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中图分类号：V321.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0121-02
航空气象服务信息传输现状及需求
根据《中国民用航空气象工作规则》，民用航空气象服务机构需要为民用航空气象服务用户提供相应的气象服务，提供最新可用的气象资料，包括：机场例行天气报告和特殊天气报告、机场预报和着陆预报、机场警报、重要气象情报、低空气象情报、天气图、区域预报和航路预报、卫星云图等相关资料，同时为了更准确的进行重要天气的预警预报，各机场气象台站、监视台也需要进行各类气象资料信息的交换，按照《民用航空飞行气象情报发布与交换办法》的要求，各类参与交换的飞行气象情报通过航空固定电信网（AFTN）或其他合适的方式如传真等进行信息共享。
航空固定电信网（AFTN）自20世纪初期就开始不断演进，已经成为全球民用航空基本业务系统之一，其主要任务是在全球范围快速、高效地收集、交换和分发来自世界各地的航空电报，是目前国内外航空地面信息交换的主要方式，它可以连接世界所有主要的机场和民航空管系统，实现相关信息的交换。目前，传统电码形式的飞行气象情报，如机场例行天气报告和特殊天气报告、机场预报和着陆预报、机场警报、重要气象情报、低空气象情报等就是通过航空固定电信网（AFTN）提供气象信息服务。
近年来，国际民航组织（ICAO）围绕提升全球空中航行系统安全水平和运行效能，提出新航行系统概念，制定了《全球空中航行计划》（Doc9750），提出航空系统组件升级（ASBU），用工程化的方法指导全球空中交通管理系统的规划与实施。其中在模块B1-DATM提出数字化ATM（空中交通管理信息）管理，通过集成所有数字化空中交通管理信息改进提升绩效。对气象情报数据和飞行流量数据进行数字模型化，形成集成空中交通管理信息参考模型。在模块B1-SWIM：通过应用全系统信息管理（SWIM）改进提升绩效，创建并实施基于标准的空中交通管理数据模型，对航空气象数据模型的创建和实施是其中重要的工作内容之一。为此，国际民航组织（ICAO）2013年起对国际民用航空公约附件3国际航空气象服务进行了76、77次修订，要求国家间的气象情报交换除传统字符形式外，还需要同时发布数字化飞行气象情报，采用XML格式。国际民航组织（ICAO）和国际气象组织（WMO）共同定义了航空气象信息交换模型（IWXXM）以便于参与数据交换的各方遵循一致的数据交换标准。
传统字符型飞行气象情报，如一份METAR报文：
METAR ZBAA 221630Z 24004MPS 0600 R12/1000U DZ FG SCT 010 OVC020 17/16 Q1018。
使用IWXXM模型进行描述将是如下形式（图1）：
采用XML格式的气象情报数据具备了灵活、易扩展，提高了描述精度，可读性强，基于标准，有广泛的支持，能够进行全面验证等特性，但同时也增加了气象情报传输的容量，对信息传输系统有了新的需求。
近年来，中国民航业得到了持续快速的发展，而且在未来20年里，我国民用航空运输量预计将以平均10%的速度增长。民航运输业的持续快速发展，飞行量的日益增多，航空气象的作用就越来越明显，民航业的发展从飞行安全、社会效益和经济效益等各个角度，都对民航气象情报分发的及时性、预警预报的准确率、信息资源的集约化、气象产品的精细化、气象服务的决策辅助能力提出了日益增长的需求。民用航空气象服務用户希望获得更加准确、更加精细化的气象预报产品，气象预报产品的形式也更加多样化，图形产品、数据产品更加丰富，这些气象产品服务的提供，都对信息传输系统提出了新的需求。
AMHS报文传输技术
