深圳航空有限责任公司维修工程部 广东省深圳市 518128
摘要：飞机通讯寻址与报告（ACARS）系统是一个可寻址的空/地数字式数据通信网络，通过飞机上的第三部甚高频（VHF3）、高频（HF）或者通信卫星实现空地之间的数据交换和信息的传输，使飞机作为移动终端与地面站相连接，从而加强了航空公司、空管、飞机和发动机制造商对飞机的监控能力和指挥能力，在飞机维护、航空公司运行和空中交通管制等方面发挥着巨大的作用，是现代大中型民航客机所必须安装的航空电子设备之一。基于此，本文对飞机通讯寻址与报告系统研究进行了简单的研究。
关键词：ACARS；研究；控制
引言
目前民用航空领域主要使用甚高频来进行数据通信，利用数据链来实现空中运输与交通管控。该地空数据通信技术始于上世纪70年代，此后不断发展并被非常广泛的应用。随着国际间交流的不断发展，国际航线的需求也在不断增加，航线和飞机数量也迅速增长，导致空中交通越来越繁忙。为了应对空中交通繁忙、保障飞行安全和实现更广空域的交通管控，近几十年间，国际民航领域开始尝试使用最先进的计算机和通信技术来研发、构建新的系统。
1ACARS通讯系统组成
1.1机载ACARS设备
机载ACARS设备由管理组件（MU）、控制显示组件（CDU）、VHF3号收发机和打印机组成，能够收、发各类数据，并通过CDU显示阅读或由打印机打印出来。
1.2ACARSVHF无线电网络
ACARSVHF无线电网络由世界某些地区分布的ACARSVHF无线电地面台组成。每个地面台可和周围一定空域范围内的飞机进行ACARS数据交换，并通过地面通信网络与ACARS控制中心进行数据传输交换。这样，通过ACARS地面台网络，ACARS控制中心就可以和任何位于ACARSVHF无线电网络覆盖区内的飞机进行数据交换。
1.3ACARS控制中心
ACARS控制中心通过地面通信网络与各ACARS地面台、各航空公司信息中心相联系，它通过代码寻址，把航空公司和它相应的飞机联系起来，进行数据和信息双向交换。
1.4航空公司信息中心
航空公司信息中心由公司内的计算机网络组成它通过地面通信网络接收来白ACARS控制中心的飞机数据和信息，并送到公司内相应部门；同时，也收集各部门的询问信息传送到ACARS控制中心，传达给相应飞机。
2ACARS工作原理
在ACARSMU和VHF3收发机之间交换的数据使用1200Hz和2400Hz的音频进行编码，在飞机和地面之间传输的数据需要进行格式化处理，飞机与地面间的数据交换要遵守相应的通信协议。目前主要使用的地空通信协议是面向字符的地空通信协议，即ARINC618。
2.1空间编码规则
空——地间传输的数据除了在传输的末端用来检验顺序的块校验码（BCS）之外，所有的数据均来自于ISO字母5号表，如表1所示。
表1 ISO字母5号表
用1200Hz和2400Hz音调对ACARS MU与VHF3收发机之间交换的数据进行编码。
一个“0”位被编码：
当它是0位字符串的第一位时，通过1200Hz的正半周期进行编码（即使字符串仅包含一位）；当不是这种情况时，用2400Hz周期开始的负半周期进行编码。
一个“1”位被编码：
当它是1位字符串的第1位时，通过1200Hz的负半周期进行编码（即使字符串仅包含1位）；当不是这种情况时，用2400Hz周期开始的正半周期进行编码。
ACARS MU发送到VHF3的ACARS报文，用来调制传送到地面的VHF无线电信号。相反地，从地面发出的无线电信号经过解调后，可获得通过VHF3传送到ACARS MU的信号。该编码的结果是，从飞机上到地面的传送比特率是每秒2400比特，反之亦然。
2.2信息格式化
在地面和飞机之间交换的信息格式其中：
预设键（16个字符），所有位在1，这个状态能调节VHF发射和接收电平。
位同步（2个字符），位同步器能够交叉检查该位值。
字符同步（2个字符），允许在字符上建立同步。
文件头的开始SOH（1个字符），指示数据传送的开始。
模式（1个字符），允许选择一个地面站或者指定地面站的组合用来同飞机通信。
地址（7个字符），包含飞机的识别特征用来发送和接收信息。
技术确认（1个字符），关于接收到的最后信息的确认（非负即正）。标牌（2个字符），标识一个特定的消息类型。
上传/下传数据块标识符（1个字符），仅出现在通过地面发送的信息中。使飞机能够探测到复制的地面信号（飞机到地面信息可以有一个下传数据块标识符以能够在地面探测到复制的飞机信号）。
开始文句（1个字符），指示有用数据传输的开始。
内容（最大220个字符），有用数据，只有部分ISO-5号字符可以被传输在这一区域。
后缀（1个字符），指示有用数据传输的结束。
块校验码（16位），根据先前位设定在发送之前计算一个结果。在接收时，进行同样的计算，这两个值进行比较。如果相同，则传输正确。
后缀（1个字符），指示发送的结束。
2.3飞机与地面间的数据交换协议
机载用户与数据链服务提供商间用于ACARS通信的协议和程序是由ARINC 618定义的，该协议规定了空一地以面向字符方式进行数据传输的数据编码格式；机载设备的功能分别由ARINC 716（机载甚高频通信收发机）、ARINC 724B（飞机通信寻址与报告系统）、ARINC 750（甚高频数据无线电）和ARINC 758（通信管理组件标志2）定义；飞机上与ACARS有关的子系统所采用的协议是由ARINC 619（ACARS电子终端系统协议）规范定义的。
ACARS的通信功能可以由通信管理组件代替ACRAS管理组件提供。CMU由ARINC758规范定义。当CMU用做ACARSMU时，CMU使用ARINC 618规范中定义的协议和程序。
CMU设计成为可以利用协议和程序路由面向比特形式的信息，CMU通过和机载系统的交联，它可以通过甚高频、卫星和高频媒介提供移动的空一地通信。这些子网络是由航空电子技术委员会规范的。
3 ACARS通信系统的优点
3.1快速、实时
飞机的发动机参数，飞机故障等可自动向地面报告，使地面随时了解飞机状态，便于进行生产调度和维修安排。
3.2减轻机组负担
每次飞行通过ACARS系统与地面平均交换信息20-25次。如果让机组用话音报告，很难做到，而且地面的空中交通管制台也无法接收并转发如此庞大的信息量。
3.3通信量大
由于ACARS快速、自动，所以它传输的信息量增加很多倍，不仅包括飞机性能数据，而且还包括商用数据，如食品、饮料供应、乘客订票、订旅馆等，可扩大航空公司的服务项目。
结语
综上所述，ACARS不是一个单独的系统，它的正常工作需要许多系统的协调配合才能得以实现在日常飞机维护工作中，当ACARS出现故障时，往往需要充分考虑各方面的因素，只有面面俱到才能迅速准确地找到根源排除故障。
参考文献
[1]飞机通讯寻址与报告系统的研究与故障分析[D].兰州大学,2016.
论文作者:肖璐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/6
标签：飞机论文; 地面论文; 字符论文; 数据论文; 甚高频论文; 航空公司论文; 系统论文; 《基层建设》2017年第20期论文;