ASTERIX CAT048數據格式分析

趙文斌

摘 要：二次雷達是目前空管系統中應用最為廣泛、技術最為成熟的空中監視手段。為此對雷達數據格式的熟練掌握有助于我們提高對雷達設備的維護保障能力。本文以二次雷達S模式下的雷達數據格式為例子，進行分析。

關鍵詞：ASTERIX；雷達；數據格式

中圖分類號：V328 文獻標識碼：A

ASTERIX是EUPOCONTORL組織為監視數據的傳輸和交換而定義的標準。首字母縮略語代表ALL Purpose STructured Euro-control Surveillance Information Exchange。它為不同監視信息的交換提供標準的信息傳輸格式，保證了通信數據的可靠描述，并受到由多國組成的RDE-TF機構的關注和支持，因此在國際上得到廣泛應用。

ASTERIX共定義了256種數據類型，前127種為民用數據傳輸協議，后127種為軍用數據傳輸協議。其中CAT 001和CAT002為二次雷達A/C模式下的雷達目標報告和雷達服務報告，CAT048和CAT034分別為CAT001和CAT002的升級版，是二次雷達S模式下的雷達目標報告和雷達服務報告。本文以二次雷達S模式下的數據格式CAT048進行分析。

一、ASTERIX的數據幀格式

ASTERIX數據幀結構見表1。

CAT表示數據種類，字段為1個字節，當 CAT=30時，表示ASTERIX數據為CAT048，S模式下的雷達目標報告。 CAT=22時，表示ASTERIX數據為CAT034，S模式下的雷達服務報告。 注：ASTERIX中的數據都以十六進制數表示，在進行數據分析時，需要將其換算成十進制數。

LEN表示ASTERIX數據幀的總長度，字段為2個字節。計算方法如下：

數據長度（LEN）=CAT字段（1字節）+LEN字段（2字節）+FSPEC字段+目標數據區長度。

FSPEC表示UAP表（User Application Profile，用戶相關表）的數據索引，其長度可變，每個字節的最后一位是FX（擴展指示為），當FX=0時，表示FSPEC字段結束；當FX=1時，表示其后仍有FSPEC字段。它的每一個比特位與UAP表中的數據項按順序對應，1表示有該數據項。0表示沒有該數據項。

二、CAT048數據幀解析

目前，大部分二次雷達都支持普通A/C模式詢問和S模式詢問，工作在S模式下的二次雷達可以獲取更多的飛行信息。表2為從THALES二次雷達截取的CAT048數據包，我們以它為例進行CAT048數據幀解析。

按照ASTERIX數據幀結構，十六進制30換算為十進制是48，表示此數據包為CAT048數據包。002D換算為十進制是45，表示此數據包共有45個字節。FFDF02為此數據包的數據索引，換算為二進制是1111111111011111 00000010，對應CAT048的UAP表（表3）。備注：劃線部分為未選中的數據項。

16、71換算成十進制是22、113，對應的數據項是Data Source Identifier（數據源表示），22是SAC碼（中國的SAC碼是22），71是SIC碼（雷達的編碼，每個雷達都有自己的SIC碼，這個代碼是唯一的）。

071603換算成十進制是464387，對應的數據項是Time of Day，表示該數據包產生的時間（UTC時間）。464387/128=3628.023 s，對應的時間是01：00：28.023。

A8換算成二進制是10101000，對應的數據項是Target Report Descriptor（目標報告描述），bit6-8（101）表示此目標為S模式選呼；bit5（0）表示此目標為真實目標；bit4（1）表示此目標來自于雷達的RDP2數據處理器；bit3（0）表示應答信號中沒有SPI；bit2（0）表示應答信號來自于飛機應答機；bit1（0）。

表示該數據項結束。

49B3、8E98換算成十進制是18867、36504，對應的數據項是Measured Position in Slant Polar Corrdinates（以極坐標表示的目標的位置）。RHO=50606/128=147.3984NM=272.982KM，THETA=36504*360/2^16=200.52度。

