摘要：中国民用航空飞行学院一直致力于民航空地无线宽带通信技术的验证及应用。本文对CE525飞机和新舟600飞机两种机型加装ATG系统及其小型化进行研究，为通用航空器加改装及航电产品研发提供有益的参考。

关键词：通用航空;空地无线宽带;ATG加装;小型化

中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0113-02

1 简介

民航空地无线宽带通信技术（以下简称ATG，Air to Ground）已经日趋成熟。ATG系統使用沿飞行航路或指定空域架设的地面基站与航空器之间收发无线电信号，提供连续不断的宽带数据通信服务，打破了空中信息孤岛。ATG系统最早于2012年在中国民用航空飞行学院（以下简称中飞院）CE525飞机上完成适航取证并试验运行。本文介绍并分析了在中飞院两种机型上加装ATG系统的案例和设计，提出了通航航电产品研发需要充分考虑加装和小型化的实际要求，为通用航空器加装ATG系统和航电产品研发提供有益参考。

2 加装ATG系统案例分析

ATG技术目前在运输航空和通用航空均有应用。大型航空器上采用的完整构型是：ATG收发机及机架，机载服务器及机架，机载无线AP，双LTE下天线、GPS天线等。在通航小型航空器上加装时采用简单构型，包括ATG收发机及机架、单LTE天线即可。HA100RN系列ATG收发机提供了GPS、LTE、WIFI天线接口，以及ARINC429数据接口、以太网口和RS232串口等丰富接口。

2.1 CE525飞机加装ATG

CE525飞机客舱空间紧凑，使用ATG收发机的直连WIFI即可覆盖，系统设计如图1所示。加装中特意将ATG收发机安装在紧靠座舱后部原UAT收发机位置处，将原UAT下天线的接口从UAT收发机上脱开，就近接入ATG收发机。同时对UAT收发机进行编程，将配置从双天线改成单天线即可正常工作。ATG连接GPS天线，是通过分路器接入UAT系统的现有GPS天线上。

该加装设计的特点是，合理利用了现有机载天线资源，避免在增压舱上施工来加装新的天线，在未实施ATG运行时可以恢复回原构型。此外，2020年之后学院将不再运行UAT ADS-B系统（按局方要求统一改装到1090ES ADS-B系统），届时下天线和GPS天线均可以固定分配给ATG系统使用。

2.2 新舟600飞机加装ATG

为探索解决马航MH370失联所揭示的运输机连续实时监控问题，中飞院提出在新舟600飞机上基于ATG技术进行实时状态监控系统研究，目前已经初步完成功能联试和加装设计。新舟600飞机是超过三十座的支线运输机，需要安装无线AP以提供舱内WIFI覆盖，其加装设计如图2所示。完整构型有利于新舟600飞机作为ATG应用展示平台发挥全部性能。

进行加装设计时遇到一个问题，由于ATG收发机和服务器均为尺寸较大的6MCU设备，无法装入新舟600飞机驾驶舱电子设备架。并且考虑到安装空间和结构强度受限，也无法安装到座椅上方行李架和地板下设备舱中。为此笔者提出两种思路，一种是将ATG设备装在前舱行李间内，可以解决安装空间的问题，但缺点是需要特制安装台，同时也占用了行李间的储物空间。另一种思路，是结合2020年停用并拆除UAT系统的契机，腾出电子设备架上的原UAT位置来安装ATG收发机。设想如果ATG系统各组件的重量、体积均能减小一半，那么确定安装位置和开展后续设计就会容易许多。

3 小型化系统需求

上述案例中加装ATG系统所遇到的设备较大而确定安装位置较难的问题，需要航电厂商在设计之初就要针对性考虑系统组件的小型化问题。作为比较和借鉴，下面列出了Garmin公司的几种UAT ADS-B产品进行比较，如表1所示。

从表中可以看到，早期的GDL90型UAT已经是小型化设备，但Garmin公司之后推出的新型号产品还在尽量缩减体积和重量，且产品功能还在增加。当前ATG系统优先考虑保证运输航使用中的通信性能和电磁兼容性，所以尺寸和重量都偏大，还有进一步小型化改进的空间。

除了设备本身需要小型化设计外，加改装工作还会遇到安装、结构、供电、重量平衡等各方面问题，建议国内航电厂商也应提前将有利于加改装设计和实施的要求融入设计环节，以降低最终产品的加装难度，提升航电产品竞争力。

4 结语

目前在空地宽带通信技术研究方面，卫星宽带通信技术和ATG技术呈现一定竞争态势，也有研究提出可以融合两种通信技术来兼顾航空器在远洋和陆地运行的应用场景。但是笔者认为，ATG技术在通航领域更有发展优势，有以下分析：（1）小型化的ATG加装成本和服务费用更低，形成规模会更快。（2）我国通航运行均位于大陆地区，地面基站配套较好解决。（3）ATG的带宽还会随着移动通信技术的演进而大幅度提升，更能满足将来通航用户对于运行大数据和智能应用的需求。（4）美国通过推行NextGen体系保持全球航电产品领导地位，我国基于ATG技术是有可能研发出可替代、更具竞争力的航电系统。

综上所述，ATG技术在通用航空领域拥有非常好的发展前景，也有中飞院在通用航空器加装方面取得的经验，下一步很有必要继续优化研发适用于通用航空器加装的ATG机载系统，为我国通航提升新航行技术应用水平打好基础。

参考文献

[1] 黄进.民航地空宽带系统机载设备的改装适航性分析[J].中国民航飞行学院学报，2016，27（04）：5-8.

[2] 陈强.一种基于空地无线宽带通信技术的运输机飞行实时监控系统研究[J].信息系统工程，2018（03）：123+125.

[3] 潘卫军，李佳羽.航空空地宽带技术发展分析[J].装备制造技术，2013（02）：181-183.