淺析AirNet空管自動化系統中氣象數據的引接

劉彥蛟 翟政騰

摘 要：AirNet自動化系統作為阿克蘇空管站唯一一套自動化設備，承擔著管制對空指揮的重要任務。由于阿克蘇機場為軍民合用機場，軍航和民航所用的高度修正不同，為滿足AirNet自動化系統能實時進行精確的高度切換，技保人員從氣象觀測系統接入數據，能夠使自動化系統讀取到精確的氣壓高度值。本文以阿克蘇空管站為例介紹AirNet空管自動化系統中氣象數據的處理及信號引接。

關鍵詞：AirNet自動化系統;氣象AWOS;QNH;高度切換

引言

阿克蘇空管站（下簡稱：空管站）實施中低空ADS-B管制運行以來，AirNet自動化系統就作為管制主要的對空指揮手段，是確保安全運行的重要設備。阿克蘇機場為軍民合用機場，在本場50km區域內需要使用QFE（場面氣壓）高度，在本場50km區域外使用QNH（修正海平面氣壓）高度。由于系統版本較為落后的局限性，如何能在AirNet自動化系統中實時進行QNH和QFE的切換，是廠家和技保人員需要迫切解決的問題。本文就自動化系統QNH數據處理和從AWOS（自動氣象觀測系統）中引接氣象數據的信號引接方式等方面做一闡述。

1 AirNet自動化系統信號處理

AirNet空管自動化系統作為空管部門的核心設備，具備處理多種數據的功能，如接入的各類監視數據（雷達、ADS-B、MLAT、ADS-C等）、各類意圖數據（AFTN、AIDC、CPDLC）、各類輔助數據（GPS、QNH、GRIB、停機位）、主用自動化系統同步數據（綜合航跡、飛行數據等）等。該系統為管制提供系統綜合航跡處理及顯示、飛行計劃信息處理及顯示、自動相關、去相關等功能。空管站接入的監視數據有本場的二次雷達數據、本場ADS-B地面站數據和從烏魯木齊回傳的12路ADS-B數據，意圖數據有從空管站安裝的航管科技的自動轉報系統接入的AFTN轉報數據，輔助數據有從空管站安裝的北京東進的NTP時鐘服務器接入的GPS信號和從空管站AWOS（自動氣象觀測系統）接入的氣壓數據。下面以圖1信號接入拓撲圖所示來說明這些信號的引接方式。

信號接入所用的設備有MPDC-I通信網關、NPort（串口通信服務器）和數據分配器（DS-8）。系統配置的MPDC-I通信網關使得外部輸入的數據與系統之間的接口變得簡單，外部數據通信協議及格式的變化不會對系統產生影響。通過增加MPDC-I通信網關的數量即可增加系統的輸入接口。MPDC-I通信網關是由成都民空管科技發展有限公司自主研發生產的智能通信網關，配置有冗余雙電源，能提供16個同/異步通信口和1個RJ45的IP口和1個參數適配口，完成同步或異步協議轉IP的任務，該設備作為本系統單雷達數據的同步接口設備。系統配置的MOXA公司NPort用于完成異步數據如AFTN、GPS、QNH等數據接入。該設備提供8個異步通信口和1個RJ45的IP口，完成異步協議轉IP的任務。數據分配器采用成都民航空管科技發展有限公司的有源分配器產品DS-8。該產品配置有冗余雙電源，可對信號源進行一分八，對傳輸的信號強度衰減少;能對同/異步數據進行數據分配;采用25PINs RS232接口，可手動設置同步、異步方式、速率、DTE、DCE等參數，具備工作狀態和數據有無指示燈。

2 QNH數據處理

QNH數據的處理主要在AirNet自動化系統的MSDP（監視數據處理）服務器中的QNH子系統完成。QNH子系統從異步串行通信接口中接收QNH數據，檢查QNH數據的完整性，組裝出完整QNH數據，在解析出QNH數據中的數據項后，將QNH值寫入系統共享數據隊列。

QNH子系統對數據的解析過程遵循以下格式：

QNH：YYYY-MM-DDhh：mm：ssnnnn.nn。

其中 、、、、、為控制字符，ASCII碼分別為：0x01、0x02、0x03、0x0D、0x0A、0x20。

QNH子系統主要由數據接收、數據解析、數據處理等三個功能模塊組成，系統模塊見下圖2：

QNH子系統在接收到完整的QNH數據后，根據規定的數據格式，解析相應的數據項的值，如機場四字碼、日期和時間、QNH值（只取整數部分）。對系統需要的QNH區域的QNH值進行有效性檢查，如果QNH值在850至1100之間，就將該值寫入系統共享數據隊列。QNH子系統數據流如下圖3：

QNH子系統運行所需參數XML數據文件形式存放在系統參數目錄/home/cdatc/AirNet/config中。參數在DBM子系統中的“QNH離線參數”配置界面進行配置。

3 AWOS數據引接

在AirNet自動化系統中，實現QNH和QFE的實時切換，就需要有精確的QNH數據。在未接入氣象AWOS數據前，空管站自動化系統的QNH數據主要由氣象的METAR報文提供，再根據QNH和QFE的高度對照表進行切換。由于METAR報文為每小時獲取到一份，所以無法進行精確的QNH和QFE的數據切換。為解決這一問題，技保人員和廠家協商后將自動氣象觀測系統輸出的航標9格式的氣壓數據接入到自動化系統中以獲取實時的QNH數據。

空管站現有一套自動氣象觀測系統，其包含跑道09（大氣透射儀、云高儀、自動氣象站）、跑道MID（大氣透射儀、獨立風站）、跑道27（大氣透射儀、前向散射儀、云高儀、自動氣象站）共9套設備，由維薩拉廠家軟件系統AviMet7.2.4運算生成并顯示各類氣象數據。AirNet自動化系統從氣象機柜的TS16MEI（串口服務器）引接一路數據到自動化機柜的DS-8數據分配器中，分出兩路信號至自動系統A機柜的Nport-A和自動化系統B機柜的Nport-B，再從Nport分別接到自動化系統的A網和B網的核心交換機中。AWOS信號流程見下圖4：

從氣象機柜的TS16引出的線序為RJ45 568B的線序，到DS-8數據分配器接入的信號為DB25的信號，線序定義如下表1：

將線接好后，需要在Nport中對端口數據進行配置，具體配置步驟如下表2：

4 結束語

將氣象數據接入AirNet自動化系統中，理論上可以實現QNH數據的實時顯示問題。自動化系統如何解析航標9格式的數據，將在后續的維護過程中繼續探究。本文從空管站的這套低版本AirNet自動化系統的信號引接和QNH處理子系統出發，將氣象數據的引接和相關配置方面做一詳述，希望在日常維護中對技保人員能有所幫助。

參考文獻

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