ASTERIX CAT048数据格式分析

赵文斌

摘 要：二次雷达是目前空管系统中应用最为广泛、技术最为成熟的空中监视手段。为此对雷达数据格式的熟练掌握有助于我们提高对雷达设备的维护保障能力。本文以二次雷达S模式下的雷达数据格式为例子，进行分析。

关键词：ASTERIX；雷达；数据格式

中图分类号：V328 文献标识码：A

ASTERIX是EUPOCONTORL组织为监视数据的传输和交换而定义的标准。首字母缩略语代表ALL Purpose STructured Euro-control Surveillance Information Exchange。它为不同监视信息的交换提供标准的信息传输格式，保证了通信数据的可靠描述，并受到由多国组成的RDE-TF机构的关注和支持，因此在国际上得到广泛应用。

ASTERIX共定义了256种数据类型，前127种为民用数据传输协议，后127种为军用数据传输协议。其中CAT 001和CAT002為二次雷达A/C模式下的雷达目标报告和雷达服务报告，CAT048和CAT034分别为CAT001和CAT002的升级版，是二次雷达S模式下的雷达目标报告和雷达服务报告。本文以二次雷达S模式下的数据格式CAT048进行分析。

一、ASTERIX的数据帧格式

ASTERIX数据帧结构见表1。

CAT表示数据种类，字段为1个字节，当 CAT=30时，表示ASTERIX数据为CAT048，S模式下的雷达目标报告。 CAT=22时，表示ASTERIX数据为CAT034，S模式下的雷达服务报告。 注：ASTERIX中的数据都以十六进制数表示，在进行数据分析时，需要将其换算成十进制数。

LEN表示ASTERIX数据帧的总长度，字段为2个字节。计算方法如下：

数据长度（LEN）=CAT字段（1字节）+LEN字段（2字节）+FSPEC字段+目标数据区长度。

FSPEC表示UAP表（User Application Profile，用户相关表）的数据索引，其长度可变，每个字节的最后一位是FX（扩展指示为），当FX=0时，表示FSPEC字段结束；当FX=1时，表示其后仍有FSPEC字段。它的每一个比特位与UAP表中的数据项按顺序对应，1表示有该数据项。0表示没有该数据项。

二、CAT048数据帧解析

目前，大部分二次雷达都支持普通A/C模式询问和S模式询问，工作在S模式下的二次雷达可以获取更多的飞行信息。表2为从THALES二次雷达截取的CAT048数据包，我们以它为例进行CAT048数据帧解析。

按照ASTERIX数据帧结构，十六进制30换算为十进制是48，表示此数据包为CAT048数据包。002D换算为十进制是45，表示此数据包共有45个字节。FFDF02为此数据包的数据索引，换算为二进制是1111111111011111 00000010，对应CAT048的UAP表（表3）。备注：划线部分为未选中的数据项。

16、71换算成十进制是22、113，对应的数据项是Data Source Identifier（数据源表示），22是SAC码（中国的SAC码是22），71是SIC码（雷达的编码，每个雷达都有自己的SIC码，这个代码是唯一的）。

071603换算成十进制是464387，对应的数据项是Time of Day，表示该数据包产生的时间（UTC时间）。464387/128=3628.023 s，对应的时间是01：00：28.023。

A8换算成二进制是10101000，对应的数据项是Target Report Descriptor（目标报告描述），bit6-8（101）表示此目标为S模式选呼；bit5（0）表示此目标为真实目标；bit4（1）表示此目标来自于雷达的RDP2数据处理器；bit3（0）表示应答信号中没有SPI；bit2（0）表示应答信号来自于飞机应答机；bit1（0）。

表示该数据项结束。

49B3、8E98换算成十进制是18867、36504，对应的数据项是Measured Position in Slant Polar Corrdinates（以极坐标表示的目标的位置）。RHO=50606/128=147.3984NM=272.982KM，THETA=36504*360/2^16=200.52度。

002C换算成二进制是0000000000101100，对应的数据项是Mode-3/A Code in Octal Representation（识别码），bit16（0）表示识别码有效；bit15（0）表示识别码不是乱码；bit14（0）表示识别码来自于飞机应答机；bit13（0）该位固定为0；识别码见表4。经过计算识别码为0054。

0554换算成二进制是0000010101010100，对应的数据项是Flight Level in Binary Representation（高度吗），bit16（0）表示高度码有效；bit15（0）表示高度码不是乱码；换算成十进制是1364。高度=1364*25ft=34100ft=10393.68m。

60换算成二进制是01100000，对应的数据项是Radar Plot Characteristics（雷达点迹参数），bit7（1）意味着下个字节01对应SRR（应答数量），表示此次应答数量有1个。Bit6（1）意味着下个字节D3对应SAM（应答信道强度），换算为二进制是11010011，按二进制补码计算为-77，应答信号强度=-77*1Dbm=-77Dbm。

78 12 05对应的数据项是Aircraft Address（飞机的24位ICAO地址码），每架飞机都有自己唯一的ICAO地址码。endprint

0D 33 B3 C3 7D 60 对应的数据项是Aircraft Identification（航班号），经过解析为CSN3075。

01 78转换为二进制是0000 0001 0111 1000对应的数据项是Track Number（航迹号），Bit16- Bit13固定为0；航迹号=2^8+2^6+2^5+2^4+2^3=376。

52 3C 36 CD对应的数据项是Calculated Position in Caetesian Coordinates（飞机在笛卡尔坐标系即直角坐标系下的位置），523C换算为十进制是21052，飞机在X轴上的距离=21052/128=164.4688NM，36CD换算为十进制是14029，飞机在Y轴上的距离=14029/128=109.6016NM。

07 92 68 B9对应的数据项是Calculated Track Velocity in Polar Representation（飞机在极坐标下的速度），0792对应飞机的地速，换算为十进制是1938，飞机的地速=1938*0.22NM/H*1.852=789.62KM/H。68B9对应飞机的航向，换算为十进制是26809，飞机的航向=26809*0.0055度=147.4495度。

40对应的数据项是Track Status（航迹状态），换算为二进制是0100000。

Bit8（0）表示该航迹是确定的航迹；Bit7-6（10）表示该航迹是S模式下的航迹；Bit5（0）表示该航迹的置信度是正常的；Bit4（0）表示水平机动探测为無。

Bit3-2（00）表示飞机的上升/下降检测状态显示飞机维持现状；Bit1（0）表示航迹状态结束。

20 20对应的数据项是Communications/ACAS Capability and Flight Status（机载应答机状态和机载ACAS设备状态以及飞机状态），换算为二进制是0010 0000 0010 0000，Bit16-14（001）表示记载应答机支持Cmm.A和Comm.B通信；Bit13-11（000）表示飞机状态正常；Bit10（0）表示应答机有SI功能；Bit9固定为0；Bit8（0）表示没有S模式特殊服务功能；Bit7（0）表示高度码使用的分辨率是100英尺；Bit6（1）表示该飞机有识别码。

结语

本文着重讨论了CAT048的数据解析方法，并以一段CAT048数据为例，为大家解析雷达数据起到了借鉴作用。在实际应用中，CAT01、CAT02、CAT034、CAT048涵盖了所有的二次雷达的数据格式，这些数据都可以按照上述方法进行分析。通过分析雷达数据，我们可以知道雷达的信号质量，工作方式、工作内容等参数，对于解决实际问题有很大的作用。

参考文献

[1]华炜.浅析标准雷达数据格式ASTERIX[J].民航科技，2003（9）：14-16.

[2]陈微波.雷达数据格式转换[J].昆明理工大学学报，2005（8）：390-393.endprint