应急定位发射器的相关介绍

薛淜

引言

应急定位发射器（EMERGENCY LOCATOR TRANSMITTER）简称ELT，主要用于在飞机遇险后发射搜救信号，从而帮助搜救人员确定事故位置并迅速展开有针对性的救援工作。

1 ELT发展历史

应急定位发射器（ELT）的使用开始于20世纪70年代，最初是根据美国联邦航空局（FAA）技术标准规定TSO-C91设计生产的。当时的ELT主要通过121.5/243MHz两个频率发射求救信号给全球卫星搜救系统（COSPAS/SARSAT）低高度近极地卫星进行搜救。但是由于121.5/243MHz信号不能在卫星上处理，所以系统很难将真实的求救信号和同频的其他信号进行区分，在现实使用中可靠性很差，误报警率在90%以上。而且121.5/243MHz为模拟信号，只能用于判断有飞行事故，不能得到其他一些与飞机型号相关的信息。

为了解决121.5/243MHz存在的问题，406MHz的ELT应运而生。该频率ELT是根据FAA技术标准规定TSO-C126进行设计，每50秒发射一次时长500ms左右的406MHz数字信号，该信号中带有对应ELT的特定标识信息。利用多普勒效应和GPS导航技术，406MHzELT能将位置精度提高到3公里以内，而121.5/243MHz的ELT对应的位置精度仅仅为15-20公里，如果406MHzELT使用机载导航设备提供的位置信息，那么精度甚至可以达到100米以内，这极大地提高了搜救的效率。鉴于此，2009年2月1号后，COSPAS/SARSAT正式取消对于121.5MHz和243MHz频段ELT发射信号的检测。

2 ELT工作原理

正常情况下，ELT一直处于待机状态，几乎不工作。当发生紧急状况后，ELT触发。ELT的触发有三种方式：人工、撞击和浸水。具体触发条件如下：

（1）人工触发：通过将ELT的远程控制板或者ELT发射机面板的开关拨到“ON”位置触发ELT；（2）撞击触发：当飞机的速度增量大于 4.5±0.5ft/s（2.3±0.3G）或者加速度大于12G时ELT自动触发；（3）浸水触发：当ELT接触盐水后ELT也会自动触发。

在ELT触发后，求救信号通过ELT天线发出给全球卫星搜救系统。目前全球卫星所救系统由太空部分和地面部分组成。太空部分包含5颗近地轨道（LEOSAR）卫星和4颗地球同步（GEOSAR）卫星，通过这两组卫星的协同合作来捕获ELT发射的求救信号。卫星系统捕获信号后将处理过的位置信息发给地面部分的本地用户终端（LUT），终端在准确处理确定对应ELT的位置后，通过任务控制中心（MMC）告知ELT信标位置附近的的搜救协调中心（RCC），从而对事故地点就行搜救工作。图1简单的阐述了全球卫星系统的搜救过程。

3 ELT的分类

根据FAA的技术标准RTCA/DO-204A，《Minimum Operational Performance Standards for 406 MHz Emergency Locator Transmitters（ELT）》，ELT分为以下四个基本类型。

3.1 自动固定式（Automatic Fixed，AF）ELT

自动固定式ELT永久的固定在飞机上，该类ELT需要安装在飞机主负载框架上（如长桁、纵梁等）。一般大飞机将其安装在飞机的尾部以方便设备触发以及被回收。该类ELT还可以与机载导航设备相连，从而获得飞机的实时位置信息。这类ELT主要用于对事故地点的定位。

3.2 自动便携式（Automatic Portable，AP）ELT

自动便携式ELT在飞机失事前固定在飞机上，在飞机失事后可以取下来继续使用。该类ELT自带一根备用天线，紧急情况下可拆卸下来装在救生筏上供救生定位。

3.3 幸存式（Survival，S）ELT

幸存式ELT又可分为等级A（有浮力）和等级B（无浮力）。顧名思义，幸存式等级A（有浮力）ELT可以漂浮在水中，在静水中可以让天线保持正确的发射位置，可以通过人工触发或是浸水触发。而幸存式等级B（无浮力）ELT则不能漂浮在水中，通常集成在救生筏上或其他一些救生设备上，也可以通过人工触发或是浸水触发。幸存式ELT主要也是用来供救生定位使用。

