浅析地空数据链在民航中的的应用

浅析地空数据链在民航中的的应用
作者：肖宇
来源：《数字化用户》2014年第01期
【摘要】民航作为一种方便快捷的交通工具，在社会生活中扮演着重要的角色，目前为止，越来越多的人选择民航作为远途旅行的首选。

同时，由于民航业的特殊性，通信质量的好坏严重影响民航的安全性，因此民航业对于通信质量的要求也非常苛刻。

传统的通信方式，是基于高频和甚高频频段的微波进行话音通信，这种通信方式无论在容量、误码率、延时方面上的性能都已经无法满足民航业的发展要求。

因此，地空数据链开始被引入到民航业的通信建设中来。

本文在这样的背景下提出，分析了民航地空数据链的分类和发展，并对民航地空数据系统的发展进行了展望。

【关键词】地空数据链民航业地空数据通信系统应用展望
近些年来，随着人民生活水平的日益提高以及的新技术的运用，民航业进入了一个快速发展的时期。

节节攀升的业务量不仅为民航企业带来巨大的利润，同时也对民航的通信水平提出了更高的要求。

传统的民航通信采用的是高频（HF）、甚高频（VHF）的电磁波进行语音通信，但是，采用电磁波通信的方式，不仅面临频道拥挤的压力，同时也容易受到其他通信系统的信号干扰。

面对越来越大的通信容量，传统的通信方式已经无法满足信道容量、误码率、信道延时等各方面的要求，因此，也就无法为飞行的准时性和安全性提供保障。

地空数据通信系统由此应运而生，并以其容量大、误码低、延迟小、可靠性高的特点成为民航业关注的焦点。

一、地空数据链含义
地空数据链，实质上是一个通信信息管理系统，其采用无线网络的通信方式与协议，完成地面管理系统以及飞行器间的数据交互。

飞行器与地面管理系统间采用的是无线的传输方式，采用微波作为传输煤质，通常应用模式的包括高频、甚高频、SATCOM以及SSR的S模式。

通过地空数据链信息管理系统，可以有效的将飞行器信息和地面信息联系到一起，提供更为及时安全的飞行信息，同时，可以大大的提高民航公司的运营效率，提升公司效益。

二、地空数据链的分类
从地空数据链采用的数据链传输媒介的角度，可以将地空数据链分为如下几种：
（一）高频（VF）数据链。

高频波在传输过程中，因为可以超视距传输，所以覆盖范围相对较广，但是，超视距的传输特性也使得高频波传输延时大、干扰强，因此传输的实时性以及可靠性较差。

（二）甚高频（VHF）数据链。

甚高频的电磁波传输可靠性较高，且因其直线传播特性导致其有时延小，速率高的优点，同时，采用专属频段的高频波建设地空数据链投资小，且容易
扩展。

但是，由于VHF是视距传播，因此传播范围有限，因此造成地空数据链的覆盖范围小，需要在航线全程布放大量站点才恩给你实现全程覆盖，工程规模比较庞大。

目前，甚高频数据链仍然是地空数据链通信采用的主要手段。

（三）卫星通信数据链。

通过卫星通信服务提供商提供的数据通信服务，实现地空数据链。

（四）SSR的S 模式数据链。

SSR为二次监视雷达，SSR的S 模式也可以作为地空数据链通信手段，但应用不如其他几种模式广泛。

三、我国民航地空数据通信系统的发展
在我国，民航地空数据通信系统的发展可以分为如下四个部分。

（一）基础网络等设施。

要实现地空通信，首先需是要搭建一张基础网络。

就我国来说，截止到07年底，全国已经完成87个远端地面站（ACARS）的建设，同时包括对76个机场的地面覆盖，实现了对全国绝大部分航空线路的全程覆盖。

与此同时，我国也一直寻求国际合作，并与泰国AEROTHA以及美国ARINC共同建设了GLOBALINK/ASIA 服务体系，旨在为全亚洲的航空公司提供一流的地空数据通信服务以及一体化的解决方案。

（二）网络运行、管理、控制。

在基础网络建设之上，必须同步建设网络相关的运行、管理、控制体系，用以维持系统保持一个稳定的运行状态，并提高系统的安全可靠性。

（三）人员培训。

地空数据通信系统是一个复杂的系统，且更新升级速度块，因此要保持操作和维护人员在技术只是和管理水平上不断学习和补充。

可以通过定期的举办培训课程来解决。

（四）服务系统。

地空数据链系统由机载系统（包括软硬件系统），地空数据通信网络，地面系统组成。

地面系统通过地空数据通信网络与机载系统进行信息数据交换。

除了运行控制系统以外，需要建设其他的服务系统，比如气象资料上传系统，为每个服务的机场提供实时的气象数据。

四、数据链系统在民航中的应用
数据链系统在民航中，可以提供多种多样的服务，主要包括如下几个方面：
（一）PDC（飞机起飞前放行）服务。

PDC的全称为“Pre-Departure Clearance”，即飞机起飞前放行的服务。

前提是飞行器具备相关的软硬件设备，便可以借助地空数据链实现飞机的放行。

相较于传统的语音放行，地空数据链的通信方式速度快，效率高，同时可以大大降低机务人员的劳动强度。

（二）CPDLC（管制员、飞行员数据链通信）服务。

CPDLC的全称为“Controller Pilot Data Link Communication”，即管制飞行员数据链通信服务。

通过在飞行器上加载相应的软硬件设备，可以实现管制员Controller与飞行员Pilot的信息交互，通过在地空数据链上承载CPDLC服务，可以有效地减轻管制员Controller与飞行员Pilot的工作负荷，同时也避免出现人为的“语义误读”的问题。

（三）ADS（自动相关监视）服务。

ADS全称为“Automatic Dependence Surveillance”，即自动相关监视服务。

在地空数据链系统上加载这项服务，飞行器可以向ATC传输位置信息以及其他相关信息，并且可以把这些信息转换成雷达信息显示在雷达界面上，实现对飞行器的自动监视。

五、未来展望
地空数据链未来的发展有两个方向：
（一）下一代地空数据通信系统。

地空数据链系统本质上还是通信系统，可以通过OSI7层结构来分析。

目前，在地空数据链系统的数据链路标准的协议中，VDL Mode 2被广泛看好。

VDL Mode 2协议在兼容性方面，以及对ATN 网络的结合度方面都有着其他协议无法比拟的优势，同时，因其采用了ICAO 的标准以及可靠的面向连接的传输层协议，在传输速率和误码率方面有了更大的改善。

（二）航空电信网。

Aeronautical Telecommunication Network，即ATN，是新一代的航空电信网络。

ATN作为新航行系统的重要组成部分，是全球地空一体化的航空专用网络，具备完善的系统安全机制以及高的可靠性保证，可为民航业提供高质量的航空通信服务。

在未来的过程中，航空电信网将进一步建设和完善，并进一步将现有航空通信系统联系到一起。

参考文献：
[1]中国民航局飞行标准司.航空运营人使用地空数据通信系统的标准与指南[K].2008.
[2]程擎.S 模式应答机在飞行中的应用[J].国际航空， 2006（8）.。