1 概述
ACARS(AircraftCommunication Addressing Reporting Systems),飞机通信寻址报告系统,美国ARINC公司开发,采用循环冗余校验码(CRC)进行校验。航空器与地面站之间通过无线电或卫星传输短消息(报文)的数字数据链系统。具有传输速度快、抗干扰能力强以及误码率低等特点。
飞机飞行在海洋上空的空域时,使用SATCOM数据链和VH数据链;在布满基站的陆地上,使用VHF(甚高频,30~300Mhz)传输。
在我国,使用的频率为131.450MHz。
2 ACARS系统组成
由机载ACARS数据链系统、数据链服务提供商(DSP)以及地面处理系统组成。
飞机上,ACARS由ACARS管理单元(MU)以及控制显示器单元(MCDU)组成;地面上,ACARS由一个有多个无线电收发机构成的网络组成。
下行数据通过ACARS管理单元,经VHF通信系统发送给地面站(RGS)(基于ARINC618),地面站将接收到的信号通过地面网络传输至ADCC地面网络控制中心处理(基于ARINC610)。
3 ACARS报文种类及基本结构
3.1 ACARS报文的种类
ACARS报文由110多种,分为上行链路报文和下行链路报文。从应用角度分为AOC报文(飞机运营管理)和ATS报文(空管服务)。
AOC报文主要有OOOI报、故障报、发动机报以及位置报等。
ATS报文主要有起飞前放行报、自动化终端区信息服务报、自动相关监视报、管制员-飞行员数据链通信报等。
3.2 ACARS编码规则
采用1200Hz和2400Hz对报文进行编码,采用MSK调制,以1200Hz的正半波表示0,负半波表示1,以2400Hz相位π的正弦信号表示0,以2400Hz相位0的正弦信号表示1。因此,2400Hz时代表与前一码元相同,1200Hz时代表与前一码元不同,如下图所示。
3.3 ACARS报文的基本结构
符合ARINC618格式,由报头、正文、报尾、BCS校验码4部分组成。
报头包括其实标志服(SOH)、字符模式(Mode)、飞机注册号(AircraftRegistration Number)、技术确认(TechnicalAcknowledgment)、报文标签(Label)、链路块的标志位(DBI/UBI)和结束标志符(STX)。
正文必须由ISO-5字符集中的非控制字符购城,长度不大于220字符,超过220字符将被分成多块传输。单块报文,<ETX>结束,多块报文,最后一块<ETX>结束,其余<ETB>结束。
BCS校验对象从<SOH>到<ETX>/<ETB>(不包含<SOH>)。
4 ACARS报文参数辨识
4.1 数据与处理
1) 一次过滤:判断是否有非法字符(ISO-5以外的字符);
2) 二次过滤:判断是否有不完整的报文(起始、结束位不完整)。
4.2 数据译码
解调(得到二进制码元)à对应十六进制(MSB<->LSB)à转换后十六进制(与0x7F相与)à工程值(ARINC618协议)。
所有的报头格式都相同,可采用固定位置参数提取法实现数据译码,正文格式会有很多种,可具体问题具体分析(开发针对每一种报文解析代码),也可采用模板解析法、特征提取法实现。
4.3 数据校验
BCS校验是否合格。
5 参考资料
《AFDX航电测试中的地空数据传输技术研究》。