地空数据链在民航的应用与发展探讨

袁懿

（中国民航青岛空中交通管理站，山东 青岛 266000）

民航运输机构的广泛应用增加了民航往来的业务量。现在广泛应用于管制通信的有2种：高频（HF）和甚高频（VHF）话音通信，常直接影响到飞机飞行安全及航班准点。地空数据通信系统具有传输迅速、可靠性较高等优势，在民航通信领域应用十分广泛。

地空数据链属于一种使用无线网络通信技术与应用协议，顺利完成航空飞行器和地面信息管理体系这两者间实际信息的交换体系。把HF、SATCOM的S模式当作数据链传输媒介，用于机体与地面系统两者间自动信息的传输，使飞机同地面的工作人员和空管自动化系统合力结合在一起，不仅能够在一定程度上减少航班运行费用，还能够对航班运行效率起到一定的提升作用。

1 我国民航地空数据通信系统

1.1 建设地空通信网络

第一期建设始于20世纪20年代末期，直至21世纪初期，已建立80多个VHF远端地面站（RGS），可以将除少数区域西部航路外的所有地区覆盖住。21世纪初期，我国已创建80多个ACARS远端地面站，为国内外航空机构供应了整体化的国际地空数据通信服务。

1.2 建设基础设施

创建网络运行控制管理中心（NOC）及有关运行的辅助体系，然后对数据链系统国际路由器（ICR）系统进行升级。

1.3 组织人员培训

定期组织同ARINC、AEROTHAI的技术交流讨论会，从技术和服务水平上培养高素质NOC人才；定期组织技术人员参与专业技能和知识的培训，提高技术人员的综合素质。

1.4 以数据链服务系统为基础的建设

我国航空公司现在应用的运行控制系统（AOC系统）采用地空数据链与飞机这两者间双向进行数据通信，比如可以传递更新后的航班计划给飞机。装有ACARS系统的任何一架飞机具有自己独特的ACARS地址，任何地址均不相同。地空数据链体系主要由地空数据通信网络、机载系统（软硬件）和地面系统3部分构成。与此同时，构建气象上传服务系统，能够及时记录全球约4 000个机场及周边区域的实况、特选气象资料等信息。

2 地空数据链系统在中国民航的应用

2.1 飞机在准备起飞之前的放行服务

飞机在准备起飞之前的放行服务（PDC：Pre-Departure Clearance），这项技术应用在机场塔台管制席位，经地空数据通信方式通知将飞机放行。每架飞机均装有相对应的硬件设备支持和机载软件。它具有数据传输速度飞快、降低管制人员工作强度等独特优势。

2.2 数字自动化终端区信息服务

数字自动化终端区信息服务（D-ATIS：Digital Auto Terminal Information Service），指经地空数据通信渠道为机场提供ATIS信息服务，每架飞机均需装有相应的硬件设备支持和机载软件，它具有数据传输速度飞快、降低管制人员工作强度等独特优势。

2.3 管制飞行员数据链通信和自动监视

该数据链通信（CPDLC）供应用在ATS上的地空数据通信，涵盖与现在采用的话音模式相应的一套请求、放行等标准，能够完成管制工作者与飞行工作者之间的双向信息交换及管制移交等许多功能。CPDLC管制工作者是经过地空数据链进行管制命令数据通信，具有迅速的双向数据通信。CPDLC在数据链基础上进行通信，VHF是视距通信。CPDLC可以供应可靠的地空通信，降低飞行员和管理员的工作负荷。

2.4 当前的地空数据通信系统（ACARS）

ACARS是飞机通信、查询和报告体系，大多数情况下是数据服务于商向航空公司，为其供应相关服务，现今已发展至空中交通管理运输和服务领域。该体系大部分的组成结构是地空数据通信网络、机载设备系统以及地面应用系统。

3 地空数据链系统在中国民航的发展前景

3.1 下一代地空数据通信系统——VDL Mode 2

现在有4种VDL设计标准（VDL Mode 1，2，3，4数据链标准）符合7层开放式系统结构。数据链体系是通信子网的范畴，该标准定义于传输层下面的物理层、网络层、链路层的标准，VDL Mode 1，2和3数据链链路层与物理层间的层次对比相似，与ACARS相比较，在性能上VDL Mode 2有很大差异，功能更全。选取ICAO标准，可以全球兼容，更使得传输速率改善了一个数量级，同时也会降低错误率，将时间减少至一半以下。

3.2 航空电信网ATN

ATN属于新一代航空电信网络，作为新航行体系的主要组成部分，是从20世纪中期由国际民航组织（ICAO）研究发现，在21世纪初逐步应用。ATN不是一种全新研发的底层通信网络，它是一种集合多种子网来完成统一数据传输服务的互联网络，专用于全世界地空一体化的航空专用网络，可以提供安全性高、高效、可靠的航空通信服务。ATN属于国际民航网络，不仅具有良好的系统安全机制，也能维持地空一体的无缝通信，不会由于部分故障而失效，而且还具备端至端的通信，使现存的多种通信子网构成一个整体，可以继承并发展已有投资，保持稳定过渡。

4 总结

民航部门对现代通信技术要求十分高。当前，人们对于民航地空数据通信技术非常关注，现在广泛应用于管制通信的有2种通信频道，受多种因素的干扰，不利于飞机飞行安全及航班准点。地空数据通信系统的应用越来越广泛。现在使用的S模式数据链具有简便、覆盖率高等优势。ATN不仅具有良好的系统安全机制，还能维持地空一体的无缝通信，不会由于部分故障而失效，所以该应用会得到广泛认可。

参考文献：

［1］李琛.民航数据链VDL Mode 2应用研究［J］.现代电子技术，2014，37（11）：15-18.

［2］任婷.关于VHF地空数据链ACARS调制解调算法仿真浅析［J］.甘肃科技纵横，2017，46（2）：17-19.

［3］程擎，杨荣盛，罗军.地空数据通信系统及其在中国民航的应用与发展［J］.通信与信息技术，2010（2）：66-68.