3.4 自动展开式（Automatic Deployed，AD）ELT

自动展开式ELT一般安装在飞机的尾部，当飞机发生事故时，该类ELT通过力传感器触发并且自动展开。自动展开式ELT可以浮在水中并发射求救信号和位置信息。

目前一般大飞机上均需要安装两到三类上述ELT以保证飞机发生事故后搜救部门能有效的作出救援工作。

4 ELT的编码

在ELT触发后，每隔50s发射112位或144位二进制信息。112位二进制信息又称短信息（Short Message），144位二进制信息又称长信息（Long Message）。短信息发射时长为440ms，长信息发射时长为520ms。这两个二进制信息的前160ms均为未调制载波（Unmodulated Carrier），前15位比特（Bit）为位同步信息，第16-24位为帧（Frame）同步信息。第25位用来判断该二进制信息为长信息还是短信息（“1”代表长信息，“0”代表短信息），而第26-85为主要用来存储ELT身份标识等重要信息，这里的25-85位信息又应为其重要性而被称为第一组受保护数据字段（First Protected Data Field，PDF-1）。第86-106位为第一组博斯-乔赫里纠错码（First Bose-Chaudhuri-Hocquenhem Error-correcting Code，BCH-1）。对与112位短信息，剩余的107-112位为不被保护的数据字段。对于144位长信息第107-132位为第二组受保护数据字段（PFD-2），133-144位为第二组博斯-乔赫里纠错码（BCH-2）。

全球卫星搜救系统对ELT的定位主要是通过ELT发射的信息中的第26-86位数据进行的，通常这段二进制信息会被转换成15位的十六进制数，并且定义为ELT的发射机编码（Hex ID），每个ELT都有唯一的Hex ID。ELT的Hex ID包含ELT序列号或飞机注册号等编码信息，并使用国别码（中国区代码412或413，美国区代码366）划分其使用区域。全球卫星搜救系统规定的编码方式有4种：按ELT序列号编码；按飞机注册号编码；按国际民用航空组织（ICAO）指定的飞机24位地址码编码；按运营人标识和序列号编码。

选用何种编码方式由ELT注册所在国的当局机构来决定，中国民用航空总局（CAAC）无线电管理委员会负责ELT在中国的注册和管理。国内航空公司现在主要使用以下两种方式进行编码：

按ELT序列号编码这种方式比较方便。该方式Hex ID根据ELT自身序列号进行编写，不会随飞机发生变化。若进行拆换，新的ELT有自己新的Hex ID，不用再进行重新编码，但新的ELT更换必须及时告知局方。

按飞机注册号进行编码，这种编码每架飞机都有自己唯一的ELT的Hex ID，每次更换ELT时，新的ELT需要重新编码，但无需告知局方。很多供应商提供了外置编码存储件来存储ELT的Hex ID。更换新的ELT后，只要将其与外置编码存储件相连，便可录入ELT的Hex ID，因此很好地解决了ELT的编码问题。所以这种方式也是当前比较推崇的编码方式。

5 结束语

伴隨着民用航空业的飞速发展，飞机也成为越来越多人出行的选择，同时更多的航空事故也接踵而至（如马航MH370、MH17班机，复兴航空GE235班机，德国之翼航空9525号班机等事故），ELT在民用飞机搜救行动中的作用也日趋重要。未来的ELT幸存率将不断的提高，性能也将不断的加强（更小巧，信息量更大），ELT的标准也将更加统一，人们对ELT的相关研究也会更加的深入。

参考文献

[1]柳邦声.全球卫星搜救系统（COSPAS-SARSAT）的发展与应用[J].世界海运，2006（5）.

[2]陈强.航空406MHz应急定位发射机编码及选择策略[J].中国民航飞行学院学报，2010（2）.

[3]RTCA 国际标准化组织 Minimum Operational Performance Standards for 406 MHz Emergency Locator Transmitters （ELT） [S].航空无线电委员会，2007.

[4]FAA TSO-C91 Emergency Locator Transmitter （ELT） Equipment[EB/OL]. http：//rgl.faa.gov/，1983.

[5]FAA TSO-C126 406MHz Emergency Locator Transmitter （ELT）[EB/OL]. http：//rgl.faa.gov/，2006.