漫谈个人接受ACARS信号的方法

本周由于马航MH370失联(坠毁)事件,
大家都知道了通过ACARS飞机通信寻址与报告系统
地面可以接收到飞机上的很多飞行数据信息。

本站在客机驾驶探秘系列介绍中也好几次提到了ACARS
(Aircraft Communications Addressing and Reporting System),
比如1.8节 飞行前程序和驾驶舱内部
2.1节 出发前5分钟5.1节 下降准备等等。
这种技术已经相当普遍地运用在日常的航班飞机之中了。

其实ACARS也不是什么很神奇的东西,只要你有一台能接受航空波段的接收机,
还有一台计算机的话,就可以接受并解码这些数据,毕竟这是一种没有加密的信号。
下面就简单介绍一下个人如何接受ACARS信号。

首先是接收机,比如德生PL-660收音机就可以用来接受航空波段,

艾可幕便携式无线电接收机ICOM IC-R6也是一个很好的选择。

然后是天线,最好有一根比较长的天线,因为它的质量直接会影响到数据的接受质量。
第一电波工业株式会社的盘锥天线discone antenna D130就是一款很好的产品。

然后是计算机,只要有一台windows的PC机,再装上这款KG-ACARS免费软件就可以接受ACRAS信号了。

具体的连接方法也很简单,我是把天线通过同轴电缆连到IC-R6接收机上,
接收机调到131.250兆赫或者131.450兆赫,
然后通过接收机上的耳机插口,用一根音频线把声音信号连到计算机的LINE-IN接口,
最后把计算机上的KG-ACARS软件启动即可。


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还有一点要注意的是因为D130使用的是MJ接口,而IC-R6是SMAP口,
所以使用了一个M-SMA的转换电缆把它们连接起来,
我选用的产品是2D1SR ダイヤモンド(第一電波工業)M-SMA変換ケーブル

为了写这篇blog,我又把多年前安装的KG-ACARS打开,再次看了看信号,
该软件接受到信号时,其右上角的小窗口就会闪动,告诉我们收到了SYC或者DATA。
这个SYC也许就是类似往罗罗公司发送的发动机PING信号的东西吧。

我不太理解具体ACARS的信号格式,但是KG-ACARS帮我们解码,
并在软件上显示出飞机代码,航班代码,起落机场代码,机型,
高度,经纬度,风向风速等等非常详细的数据,
通过不断跟踪这些数据,在屏幕上显示出各航班的飞行路径。

下面看看具体数据,一部分是猜的,还求真正的专家指教。
比如:
Lch------------------------[2014/03/16 15:35:55]
NH0256 (JA8968) [H1:9:D17C] MODE:Z
#DFBE24C50A890256 RJFF RJTT 0316 140615 ER124
39002-2042558236403760 7 115 638526643
777118A005030 852 82 95 4 31
777057A00 872 65 95 4 31
11551155 836 3953 843 6262 6138559
11551155 832 3839 847 6102 6201559
21161229177 2790 44541552413216 5129
20261259147 2774 44371511913476 5137
9604594 870 -11010008 1432 1675
9444631 886 -06072012 2177 1885
439 6181 732608000240B8204FF820DEA
442 6266 732608000240B8404FF8210EA
0 0 79880084-2349414081110
4 3 80490084-235031430
10 120880
16 030880
这是发动机的数据,数据类型为H1,即传到地面的信息,
第一行 NH256 航班号全日空256, JA8968 机体号
第二行 #DFB 飞行数据记录仪数据, E 24C50 发动机数据代码, A89 机体号的一部分
0256 航班号, RJFF 福冈机场, RJTT 羽田机场, 0316 3月16日, 140615 14点6分15秒,
ER 不明(貌似有ER/CL/DC/TR等值,猜测为enroute,climb和decent), 124 不明
第三行 39002 高度39002英尺,-204 温度零下20.4度,255 对气速度IAS255节
8236 不明,403760 重量(磅),7 115 638526643 不明
第四五行 润滑油?
777118A005030 852 发动机编号?,82 油压?,95 温度?,4 31 油量?
777057A00 872 发动机编号?, 65 油压?,95 温度,4 31油量?
第六七行 发动机参数?
1155 发动机压力比EPR?,1155发动机压力比EPR?, 836 转速N1?,3953 EGT?,843 转速N2?, 6262 燃油流量?, 6138 燃油流量? 559 不明
之后完全看不懂,而且没有找到经纬度数据,比较失望。


再看看这个从成田到北京的CA926航班(机体号为B-2068)发来的H1和10数据,一共收到五条。

1 Lch------------------------[2014/03/16 15:48:02]
CA0926 (B-2068) [10:9:M30A] MODE:Z
POS160647, N 3575,E14010,---,301,28196, 64,21073, 359, -35,-255,6

信息类型10,现在位置北纬35.75东经140.10,根据谷歌地图,
飞机位置在千叶上空,也就是刚刚从成田机场起飞不久。(成田机场位于千叶县内)