航空固定电信网（AFTN）虽然在传递航空信息方面发挥了重要的作用，由于其基于电报的基础，基于较简单的传输协议（如异步/X.25等）、没有安全技术标准、只支持文本数据传输类型，并受到1800报文长度、21个地址接收者的限制，没有信息传输的反馈机制等，随着人们对于信息共享需求越来越迫切，航空固定电信网（AFTN）的局限性也越来越明显。因此国际民航组织制定了基于航空电信网（ATN）的新一代航空信息通信标准-AMHS（ATS Message Handling Service）。利用现代通信技术，克服AFTN固有的缺点，为民航信息快速安全传输创造条件。
航空电信网（ATN）是国际民航组织（ICAO）提出的适应新航行系统（CNS/ATM）系统的航空工业和航空管制的专用网络，类似于广泛应用的互连网INTERNET，但是从协议体系上并不同。由于其国际组织和国际标准化组织ISO的紧密联系，采用ISO的协议体系，对应于TCP/IP网络，除了有完整的下4层之外，还有规范的会话层和表示层。航空电信网（ATN）并非一种全新的底层通信网络，而是一个通过集成多种数据子网来实现统一数据传输服务的互联网络，是全球地空一体化的航空专用通信网络，可提供安全、可靠、高效的航空通信服务。AMHS是ATN最基础的服务之一，也是国际民航组织定义的在ATN上实施的地-地通信的应用系统， 它提供了可靠、健壮、完整的端到端通信服务。AMHS系统基于ISO/IEC 10021协议族和ITU-T X.400 系列标准，并根据航空通信的特殊需求进行了定制（ICAO ATN SARPs Doc 9705/AN956），属于开放式系统互联模型中的应用层。并且可以通过建立AFTN/AMHS网关，进行AFTN和AMHS之间的信息传输（图2）。
在AMHS系统间传输的AMHS报文大致可分为Message（报文）、Delivery Report（递送报文，告知是否递送成功）、Probe（探查报，探查链路状态）；
报文由信封和正文组成，如图3示
信封（Envelope）承载着报文传输服务之间的信息，包括：收发电地址、报文表标识、优先级等等； 正文（Content）则是报文内容，包括：报头信息（标题、参数、优先级等等）、正文主体（允许多个，正文数据、参数、附件等等）。
与航空固定电信网（AFTN）相比，AMHS更具先进性和安全性，其优势包括：
1）AMHS是ATN的一个应用系统，符合国际民航组织（ICAO）制定的信息传输安全标准，基于ISO OSI七层协议栈，网络环境更加成熟，信息传输的可靠性大大提高；
2）AMHS不仅能够进行文本数据的传输，而且能够传输图形信息等多种类型的数据；
3）AMHS实现的是端到端的通信服务，具有信息傳输的反馈机制；
4）AMHS能够能够提供更加快捷的数据通信服务；
5）AMHS所携带的消息是分级别的，能够满足不同优先级的数据的传输；
6）AMHS具有更大的地址空间等等。
AMHS传输航空气象服务的应用探索
为满足航空气象用户日益增长的气象服务需求，航空气象服务机构提供更加丰富的气象服务产品，产品形式多样，数据类型丰富，这些信息的传输是目前航空固定电信网（AFTN）所不能满足的，建立AMHS系统提供气象服务成为必要。
AMHS系统可在服务用户之间实现ATS电报交换，ATS电报服务包括两种级别的服务：基础ATS电报服务，扩展ATS电报服务。
基础ATS电报服务符合基于ISO/IEC 10021：1990标准集的ISO/IEC ISP，能够满足基本的报文信息交换服务。
扩展ATS电报服务符合基于ISO/IEC 10021：1999标准集的所有ISO/IEC ISP。扩展服务是基础服务的扩展集，可与基础服务向后兼容，支持附件的报文信息服务。
