要甚高频通信是民航空中交通管制实施指挥的重要手段，而内话系统和中继传输路由又是甚高频系统的重要组成部分，随着飞行流量的快速增长，空中交通管制内话系统在民航管制工作中发挥着举足轻重的作用，管制员对内话系统的功能、频率接入的要求也日益提高，内蒙古地广人稀管制空域大，传输路由不稳定，经常发生意外中断，给管制指挥造成直接影响。
因此结合空域大和多台站的特点，实施了内话系统和中继传输路由的改造，最大限度地提高了甚高频系统在管制指挥工作中的可靠性。
关键词甚高频通信；内话系统；中继传输路由1 甚高频中继传输改造为更有效保障甚高频中继传输链路的可靠性，分局结合自身的传输特点，实施了远端甚高频台至本场传输路由改造工程，将两条地面中继传输路由改造为三条。
在意外故障时，大大提高了中继传输路由对信号正常传输的可靠性。
同时对新增中继传输设备的选择与使用进行考虑，使用两套中继传输设备完成三条路由的接入，不仅节省了购买三套中继设备的资金，还减少了因多套中继设备并行工作时，信号线并接引起的阻抗不匹配，导致信号电平衰减的问题。
实施方法分别采用单路由接入方式和双路由接入方式，且可实现一加一热备份无损切换，即在地面双路由之一意外中断时，中继传输设备可自动完成两条路由间的自动切换，在切换过程中，甚高频话音信号和数据传输不会丢失，管制员不会反映丢话音现象，可靠地保障了管制指挥。
分局所管辖的台站多，地域大，增强中继传输路由的可靠性是在有限维护人员前提下的最好选择，此次传输路由改造所涉及的台站共有七个。
每个遥控台与本场的中继传输路由数量多少不同，但改造后每个遥控台都实现了与本场的三路由中继传输。
中继传输路由及相应设备的增加，致使接入内话系统的频率信号增加，该如何将这些新增的路由频率资源接入内话系统，成为此次内话系统优化的关键。
考虑管制使用内话系统的习惯和内话系统本身的可靠性，决定将双中继路由设备所传频率接入主用内话，单中继路由设备所传频率分别接入主用内话和备用内话，这样可实现主用内话系统有两套相同的指挥频率，且两套频率来自不同传输路由和中繼设备，在某套频率因传输路由故障不能使用时，还可以使用另外一套频率指挥，减少了管制员切换使用备用内话系统的工作量，以及备用内话系统布局、使用方式不同带来的不便。
现代空中交通管理(全套)
航空电信网 （ATN）
新航行系统中通信系统的主体，融地面与空 地数据通信为一体。 多子网、多优先级、区分安全通信和非安全 通信。
航空运输各个单位的互联，计算机系统中进 行端到端的连接和高速数据交换。
管制员飞行员数据链通信（CPDLC），利用数 据通信代替话音通信的ATC通信方式。
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通信系统
数据链通信 （DataLink）
航空移动卫星业务 （AMSS）
航空电信网 （ATN）
包括话音／数据通信两种方式，它使空中飞 机在任何地方都能与地面进行实时有效的通 信，且在空管中心的实时监视之中。 与机载卫星导航接收机相结合，可提供对飞 机的自动相关监视。
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通信系统
数据链通信 （DataLink）
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思考题
① 简述空中交通管制的概念。 ② 简述空中交通管制的分类，并列举各分类的主要功能。 ③ 新航行系统中（CNS/ATM）中，C代表什么意思，与传统系
统相比，它有那些特点？ ④ 新航行系统中，导航系统主要涉及哪几个方面，每个方面
都有哪些突出特点？ ⑤ 与现行的空管系统相比，新航行系统在技术、安全和经济