2 Lch------------------------[2014/03/16 15:54:48]
CA0926 (B-2068) [H1:1:F02B] MODE:Z
#M1BREQPWI/WQ321.320.300:SAPRA.BULGA.KPO.PAROT.CUN.BIGOB.GOTLO.
BULLS.KAKSO.KALMA.SEL.DAPTO.NOPIK.BINIL.ANSIM.DANTI.GONAV.AGAVO.
DONVO.SANKO.DOBGA.MAKNO.ALARA.ANRAT.NOKAK.CG.LADIX.DOGAR.
AA121.AA122.AA123.AA124.N39301E116420.CI01.FI01.RW01.PEK./DQ400E6D9

46秒之后,发出航路上的气候预测请求,
要求类型为M1BREQPWI请求风预测信息(Predicted wind info request),
后面还有航路信息,其航路点信息为:
从日韩间的SAPRA开始,沿 BULGA KPO PAROT CUN BIGOB GOTLO BULLS KAKSO
KALMA SEL DAPTO NOPIK BINIL ANSIM DANTI GONAV AGAVO
DONVO SANKO DOBGA MAKNO ALARA ANRAT NOKAK CG
LADIX DOGAR AA121 AA122 AA123 AA124 N39301E116420 CI01 FI01飞到北京,跑道号01。

把这些点放到SkyVector上一看,航路信息貌似很准确。

3 Lch------------------------[2014/03/16 15:56:06]
CA0926 (B-2068) [H1:2:F03A] MODE:Z
#M1BREJPWI,065546,130,112,SN101,N39301E116420.130,112,SN101,N39301E116420.130,112,SN101,N39301E116420 99AE

1分20秒之后,再次发出气候预测请求,请求的气象位置为廊坊附近

4 Lch------------------------[2014/03/16 15:57:01]
CA0926 (B-2068) [10:3:M31A] MODE:Z
POS160656, N 3582,E13895,---,312,28265, 72,30021, 344,-178,-480,7

55秒后,发出位置信息,北纬35.82东经138.95,根据谷歌地图,飞机位于山梨县上空。

5 Lch------------------------[2014/03/16 15:57:58]
CA0926 (B-2068) [H1:5:F04B] MODE:Z
#M1B4.N39301E116420.CI01.FI01.RW01.PEK./DQ40089CA

56秒后又发出M1B4数据,不知道是什么意思,后面为北京进近时的航路点。


让KG-ACARS转了一个小时,数据积累的越来越多,

貌似数据格式很多,后来又查了些相关资料并简单总结了一下。

附录
ACARS(飞机通信寻址与报告系统)是一种在航空器和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息(报文)的数字数据链系统。

ACARS使用频率一览:
129.000 Active OHare - Unknown
129.125 Tertiary / OHare F3
129.900 Active OHare - Unknown
130.025 Secondary / OHare F2 / ARINC Intl Flights
130.425 Auxilliary Channel for USA
130.450 Northwest Airlines / OHare F5 / USA Domestic
130.575 Active OHare - Unknown
131.125 United Airlines / OHare F4
131.250 Active OHare - Unknown
131.450 Primary Channel in Japan
131.475 Air Canada
131.525 Secondary Channel in Europe
131.550 Primary / OHare F1
131.725 Primary Channel in Europe
131.850 Europe New Channel
136.700 Active OHare - Unknown
136.750 Active, USA and Europe
136.800 United Airlines / OHare F6
136.850 SITA North American Channel
136.925 European ARINC Channel

IC-R6的SQL(squelch)设定:
用IC-R6收听ATC时静噪SQL功能非常好,但是接受ACARS时SQL必须关闭,
所以需要改变缺省设定,从手动按下的PUSH改为MONI监听模式,
使用SET->MONI ->HOLD完成。

发动机,性能,气候方面的代码:
The H1 message usually reflect data dumps from the flight data recorder (DFDAU) ,the flight management computer (FMC) or the Central Fault Data Indicator (CFDIU). All messages generated by these on board systems are preceded with the "#" character and a two letter code that defines which system was the source of data for the message. Typically, #CF indicates that the source was the CFDIU, #DF for the DFDAU and #M1 or #M2 for the FMC. In addition, a fourth character is displayed as either an A or B to indicate if the message is in the conventional (A) or conversational (B) mode. #DFBCRZ indicating that the data was derived from the DFDAU and contains cruise performance data.

#CFBFLR or #CFBWRN = Equipment failure
#DFB*TKO or #DFBTKO = Take off performance data
#DFB*CRZ or #DFBCRZ = Cruise performance data
#DFB*WOB or #DFBWOB = Weather observation
#DFB/PIREP = Pilot Report
#DFBEDA or #DFBENG = Engine Data
#M1AAEP = Position/Weather Report
#M2APWD = Flight plan predicted wind data
#M1BREQPWI = Predicted wind info request

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