信息与电脑2018年第16期China Computer&Communication数据库技术民航航空监视数据的开发利用俞 成（中国民用航空华东地区空中交通管理局，上海 200438）摘 要：随着民航的迅速发展，空中交通管制的航空器监视设备也越来越丰富，雷达、ADS-B、场面监视雷达、MLAT等设备为空管航路保障提供了多样的监视手段。ASTERIX作为民航数据格式的国际标准，为这些监视设备定义了各不相同的传输数据格式。关键词：雷达；空管监视数据；Asterix；软件开发；数据分析中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2018）16-127-02The Development and Utilization of Surveillance Data in Civil AviationYu Chengcontrol. Radar, ADS-B, scene surveillance radar, MLAT and other equipment provide a variety of monitoring means for air traffic Abstract: With the rapid development of civil aviation, there are more and more aircraft surveillance equipment in air traffic (East China of Air Traffic Management Bureau, Shanghai 200438, China)for these monitoring devices.control route support. As an international standard of civil aviation data format, ASTERIX defines different transmission data formats Key words: radar; ATC surveillance data; Asterix; software development; data analysis１ 民航航空监视数据格式及编码组成简介以CAT001单雷达格式为例，01 00 17 f7 84 16 81 a0 03 现今全球民航航空监视数据的主用通信协议为Asterixa7 74 9e f7 68 08 00 ec 05 fb 05 2c 40数据作为格式解析：（All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information CAT格式编号为1个字节，转换为十进制后代表了256种格Exchange），是由欧洲航空安全组织定义，用于结构化监视式数据编号中的具体格式编号，那么第一个字节01代表的信息的数据交换的一种协议。根据格式编号CAT定义代表了便是CAT001；LEN数据长度是传递整个ASTERIX格式数不同监视手段的数据标准，常见的信息格式有CAT001雷达据的总数据长度，由2个字节数据转换为十进制后表示，00 目标格式、CAT010单雷达场面监视信息、CAT020多点定位17十进制为23，代表此数据总数23个字节；数据记录包含数据、CAT021 ADS-B信息报告、CAT034 S模式雷达目标格FSPEC和数据内容：FSPEC数据格式定义根据不同的格式式、CAT062系统航迹报告等。也各不相同，如表1所示，为CAT001的FSPEC，每个字节Asterix格式最重要的特色是格式统一、扩展性好、能中前7位表示该定义的数据内容是否传递，1为传递，0为够更新，且新版本都能对老版本兼容。ASTERIX数据包由不传递，最后1位为扩展位，代表是否需要传递后续字节的CAT格式编号、LEN数据长度和多个数据记录组成，如图1FSPEC，此处的f7表示需要传递第一个字节定义的1、2、3、所示。其中，数据记录包括FSPEC（Field Specification）数4、6、7，七个数据项，并且还需要第二个字节FSPEC，此据定义和实际数据内容。时84也是FSPEC，表示需要传递第二个字节中的数据项8、13，最后一位为0，则FSPEC到此结束。数据内容根据定义，如FSPEC中1代表I001/010 Data Sour Identifier需要2个字节，根据定义bits-16/9 (SAC) System Area Code|bits-8/1 (SIC) System Identification Code，之后的数据16 81代表数图１ ＡＳＴＥＲＩＸ数据包组成据源的SAC区域码为22，SIC识别码为129。以此类推，根作者简介：俞成（1988-），男，上海人，本科，工程师。研究方向：软件开发、民航空管监视技术。— １２７ —数据库技术信息与电脑China Computer&Communication2018年第16期据ASTERIX CAT001的文件定义可以得这段信息中的其他信再借助一些通信协议分析工具，就可以实现信号的连接。