飞行在航路上的航空器由区域管制中心负责提供 空中交通管制服务。主要是飞行高度6000米以上 的在大范围内运行的航空器。 任务是根据飞行计划，批准飞机在其管制区内的 飞行，保证飞行的间隔，然后把飞机移交到相邻 空域，或把到达目的地的飞机移交给进近管制。 依靠空地通信、地面通信和远程雷达设备来确定 飞机的位置，按照规定的程序调度飞机，保持飞 行的间隔和顺序。
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1.3 新航行系统概述
空中交通管理（ATM） 通信（C） 导航（N） 监视（S）
民航甚高频通信系统可靠性分析与保障规划
• 160•ELECTRONICS WORLD ・技术交流甚高频通信系统作为飞机和地面、飞机间通信工具，采用的频段较高。
甚高频系统分为语言、数据、影像，利用无线电类搜集接收信息和命令。
因此，甚高频通信系统可靠性尤为重要，保证飞机在高空中稳定运行。
1.民航甚高频通信系统可靠性分析甚高频通信系统应用运行形式为调幅式模式，通常工作频率在117-152mhz 改为118-136.975MHZ ，频率之间间隔低于25kHz ，最高频率为为136.975MHZ 。
甚高频通信系统的最高频率和范围要求严格。
因为运行频率较高，所以通信系统表面波较弱，运行时由于传播距离、磁场干扰、地势干扰较大。
串联系统是在系统单元稳定运行关系着系统运行，一旦某个单元失效将影响整个系统。
所以，提升最低可靠性单元的稳定性对系统稳定的提升效果显著。
并联系统稳定性高于各单元可靠度最大参数，单元越大系统越稳定。
不过，由于单元结构、尺寸、成本等影响通常单元只有2--3个。
此外，还有混联系统，例如：串联系统，并串联系统表决系统模型。
以空管甚高频通信系统为例，系统主用应急内话系统互为主备，以互为主设备的电信和移动两路传输链路，主用传输设备为FA36，备用传输设备FA16。
空管甚高频通信系统看作由以上3个系统串联形成。
易知系统整体为混联系统。
2.甚高频通信系统在飞机中的运用民航甚高频系统主要运用在两大方面:甚高频语音通信和甚高频地空数据链通信。
甚高频语音通信系统主要应用于区域管制中心、进近管制、终端管制对飞机调配指挥及机场航行情报对外广播，具有典型的话音特点，对空管制指令均由终端半双工语音设备传出，经传输设备至远台经电台调制话音进行对话；甚高频地空数据链则应用于机场内替代甚高频话音通信及航务管理通信。
替代话音通信以数字放行系统为例，管制员终端（HMI ）为管制员提供了与数据链起飞前放行(DCL)系统的交互接口，服务信息在包含所有传统服务信息的基础上，增加了如报文服务信息、管制员与飞行员自由信息等其它服务信息，在放行过程中增大了管制员与飞行员的通信自由度，减轻了管制员语音放行的压力。
浅谈甚高频数据链技术与应用
随着 民用 航空业 的快速发 展 ． 空 中交通 流量大幅度增长 ． 对 航空 １ Ｏ ０ 万和 １ ６ ０ ０ 万美元的合同 ． 来 进行地 面系统 的快速原型开发工作 通信提 出了越来越高的要求 （ ＲＰ Ｄ Ｅ ） ｏ ２ ０ ０ １年 ． Ｆ Ａ Ａ与 Ｈｏ ｎ ｅ ｖ ｗ ｅ ｌ ｌ ， Ｒ ｏ ｃ ｋ ｗ ｅ ｌ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ Ｓ和 Ａｖ ｉ ｄ ｖ ｎ ｅ公 司 Ｄ Ｌ ３的机载无线 电设备 的协议 ．分别 作为适应 和满足新通信应用需求的解决方案 ， 新的通信 、 导航 、 监 签 订了关 于开发可用于实现 Ｖ
