本节内容旨在帮助管制员更进一步了解应答机的工作模式。

1 时序信号

1.1 雷达询问信号

雷达询问的信号由P1、P2、P3三个脉冲组成,其中P1、P3称为询问脉冲,由询问波束发射,P2为旁瓣抑制脉冲,由控制波束发射。P1和P3脉冲之间的时间间隔决定了询问模式。 radar-akk.png

1.2 应答机回复信号

对二次雷达询问信号的回复包括16个脉冲,分别是: (1)用于雷达接收器同步的3个脉冲,标记为:F1、X、F2; (2)二进制编码的12个脉冲,按顺序依次标记为:C1、A1、C2、A2、C4、A4、B1、D1、B2、D2、B4、D4; (3)特殊位置识别脉冲SPI。 xpdr-reply.png

2 A模式回复信号

当应答机相应A模式询问时,回复的信息是飞机的识别码,即应答机代码。飞机识别码由4位八进制数字构成,每个八进制数字又可以转换为3个二进制数字,共12个信息码,即C1、A1、C2、A2、C4、A4、B1、D1、B2、D2、B4、D4。将12个信息码从高位到低位重新排序:

A4A2A1 B4B2B1 C4C2C1 D4D2D1

将这12个信息码分成A B C D四组,每组码有三个脉冲信息位,分别将3个二进制信息位转换为八进制数字,即为飞机的识别码。

例如,飞机的应答机代码为3572:

A组码等于3,所以A1=1,A2=1,A4=0(11+12+0*4=3)

B组码等于5,所以B1=1,B2=0,B4=1(11+02+1*4=5)

C组码等于7,所以C1=1,C2=1,C4=1

D组码等于2,所以D1=0,D2=1,D4=0

因此,3572的12位信息码为:

C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4
111110100110

相反,如果应答机回复的时序信号为:

C1A1C2A2C4A4B1D1B2D2B4D4
110101001011

则:

A=A1+A2+A4=11+12+1*4=7

B=B1+B2+B4=01+12+1*4=6

C=C1+C2+C4=11+02+0*4=1

D=D1+D2+D4=01+02+1*4=4

因此,该飞机的应答机代码为:7614。

3 C模式回复信号

应答机响应C模式询问的应答码代表高度码,高度码的组成方式与识别码完全不同,他的组成顺序是:

D1D2D4 A1A2A4 BAB2B4 CAC2C4

其中:D1到B4按“标准循环码”(格雷码)编码,最小递增单位是500 ft,C组码是“五周期循环码”,最小递增单位是100 ft。

高度码和海拔高度之间的对应关系可以从航空电信手册(ICAO 附件10)查询,高度码是以海拔-1200 ft作为起点的,由编码规则可知,当D1为1时,对应的高度大于十万英尺(约30000米),这是目前民航飞机还达不到的高度,因此D1必须为0。这一位可以用来检查高度码是否正确,如果D1=1,则认为高度码错误。

实际译码时,按循环码的规律进行计算: c-mode-reply.png

计算时:

  • 第一步将格雷码转换为普通二进制码,再由普通二进制码转换为十进制码,得到么十进制数乘以增量500 ft。格雷码的最高位和普通二进制码的最高位对应相等,其中任意一位满足模二加运算(异或运算)。

xor-operation.png

  • 第二步将五周期循环码转换为英尺。五周期循环码对应的十进制数值,与格雷码对应的十进制数值是奇数还是偶数有关,换言之,与格雷码对应的二进制码末位是1还是0有关。五周期循环码的最小增量是100 ft。

gray-code.png

例如,某飞机的应答机回复以下高度码:

D1D2D4A1A2A4B1B2B4C1B4C4
000111000100

首先进行模二加运算,将标准循环码 001100001100 转换为二进制码 01000001,再由二进制码转换为十进制数值 65,则标准循环码对应的高度为65 * 500 = 32500 ft。

由于标准循环码对应的十进制数值为奇数,由上表“五周期循环码规则”可知,该飞机回复的五周期循环码100对应的数值为0,则对应的高度为0 * 100 = 0 ft。

飞机实际的飞行高度为32500 – 1200 = 31300 ft,考虑到±50 ft的容差,则飞机的飞行高度范围为31250 ft ~ 31350 ft