民用飞机机载地空数据链系统研究

摘要

作为地空数据通信的主要手段,地空数据链系统已经广泛运用于民航系统。当前主要使用的地空数据链系统为飞机通信寻址与报告系统,即ACARS。尽管ACARS在中国民航应用多年并取得良好效果,但是其核心技术仍然掌握在国外少数几家公司手中。然而这些公司提供的机载端ACARS产品内部处理流程封闭、原始报文不公开的固有缺点,严重阻碍相关单位对于机载ACARS的深入研究与开发。鉴于此,国内有必要开展机载ACARS相关研究。
　　本文围绕相关单位实际需要,以ARINC-618协议和ARINC-429协议为准则,构建机载ACARS。主要研究了ACARS报文格式、编码方式和调制解调方案,并详细论述报文CRC校验原理、计算方法以及纠错原理;ARINC-429总线数据传输策略、信号特点以及编码解码方案。并在此基础上,设计开发了以ARM和DSP为处理核心,符合ARINC-429总线规范要求的机载ACARS调制解调单元。同时,为了满足ACARS原理和相关技术的验证需要,构建了以惯导系统为激励单元的ARINC-429总线数据源,用于开展机载ACARS技术的地面验证。激励单元可模拟惯导系统生成的导航信息,并通过 ARINC-429总线传输至机载ACARS调制解调单元,经过ACARS报文编码,转化为符合ARINC-618协议的下行报文,经信号调制,发送至机载VHF电台;地面站发送的上行报文也将通过机载ACARS调制解调单元解调和解码。系统在实验室环境下的实际测试,验证了报文传输的正确性。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外发展现状

1.3 论文内容和结构

第二章 机载ACARS分析

2.1 典型机载ACARS组成

2.2 机载ACARS的地面验证系统构建

2.3 本章小结

第三章 机载ACARS的地面验证系统研制

3.1 ARINC-429总线单元设计

3.2 机载ACARS调制解调器设计

3.3 系统其他模块设计

3.4 本章小结

第四章 基于ARINC-618协议的CRC校验

4.1 CRC校验发展与应用

4.2 CRC校验原理简介

4.3 满足ARINC-618协议的报文校验方法

4.4 报文纠错技术

4.5 本章小结

第五章 机载ACARS验证

5.1 惯导系统激励源

5.2 下行报文发送验证

5.3 上行报文接收验证

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 课题展望

参考文献

致谢

在校期间的研究成果及发表的学术论文

附录