AirNet空管自动化系统信号引接方式

尹德秀

摘要： ATC自動化系统是现代民用航空空中交通管制自动化系统的核心系统设备，是主要的空中交通管制指挥工具。该文以内蒙古空管分局为例介绍了AirNet空管ATC自动化系统的信号引接方式。

关键词： ATC； 雷达； MPDC；NPort； GPS ； QNH

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）36-0272-02

1 系统简介[1]

ATC空中交通管制自动化系统可以将各个台站送来的监视数据经过融合处理后与飞行计划和有关报文等数据进行各种相关处理后达到自动相关、自动移交、自动拍发起飞落地报等功能的。AirNet空管自动化系统是成都中国民航总局第二研究所生产的空管ATC自动化系统，这套系统是基于Linux多任务操作系统的自动化系统，系统采用开放、分布式的体系结构，100M/1000M的Ethernet网络，将系统各部分有机地联接起来。系统的各子系统都采用主备双服务器和A/B/C三网结构：主、备机之间自动同步数据信息，实现实时手动/自动切换。A网和B网作为冗余配置网络，保证ATC服务器和工作站间可靠的信息交换，C网作为DARD旁路网络采用独立的BSDP服务器，以解决A/B网瘫痪后雷达数据的不间断向管制席位分发的问题。内蒙古空管分局的AirNet自动化系统需要处理的外部数据有：雷达信号、GPS信号、报文数据和气象数据等。下面以图1 网络拓扑图所示来说明这些信号的引接方式。

2 数据的引接方式 [2][3]

这些需要引接的数据从传输方式上分为同步数据、异步数据、网络数据。

对于同步数据，AirNet系统采用MPDC作为接口设备；对于异步数据，系统采用NPort作为接口设备；对于网络数据，系统采用该网的交换机作为接口设备。

2.1 雷达数据

监视数据包括雷达数据、ADS-B/MLAT、综合航迹等。AirNet系统的监视数据接口支持两种类型：同步方式和网络方式。监视数据的同步数据接入设备使用的是多协议数据通信网关（简称MPDC）。MPDC可实现本地局域网与广域网之间的通信连接，支持多种串行通信协议，可应用于雷达数据接入、ADS-B数据传输、串行数据复用等多类空管系统中，与上层网络通信支持UDP广播/组播，并可按照用户需求定制网络通信协议。

MPDC设备具有16个高速（每个端口最大64K）RJ45串行RS232-C接口，可支持同步/异步通信，可以用来接入多达16路雷达信号；有1个10M/100M自适应的以太网接口，用来连接网络交换机进行网络连接。MPDC支持HDLC、BSC、CD2串行通信协议，并可根据用户需求定制所需的其他协议，支持UDP广播、UDP组播网络通信协议，每个RS232-C端口可支持内时钟/外时钟模式。

MPDC使用的是RJ4 5串行接口，其满足RS-232C/RS422的标准， 遵循CCITT V24/V28，这里数据传输采用同步方式，针脚具体定义如表1：

雷达数据接入采用同步方式。如图1网络拓扑图中所示，内蒙古空管分局的AirNet自动化系统使用了6部MPDC设备接入了9部雷达共13路信号，其中蛮汉山雷达、赛罕雷达、西什拉雷达、太原罕山各引接二路信号，这些雷达信号的每一路都是经过一分八信号分配器后接入到MPDC的，所以输入到A/B/C三网的信号是一模一样的，而蛮汉山雷达、赛罕雷达、西什拉雷达、太原罕山雷达各引接二路信号到不同的MPDC设备，在自动化系统的DBM中设置后进行优选，这样可以在很大程度保证主要雷达信号的传输效率。雷达数据接口支持的雷达类型涵盖了中国民航现役所有雷达。系统接入设备所支持的数据传输速率为2.4Kbps～64Kbps可选。

2.2 QNH、GPS、AFTN数据

对于异步数据，系统采用NPort作为接口设备。NPort接口设备为MOXA公司的NPort5610。NPort5610有八个RJ45的串行接口，可用来接入QNH、GPS、AFTN数据，一个网口用来连接网络交换机；NPort5610用于将八个串口数据变为网络数据。NPort连接头物理设备接口定义参考图2。

自动化系统接收QNH数据，用来实时更新QNH信息。如图1网络拓扑图中所示，由自观设备来的QNH异步串行数据接入DS-4信号分配器后分出二路分别输入NPort A和NPort B设备。

AirNet系统通过引接GPS信号作为系统时钟信号对自动化系统进行同步。来自GPS时钟系统设备的两路GPS异步信号数据分别接入NPort A和NPort B设备。AirNet系统能够处理东进MTS GPS时钟数据、IRIG-B时间码B码数据、Telephonics GPS时钟数据、Alenia GPS时钟数据等。具体格式可以通过DBM进行配置。

AFTN接口主要针对飞行计划数据。飞行计划数据是系统意图数据主要的来源之一，系统支持AFTN报、SITA报、AIDC报等。由转报机来的AFTN异步串行数据接入DS-4信号分配器后分别输入NPort A和NPORT B设备。

NPort收到QNH、GPS、AFTN信号后将其转变为网络数据送到自动化进行处理。

AirNet系统接入设备所支持的异步数据传输速率为300bps～19.2Kbps，可选。

2.3网络方式

对于需要采用网络信号输入时，使用网络接入方式，主要使用组播方式，系统采用标准的TCP/IP协议。使用RJ45接头的网络直通线直接连接网络交换机。

组播地址和端口可以通过自动化系统的DBM进行设置。

3 结束语

本文对AirNet空管自动化系统作了简单介绍，并详细介绍了自动化系统中雷达数据、报文数据、GPS信号和QNH气象数据的引接方式。希望对安装和维护AirNet空管自动化系统的技术人员有所帮助。

参考文献：

[1] 何友，修建娟，张晶炜，等.雷达数据处理及应用[M].北京：电子工业出版社，2006：249-252.

[2]余锡存，曹国华.单片机原理及接口技术[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2005：10-15.

[3] ANSI/TIA-232-F-1997， Approved：September 30， 1997， Reaffirmed： October 11，2002， TIA STANDARD， “Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange”， TIA-232-F， （Revision of TIA/EIA-232-E）[S].