s模式数据链应答机介绍

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1、模式数据链应答机介绍S刘祁(中国航空工业总公司第615研究所)摘要本文介绍了由美国霍尼威尔公司商务和支线飞机航空系统分部与615所共同开发的一种S模式数据链应答机;阐述了该应答机的工作原理、系统组成、主要特性和应用。关键词TCASS模式应答机数据链通信仪表飞行和交通管制基于两种方式:(1)程序方式或称非雷达方式;(2)空中交通管制雷达方式。在使用程序方式时,只有当飞机处于程序中设定好的位置上空时,控制台才能知道飞机的确切位置。由于信息是断续的,为了安全起见,飞机与飞机之间的距离间隔不能靠得太近。这样就限制了一定空域中

2、飞机的数量。当使用雷达方式时,地面雷达可以获得几乎是连续的飞机位置信息,因此飞机间的空间间隔就比较灵活,而且在一定空域内可以安全地容纳更多的飞机。ATCRBS是一种空中交通管制雷达信标系统,由一次雷达、二次监视雷达(SSR)和应答机组成。一次雷达利用大功率脉冲和高增益窄针状波束天线,可以确定飞机的距离和极坐标位置。雷达接收机检测出飞机表面上反射回来的微小能量,并把这一信息显示在地面控制台的平面位置指示器(PPI)上。SSR查询A模式,应答机作出“我是谁和ƒ或我的状态”的回答;查询C模式,则作出“我的高度”的回答。这两

3、组信息可标注在PPI上相应飞机位置旁。控制台指挥人员再利用语音通讯系统引言1世界上第一台四级水平的S模式数据链应答机于一九九五年七月在美国霍尼威尔公司的商务和支线飞机航空系统分部(BCASD)开发成功,并已投放市场。这是一种全性能的S模式数据链应答机系统。它不仅可以执行目前已定义了的所有S模式功能,还具备将来继续扩展功能,以及整个机器升级换代的硬件能力。在这之前的模式应答机与交通告警防撞系统S(TCAS)和空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)交联,用来识别和跟踪飞机的位置(包括高度)。而这种专门为航空营运市场开发

4、的新产品能在飞机和空中交通控制台之间发射和接收数据链信息。与现行的语音系统相比较,数据链提供了更高效、更可靠和更精确的通讯。1994年到1995年,中国航空工业总公司第615研究所与霍尼威尔公司的商务和支线飞机航空系统分部合作开发了这种世界上最先进的应答机。现将该S模式数据链应答机的工作原理、组成、主要功能和应用介绍如下。通讯、导航和监视2实施飞机的导航。S模式是一种协同式的监视、通讯和导航系统,用于空中交通管制。它利用地面台查询和机载应答机来完成上述功能。它可以在监视查询和回答信号中综合进地-空-地数据链通讯功能。

5、S模式实际上是ATCRBS进化的产物。它为空中交通控制自动化提供了增加型监视与通讯能力。为了使ATCRBS引进S模式容易些,S模式地面台和机载S模式应答机都包括全套的ATCRBS功能。S模式地面台能对装备AƒC模式应答机的飞机实施监视;S模式应答机能回答ATCRBS查询。此外,S模式潜在的数据链功能使得空中交通管制台有可能利用应答机来保障飞机在空域中被安全地分隔开来。S模式与ATCRBS相比,其优越性主要在于:(1)S模式监视使用的单脉冲功能使ATCRBS在减少查询次数的同时改进了目标定位。ATCRBS查询和回答次数

6、的减少则改善了射频(RF)干扰环境。(2)S模式要求每架飞机都有一个唯一的地址码。使用了这个唯一地址码,地面台可以向某一特定的飞机查询和精确地收到指定飞机的回答。由于地面台可以把查询限制在其感兴趣的目标上,因此信道间的干扰可抑制到最小限度。(3)通过适当的查询定时,可以收到相距很近的飞机上发来的回答,而不会相互干扰。(4)由于每个查询和回答都有唯一的地址码,因此信号中就允许包含从特定的某一飞机到另一特定飞机的数据链信息。霍尼威尔公司首先开发成功的S模式数据链应答机与先前的S模式应答机相(1)由于包含了支持未来空中航行

7、系统(FANS)和航空通信网(ATN)定义的功能增长能力,具有112位扩展长度信息的四级数据链,这个设计能满足下一世纪的需要。(2)四级数据链应答机具有112位扩展长度上行链和下行链能力,而先前的应答机最好也只能发射56位长度的标准信息帧。(3)该应答机不仅能快速发送信息,而且还可以发送以前无法发送的信息。例如空中交通管制(ATC)令牌,或其他形式的信息。必要的话,S模式数据链应答机甚至可以发送自由内容的信息。系统描述3615所与霍尼威尔公司联合设计的S模式数据链应答机可应用于ATCRBS和S模式空中交通管制系统。应

8、答机满足DO-181A《空中交通管制雷达信标系统ƒS模式(ATCRBSƒMODES)机载设备》所定义的S模式应答机所有要求,包括《转变1》。S模式数据链应答机在外形、尺寸(参见图1所示)和功能上符合ARINC718S模式应答机特性要求,与现存的AR2INC718装备后向兼容。S模式数据链应答机还具有当今ARINC718不具备的增强性能。而性能的