息：目标描述二进制值为10100000（a0）、航迹号为0935（03 a7）、极坐标距离233.23海里，方位347.9°（74 9e ３ 民航航空监视数据的软件实现f7 68）、计算速度0.125 Nm/s，朝向角332.34°（08 00 ec 通过各类软件开发工具对通信协议的编程，可以实现数）、Mode-3/A码为2774（05 fb）、Mode-C码为1324（05 据的采集；通过各监视设备的设备原理进行分析，可以实现2c）、航迹状态二进制值为01000000（40）。由于长度已达信号实时显示、录像、回放、统计与分析、监控等功能。23个字节，因此此数据包仅有一个数据记录。监视设备原理根据设备不同，传输的信息也不同。航路表１ ＣＡＴ００１的ＦＳＰＥＣ雷达数据体现了所测量监视目标的极坐标位置、信号强度、FRNData ItemInformation属性、通信传输获得的高度、识别码等；场面监视雷达数据I001/010Data Source Identifier2I001/020Target Report Descriptor1+体现了所测量当前场面的动目标状态；多点定位数据体现了I001/161Track/Plot Number2I001/040Measured Position in Polar Coordinates4所测量监视目标的坐标、高度和通信传输获得的编码、呼号I001/042Calculated Position in Cartesian Coordinates4等；ADS-B体现了和监视目标通讯传输获得的坐标、高度、I001/200Calculated Track Velocity in polar Coordinates4I001/070Mode-3/A Code in Octal Representation2识别码、呼号、地址码、状态、信息等。通过对不同设备数FXField Extension Indicator据的解码，可以实现以下功能：I001/090Mode-C Code in Binary RepresentationI001/141Truncated Time of Day2（1）实时显示：根据不同设备的数据刷新周期，可以I001/130Radar Plot Characteristics2I001/131Received Power1+指定一定的软件更新周期，在更新周期内显示数据的位置、I001/120Measured Radial Doppler Speed1I001/170Track Status1高度、识别码等，并能够根据用户的条件选择（区域、高度、I001/210Track Quality1+识别码、呼号、信号质量等）进行筛选显示。FXField Extension Indicator1+（2）录像：通过协议接收，将所有收到的数据根据接I001/050Mode-2 Code in Octal RepresentationI001/080Mode-3/A Code Confidence Indicator2收时间的先后顺序，存放在一个文件中，并且根据时间日期I001/100Mode-C Code and Code Confidence Indicator2对文件命名。I001/060Mode-2 Code Confidence Indicator4I001/030Warning/Error Conditions2（3）回放：通过对录像文件进行解码，根据用户选定-Reserved for Special Purpose Indicator (SP)1+-Reserved for RFS Indicator (RS-bit)是时间段、数据刷新周期以及不同的显示条件进行回放。FXField Extension Indicator（4）统计与分析：根据用户设定的不同条件进行统计２ 设备传输方式简介分析，可以计算目标数量、探测图、盲区、目标等是否存在掉点、是否存在假目标、发现概率、丢失概率、假信号概率等，监视数据的数据传输接口有并口、串口、网口等传输方式，从而分析设备性能。接口协议有HDLC、RS232、TCP/IP、UDP等，雷达数据多为（5）监控：信号融合部门能够通过对信号的解码，以高级数据链路控制HDLC（High-Level Data Link Control），及多设备的信号比较，来进行数据信号的判断，判断是否存是一个在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议；在信号延迟和错误信号，并提前确定错误信号来源。ADS-B、MLAT等新型设备多用UDP或TCP/IP协议进行数据（6）融合处理：我们可以通过多地区多种类的监视数传输。常见的接口可以直接插入计算机各接口直接获取数据，据接入，以及报文气象等信息的结合，制造出一套自主而采用HDLC/SDLC传输方式的，则需要通过同步信号转换开发的管制使用系统。设备进行协议转换，例如同步信号通讯卡、PLINE、uLine或雷达信号采集器等，转换协议后方可获取数据。４ 结 语当有分析数据需求时，首先要在设备不影响原有配置的随着民航空中交通管理设备保障部门对于设备的不断了情况下进行硬件连接。首先要了解具体的通信方式，以便准解和深入开发利用，丰富了空管保障手段，对现今的大数据备相应的硬件材料，例如信号分配器、线缆、接口卡或转换时代打下了数据基础。相信在不远的将来，空管监视保障体设备等；其次还需要知悉相关的设备设置参数，例如设备端系也能够拥有自己的开发技术团队，将更多优化智能数据提的网络地址、通信端口、通信速率等。通过这样的软硬件配置，供给交通管制、地面保障、旅客和相关人员。— １２８ —