002C換算成二進制是0000000000101100，對應的數據項是Mode-3/A Code in Octal Representation（識別碼），bit16（0）表示識別碼有效；bit15（0）表示識別碼不是亂碼；bit14（0）表示識別碼來自于飛機應答機；bit13（0）該位固定為0；識別碼見表4。經過計算識別碼為0054。

0554換算成二進制是0000010101010100，對應的數據項是Flight Level in Binary Representation（高度嗎），bit16（0）表示高度碼有效；bit15（0）表示高度碼不是亂碼；換算成十進制是1364。高度=1364*25ft=34100ft=10393.68m。

60換算成二進制是01100000，對應的數據項是Radar Plot Characteristics（雷達點跡參數），bit7（1）意味著下個字節01對應SRR（應答數量），表示此次應答數量有1個。Bit6（1）意味著下個字節D3對應SAM（應答信道強度），換算為二進制是11010011，按二進制補碼計算為-77，應答信號強度=-77*1Dbm=-77Dbm。

78 12 05對應的數據項是Aircraft Address（飛機的24位ICAO地址碼），每架飛機都有自己唯一的ICAO地址碼。endprint

0D 33 B3 C3 7D 60 對應的數據項是Aircraft Identification（航班號），經過解析為CSN3075。

01 78轉換為二進制是0000 0001 0111 1000對應的數據項是Track Number（航跡號），Bit16- Bit13固定為0；航跡號=2^8+2^6+2^5+2^4+2^3=376。

52 3C 36 CD對應的數據項是Calculated Position in Caetesian Coordinates（飛機在笛卡爾坐標系即直角坐標系下的位置），523C換算為十進制是21052，飛機在X軸上的距離=21052/128=164.4688NM，36CD換算為十進制是14029，飛機在Y軸上的距離=14029/128=109.6016NM。

07 92 68 B9對應的數據項是Calculated Track Velocity in Polar Representation（飛機在極坐標下的速度），0792對應飛機的地速，換算為十進制是1938，飛機的地速=1938*0.22NM/H*1.852=789.62KM/H。68B9對應飛機的航向，換算為十進制是26809，飛機的航向=26809*0.0055度=147.4495度。

40對應的數據項是Track Status（航跡狀態），換算為二進制是0100000。

Bit8（0）表示該航跡是確定的航跡；Bit7-6（10）表示該航跡是S模式下的航跡；Bit5（0）表示該航跡的置信度是正常的；Bit4（0）表示水平機動探測為無。

Bit3-2（00）表示飛機的上升/下降檢測狀態顯示飛機維持現狀；Bit1（0）表示航跡狀態結束。

20 20對應的數據項是Communications/ACAS Capability and Flight Status（機載應答機狀態和機載ACAS設備狀態以及飛機狀態），換算為二進制是0010 0000 0010 0000，Bit16-14（001）表示記載應答機支持Cmm.A和Comm.B通信；Bit13-11（000）表示飛機狀態正常；Bit10（0）表示應答機有SI功能；Bit9固定為0；Bit8（0）表示沒有S模式特殊服務功能；Bit7（0）表示高度碼使用的分辨率是100英尺；Bit6（1）表示該飛機有識別碼。

結語

本文著重討論了CAT048的數據解析方法，并以一段CAT048數據為例，為大家解析雷達數據起到了借鑒作用。在實際應用中，CAT01、CAT02、CAT034、CAT048涵蓋了所有的二次雷達的數據格式，這些數據都可以按照上述方法進行分析。通過分析雷達數據，我們可以知道雷達的信號質量，工作方式、工作內容等參數，對于解決實際問題有很大的作用。

參考文獻

[1]華煒.淺析標準雷達數據格式ASTERIX[J].民航科技，2003（9）：14-16.

[2]陳微波.雷達數據格式轉換[J].昆明理工大學學報，2005（8）：390-393.endprint