INDRA二次雷达数据格式研究.doc

INDRA二次雷达数据格式研究 　　【摘 要】二次雷达是民航空管运行的重要监视设备，雷达信号的质量直接影响着管制运行效率和飞行安全，本文对INDRA二次雷达信号的数据格式进行了分析和研究。 【关键词】二次雷达；INDRA；ASTERIX；CAT048；UAP 0 引言 近几年，随着各地区空管分局站对雷达设备的更新改造，在全国范围内现已有二十多部INDRA二次雷达投入使用，对雷达信号的监控已成为空管技术保障的一项重要内容，对雷达信号的数据格式进行解析和探讨也显得尤为重要。 1 ASTERIX与HDLC ASTERIX是欧洲民航合作组织为了使雷达监视设备与自动化处理系统之间的数据通信标准化而提出的传输规程，ASTERIX标准在制定过程中提倡在数据链路层上选定通用的HDLC协议，为不同的雷达厂家提供统一的标准。 HDLC是用于在网络节点间传送数据的高级数据链路控制协议。在HDLC协议中，数据被组成一个个的单元（称为帧），通过网络传输。HDLC的帧格式如图1所示，它由六个字段组成，这六个字段可以分为五种类型。 图1 HDLC帧结构 1）标志字段F：HDLC指定采标志序列，用于帧的开始和结束。 2）地址字段A：表示链路上站的地址，每一个站都被分配一个唯一的地址。 3）控制字段C：用于构成各种命令和响应，以便对链路进行监视和控制。 4）信息字段I：携带高层用户数据，可以是任意的二进制比特串。 5）校验字段FCS：使用16位CRC，对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。 2 ASTERIX数据格式 2.1 ASTERIX帧结构 ASTERIX数据包封装在HDLC帧中的信息字段中，每个HDLC帧一般封装一个ASTERIX数据包，但也可以封装多个数据包，如图2所示。 图2 ASTERIX帧结构 2.2 ASTERIX数据块结构 ASTERIX数据块结构如图3所示。 1）Data Block：ASTERIX实体（监视设备、自动化系统）间交换的信息单位，一个数据块里包含着相同类别（Category）的一个或多个记录（Record）。 图3 ASTERIX数据块结构 2）Data Category：对传输的内容进行分类，如雷达目标信息、雷达服务信息等分属不同的数据类别，表示方法为CATnnn，其中nnn为类别号，如CAT048。 3）Record：用于描述某个数据类别的一个信息实体，一个记录由一个FSPEC和若干个数据域组成。 4）Data Item：数据类别下面更小的信息单位，如雷达目标信息类下面的MODE-3/A。表示方法为：Innn/AAA，其中nnn为类别号，AAA为条目号，如I001/070。 5）Data Field：用于描述某一数据条目的具体实现内容，数据域是最小的信息传输单位。一个记录里面由若干个数据域组成。 6）UAP（User Application Profile）：规定了使用此种UAP的记录里面包含哪些数据域及各个数据域内容的编码前后排列顺序。UAP机制是ASTERIX协议编码基础，它使通信能够灵活高效地进行。 7）FSPEC（Field Specification）：定义了一个记录里面实际包含的数据域，它位于一个记录的最前面， FSPEC的bit通过域引用号FRN（Field Reference Number）来与UAP规定的数据域一一对应，从而确定记录里面实际包含的数据域，就像一个目录索引。 3 INDRA二次雷达数据格式 INDRA二次雷达支持普通A/C模式询问和S模式询问，支持多种雷达数据格式的输出。普通A/C模式下的雷达数据类别为CAT001，用于雷达输出单雷达目标信息报告；S模式下的雷达数据类别为CAT048，对CAT001进行了适当扩展，支持通信链路数据输出，工作在S模式下的二次雷达能够获取更多的飞行信息。表1所示为深圳INDRA二次雷达截取到的CAT048雷达数据包，代码全部用十六进制数据表示，下面我们将以此数据包为例对INDRA二次雷达数据格式进行说明。 表1 深圳INDRA二次雷达CAT048数据包 根据ASTERIX数据块结构分析，首字节30表示此雷达数据包的类别为CAT048，00 3B表示整个数据包的长度为59个字节。 FF F7 02为此数据包的FSPEC，算换成二进制代码11110111第一个字节表示FRN为1-7的数据域存在，有扩展；第二个字节表示FRN为8-11、13、14的数据域存在，有扩展；第三个字节表示FRN为21的数据域存在，无扩展，此记录