视和空中交通管理系统（ Ｃ Ｎ Ｓ ／ Ａ Ｔ Ｍ ） 及其基础设施 航空电信￣（ Ａ Ｔ Ｎ ） ， 一 用 于运输机 、 通用航空飞机 直 以来也在不 断的开发 、 测试和实践 当中 甚高频数据链 通信是 Ａ Ｔ Ｎ ２ ０ ０ ３ 年７ 月． 又增加了用于商 务喷气机 的部分 根据 Ｆ Ａ Ａ的建设 空一 地通信 子 网的 主要实 现方 式 ．是 新航 行系统 中空 中交通 服务 计划 ． 未来 ５ 年后将在高空航 路上覆盖 Ｖ Ｄ Ｌ ３ 系统 ． １ Ｏ 年后在航站空 ｆ Ａ Ｔ Ｓ ） ￣ Ｉ 航务管理ｆ Ａ Ｏ ｃ １ 的基本工具 了解不 同数据链技术的功能特点 域也完成覆盖 。 和发展状况 ． 将有利于向新 航行 系统 的过渡实施 （ ４ ） Ｖ Ｄ Ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ４ 是 由瑞典提出的方 案 其利用 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ系统信息定 时， 采用面 向比特协议 ． 与Ａ Ｔ Ｎ网完全兼容 ． 还可 提供超过 Ａ Ｔ Ｎ网性 １ ． 民机甚高频数据链的发展 现状 如广播 和空一空通信 目前欧洲航行安全组织ｆ Ｅ ｕ Ｉ Ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ 在数据链系统出现之前 ．飞机和地面 间的通信均采用话音方 式。 能的服务 ． 正在致力 于开发用 于通信 、 监视服务 的 Ｖ Ｄ Ｌ ４ 系统 ， 主要工作包括标 由于有 限且逐渐拥挤的频率资源与不 断增加 的空 中交通管 制 、 服务 要 ） 频率和体系结构 ３ 方面 求 之间存 在着巨大的需求矛盾 ． 建设可替代话 音通信手段 ． 具备 良好 准 、 在４ 种优选甚高频数据链手段 中， Ｖ Ｄ Ｌ １ 由于传输速率低 ． 频谱利 的通信效率 、 良好的可靠性和准确性的地空数据 通信 系统成 为缓解 和 ＶＤ Ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ２ ． ３ ． ４成为更受关注 的实现 解决 中国民航 快速发展与频率资源有限的有效途径 Ａ Ｃ Ａ Ｒ Ｓ 数据链 用率差而没有得 到进一 步发展 ． 的引人 为现代飞机的数据链通信拉 开了序幕 ． 随着航 空通信 业务的 日 方案 。 益增加 ， 传输延时 、 信道竞争 、 速度较低 已经 成为 Ａ Ｃ Ａ Ｒ Ｓ 数据 链的技 ３ ． 三种数据链之间的应 用比较 术瓶颈 ． 不能满 意现有航空业务的需求 于是一种新的系统概念被提 三种数据链的技术特点已经在 上文进行 了详 细地阐述 ． 在此不再 出一发展新航行系统 （ Ｃ Ｎ Ｓ ／ Ａ Ｔ Ｍ） ． 即新 的全球通信导航 监视和空 中交 重复， 下面仅从应用方面进行 比较。 Ｖ Ｄ Ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ２ 是三种数据链 中技术 通管理系统 ，其 中通信系统 即航空 电信 网 （ Ａ Ｔ Ｎ ） ．是 国际 民航组织 最为成熟 的， 已在美 国、 欧洲和 日 本 进行 了广泛 的应用 。 而且设备基本 （ Ｉ Ｃ Ａ Ｏ ） 为适应 民航业务迅速增长 的需要 ， 提 出的民航地空通信 、 地地 可以实 现由 Ａ Ｃ Ａ Ｒ Ｓ的平滑升级 ， 减少了建设资金 的投入 Ｖ Ｄ Ｌ Ｍ ０ ｄ ｅ 通信一体化的网络解 决方案 而Ａ Ｃ Ａ Ｒ Ｓ 数据链 向 Ａ Ｔ Ｎ过渡是技术上 ３ 是美 国联邦航空局 （ Ｆ Ａ Ａ ）提 出的下一代甚高频地空数据链通信系 的一个 必然过程 ． 在很 长一段时 间内 ． 他们都 会共存 ． 直到完 成整个 统 ， 其最大的特点是 同时支持语音和数据 的传输 ． 美 国和 １ ３ 本 一直在 Ａ Ｔ Ｎ网络的建立 目 前． 我 国民航所采用的数据链是飞机通信 寻址 和 开展 Ｖ Ｄ Ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ３ 的相关研究 Ｖ Ｄ Ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ４是瑞典推 出的一种甚高
民航空管甚高频地空通信系统联调方法分析
民航空管甚高频地空通信系统联调方法分析摘要：甚高频地空通信是民航空中交通管制的重要指挥方式，也是确保飞行安全的重要手段。
由于民航迅速发展，对空中交通管制工作要求日益严格，对地空通信可靠性的要求也越来越高，对于地空通信质量的要求也越来越高。
本文结合甚高频地空通信设备原理的探讨，结合相关甚高频地空通信设备的应用案例，解析甚高频地空通信设备联调的方法。
关键词：空中交通管制；甚高频；地空通信系统；联调方法1民航空管甚高频地空通信设备原理运用于任何航行中的飞机上的所有端口设备，或者所有系统都需要与地面信号相连接，连接的方式是直接通过电缆进行连接，不仅达到了与飞机时刻联系的目的，同时能够保证电台与飞机端口设置的频率在同一频段内，那么甚高频通讯设备则需要安置在动态活动范围内较为中立的地方，同时需要将其放置在发射机音频压缩点临近处。
根据发出信息的信号活动进行实时更进，能够有效减少甚高频地空通信设备的噪音。
不言而喻的是几乎每个不同的终端设备在进行通信联系时总会存在一定连接方式上的差异，要想每个甚高频地空通信设备能够获得精准连接，需要在使用前细致揣摩在连接中可能遇到的问题，并做好多次连接失败的准备，提前做好通信设备联合调试的预防工作安排。
另外，在中国民用航空航业标准（4028.1-2010）中规定每个扇区应设置1个主用管制频率、1个备用管制频和一个国际航空遇险救援频率（121.5MHz）。
采取的应急通信设备模式需要优先考虑其备用频率，在遇到不可用的备用频率时应采用应急频率或者国际救援救援频率121.5MHz进行替代。
在雷达管制区域，主用和备用频率应由两个及两个以上不同台址的甚高频台提供服务。
就单一频点而言，通常甚高频应急手段是：当主用系统的主机故障时，自动切换至备机。
当主用系统的主备双机故障时，应立即使用备用系统的主/备机。
2甚高频通信系统在飞机中的应用民航甚高频系统主要用于两个领域：甚高频语音通信和甚高频对空数据通信。
《现代空中交通管理》高频数据链系统
3.3.3.5.1 国内HFDL系统的概况
地面站分析飞机下行数据中的通信地址， 将该飞机的报文通过地面通信网络转发到 相应的管制员工作站。 当多架飞机在同一个信道上与同一地面站 建立通信联系时，飞机与地面设备之间采 用TDMA接入方式进行通信 系统采用如下措施，提高系统的通信质量：
3.3.3.5.1 国内HFDL系统的概况
《现代空中交通管理》
高频数据链系统
3.3.3 高频数据链系统
3.3.3.1 高频数据链应用概况 3.3.3.2 HFDL的特点 3.3.3.3 HFDL系统组成和技术概况 3.3.3.4 ARINC的全球高频数据链 3.3.3.5 建设中国的HFDL系统
3.3.3 高频数据链系统 概述
ARINC系列的数据链服务之间的互用性保 证了上下行信息可以在最好的传输介质上 传输 互用性同时也保证了ARINC中央处理系统 （CPS）可以根据飞机正在使用的通信手 段进行上行信息的发送，也可以同时使用 以上三种通信手段接收下行信息
3.3.3.5 建设中国的HFDL系统
高频信道传播特性有其可变性，只有在采 用某些新技术和利用数据通信才能使高频 子网可用性、可靠性有很大提高。 高频数据链系统与甚高频覆盖范围不同， 但是具有互补性 我国海洋、边远陆地采用高频数据链，4～ 5个地面站就可以实现全国的无线电覆盖
3.3.3.4.1 全球通信支持
ARINC在俄罗斯的Krasnoyarsk和美国 Alaska的Barrow新建两个高频地面站和已 在冰岛Reykjavik建好的高频地面站一起提 供了唯一的在北纬82°以上地区的HFDL服 务 每个高频地面站提供半径3000海里的数据 链覆盖，有两个信道，在紧急状态下高频 地面站可升级至6个信道
空中交通管理系统的建设与应用
空中交通管理系统的建设与应用空中交通管理系统（Air Traffic Management System，简称ATMS）是一个复杂而庞大的网络系统，主要用于监控和管理飞机在空中的航行。
它的主要目标是确保飞机在空中的安全和顺畅，并提高航班的效率。
ATMS的建设与应用是一个重要的课题，它需要综合运用现代信息技术、通信技术和空域管理技术，以确保飞机之间的安全距离，并优化航路和航班计划。
首先，ATMS需要收集和分析大量的数据，例如航班计划、飞机位置、气象信息等，以了解当前的航空状况。
然后，它需要将这些数据与其他飞机和地面设施共享，以便实时更新飞行计划并进行交通管理。
ATMS的建设涉及许多关键技术和设备。
首先是雷达系统，它用于监测飞机的位置和速度。
雷达可以通过无线电波定位和跟踪飞机，从而提供准确的位置信息。
其次是通信系统，它用于飞行员和航空管制员之间的实时通信。
无线电、卫星通信和数据链技术都被广泛用于飞机之间的通信。
此外，ATMS还需要具备强大的计算能力和数据库管理系统，以处理和存储大量的航空数据。
在ATMS建设过程中，安全是最重要的考虑因素之一。
飞机和地面设施之间的通信必须是安全的，并且任何潜在的威胁都必须及时识别和处理。
因此，ATMS需要具备强大的安全措施，包括加密通信、身份认证和网络防御系统等。
此外，ATMS还需要具备良好的容错和备份机制，以确保在意外情况下系统的稳定性和可用性。
ATMS的应用范围非常广泛，不仅仅限于航班管理。
它还可以用于空域划分和飞行路径规划。
通过分析大量的数据和模拟算法，ATMS能够优化航班计划，并提供最佳的飞行路径。
这不仅可以减少飞行时间和燃料消耗，还可以减少航空公司的经营成本。
此外，ATMS还可以提供更多的航班信息和服务。
旅客可以通过ATMS系统获得航班延误、天气预报、航班趋势等实时信息。
航空公司和机场管理者也可以通过ATMS系统进行综合运营和资源管理，以优化运行效率和客户体验。
民用航空中甚高频通讯的应用
107中国航班遥感与勘测Remote Sensing and SurveyCHINA FLIGHTS民用航空中甚高频通讯的应用郑成成 |中国民用航空温州空中交通管理站摘要：甚高频通信是目前主要的地空通信手段，是民航空管系统进行空中交通管制的重要手段。
飞机与地面，飞机与飞机，航空公司与飞机的双向交流主要采用甚高频通信实现，在当今民航航空通信领域中甚高频通信占据重要的地位，本文主要对民航空甚高频通讯应用进行分析，接着提出民航中甚高频通讯应用存在的问题与相应的措施。
关键词：民航；甚高频通讯；问题与措施1 前言随着社会以及经济的快速发展，人们工作出国、旅游出国的现象已经变得非常普遍，飞机是人们出国等远途旅行的重要交通方式。
能够看出，经济的发展大大改变了人们的生活方式，同时也让民航事业飞速发展，飞行流量日益增加。
但是，随着民航的不断发展，产生的问题也在增加，安全问题永远为第一位，甚高频通信作为民航的主要地空通信手段，就显得尤为重要了。
本文主要分析了甚高频通讯在民航中的应用情况，并提出提高甚高频通讯在当前存在的一些问题与相应的措施。
2 甚高频系统在民用航空中的应用2.1 飞机放行飞机起飞之前专业人员需要对其进行严格仔细的检查，检查完毕之后，确认可以起飞，需要做可以起飞的手势，航空管理部对于飞机的情况主要通过甚高频通讯系统了解。
2.2 地面管制服务对所有进离港航空器提供地面管制服务，包括开车，滑行，等待，起飞，着陆以及脱离等。
甚高频通讯管辖范围包含飞机在跑到入口等待点、飞机处于滑行道、联络道以及停机桥。
2.3 塔台管制服务对所有进离港航空器提供空中管制及其有关机动飞行的管制服务，并提供飞行情报和告警服务。
塔台管制主要管辖为跑道延长线10KM，高度思域300m，管辖范围相对较小。
2.4 进近管制服务对所有进离港航空器提供空中管制服务，流量管理并提供飞行情报和告警服务。
进近管制主要管辖为以机场为中心150km 左右，高度6000m（含）。
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甚高频数据链系统
由于甚高频数据链系统传输延时小、机载 设备和地面设备简单、经济等优点得到广 泛使用 再过内建立约80个远端地面站（RGS）和 网络管理与数据处理系统，具备提供除西 部部分航路之外干线航路的地空甚高频覆 盖能力
甚高频数据链系统
甚高频数据链系统主要有以下特点： （1）甚高频电波传播特性是直线传播，电离层不能 反射，故而是在视线范围内传播，覆盖范围一般 只限于以地面为中心的一定半径范围内。 （2）对于地面站和机载设备频率范围，甚高频信道 均匀分布于118MHz至136.975MHz之间，信道间 隔为25kHz，共760个信道。 （3）公共信令信道（CSC）设定为136.975MHz。 （4）提供独立代码和独立字节的数据传输。 （5）提供链路层广播服务。
ACARS系统
ACARS系统组成框图
ACARS系统
ACARS系统组成分析
1.
2.
3.
机载设备：增加了一个ACARS通信管理单元 CMU。一方面与标准机载收发信机相连，另一 方面与其他机载数据终端设备相连。完成数据 处理等功能 地面设备：在地面布置甚高频RGS网络，增加 了一个数据控制与接口单元（DCIU） 中央交换系统：实现多个飞机和多个RGS机站 的多用户通信。实现航空公司和ATS用户间的资 源的共享，实现空地终端间的自动数据通信
ACARS系统
为了消除由于信道过分拥挤造成延迟， ARINC采用了广播调频或多基频技术，提 高了ACARS在重要机场的可靠性。 新的ACARS系统采用甚高频数字链路技术， 即VDL模式2，它采用面向比特协议 调制方式为D8PSK，速率可达31.5Kbit/s
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甚高频数据链的分层结构
数据链的分层结构比较
ACARS系统
70年代末期，美国ARINC公司研制典型甚 高频空地的数据链ACARS ACARS系统主要由机载设备、地面设备和 网络控制中心（中央交换系统）组成。 ACARS的频率间隔为25KHz，数据传输速 率为2.4Kbit/s，采用单信道半双工的工作方 式。 甚高频通信是视距通信，覆盖范围与飞行 高度有关
甚高频数据链的分层结构
ICAO对甚高频数据链系统的网络体系结构进行 了标准化，按照OSI参考模型的7层体系结构，定 义了甚高频数字链设计标准
甚高频数据链的分层结构
7层体系结构的定义和功能
甚高频数据链的分层结构
7层体系结构分析： 最低3层（物理层、数据链路层、网络层） 实现通信子网的功能， 最高3层（会话层、表示层、应用层）实现 用户的应用要求， 传输层则在最低3层通信子网的基础上为最 高3层协议提供源端系统到目的端系统之间 可靠的数据通信，是低层子网通信和高层 用户应用之间的隔离层。
甚高频数据链系统
甚高频地空数据链网络组成示意图
甚高频数据链系统
典型应用如下： （1）ADS系统 （2）CPDLC （3）飞机放行许可（PDC） （4）海洋放行许可（OC） （5）数字自动终端信息服务应用（D－ATIS） （6）ADS－B （7）CNS/ATM航路
甚高频数据链系统
甚高频数据链的发展