航空气象服务产品形式多样，数据类型比较丰富，包括文本数据形式，如传统字符型的气象报文，有图形图像数据类型，如卫星云图、雷达图、重要天气预告图等，有不同形式的数据类型，如Grib数据，BURF数据，也有XML数据类型等等，均可以通过AMHS报文传输提供气象服务，通过建立AMHS系统，利用AMHS终端，使用 AMHS的基本电报服务进行文本数据的传输，使用AMHS系统的扩展ATS电报服务，以报文传输附件的方式进行图形图像等数据类型的气象信息交换服务（图4）。
AMHS系统最终将取代AFTN系统，但这是一个较长的过程，同时为了充分利用现有航空固定电信网（AFTN），平稳过渡到航空电信网（ATN），建立AMHS系统，可以建立AFTN/AMHS网关，进行AFTN和AMHS系统间信息交换，尤其是在国际出口间，进行气象信息的数字化转换，提供符合国际民航组织对于气象服务数字化信息的传输要求，在已经建立的AMHS系统间可以直接进行数字化气象服务产品的信息交换。
航空气象服务信息传输现状及需求
根据《中国民用航空气象工作规则》，民用航空气象服务机构需要为民用航空气象服务用户提供相应的气象服务，提供最新可用的气象资料，包括：机场例行天气报告和特殊天气报告、机场预报和着陆预报、机场警报、重要气象情报、低空气象情报、天气图、区域预报和航路预报、卫星云图等相关资料，同时为了更准确的进行重要天气的预警预报，各机场气象台站、监视台也需要进行各类气象资料信息的交换，按照《民用航空飞行气象情报发布与交换办法》的要求，各类参与交换的飞行气象情报通过航空固定电信网（AFTN）或其他合适的方式如传真等进行信息共享。
航空固定电信网（AFTN）自20世纪初期就开始不断演进，已经成为全球民用航空基本业务系统之一，其主要任务是在全球范围快速、高效地收集、交换和分发来自世界各地的航空电报，是目前国内外航空地面信息交换的主要方式，它可以连接世界所有主要的机场和民航空管系统，实现相关信息的交换。目前，传统电码形式的飞行气象情报，如机场例行天气报告和特殊天气报告、机场预报和着陆预报、机场警报、重要气象情报、低空气象情报等就是通过航空固定电信网（AFTN）提供气象信息服务。
近年来，国际民航组织（ICAO）围绕提升全球空中航行系统安全水平和运行效能，提出新航行系统概念，制定了《全球空中航行计划》（Doc9750），提出航空系统组件升级（ASBU），用工程化的方法指导全球空中交通管理系统的规划与实施。其中在模块B1-DATM提出数字化ATM（空中交通管理信息）管理，通过集成所有数字化空中交通管理信息改进提升绩效。对气象情报数据和飞行流量数据进行数字模型化，形成集成空中交通管理信息参考模型。在模块B1-SWIM：通过应用全系统信息管理（SWIM）改进提升绩效，创建并实施基于标准的空中交通管理数据模型，对航空气象数据模型的创建和实施是其中重要的工作内容之一。为此，国际民航组织（ICAO）2013年起对国际民用航空公约附件3国际航空气象服务进行了76、77次修订，要求国家间的气象情报交换除传统字符形式外，还需要同时发布数字化飞行气象情报，采用XML格式。国际民航组织（ICAO）和国际气象组织（WMO）共同定义了航空气象信息交换模型（IWXXM）以便于参与数据交换的各方遵循一致的数据交换标准。
传统字符型飞行气象情报，如一份METAR报文：
METAR ZBAA 221630Z 24004MPS 0600 R12/1000U DZ FG SCT 010 OVC020 17/16 Q1018。
使用IWXXM模型进行描述将是如下形式（图1）：
采用XML格式的气象情报数据具备了灵活、易扩展，提高了描述精度，可读性强，基于标准，有广泛的支持，能够进行全面验证等特性，但同时也增加了气象情报传输的容量，对信息传输系统有了新的需求。
近年来，中国民航业得到了持续快速的发展，而且在未来20年里，我国民用航空运输量预计将以平均10%的速度增长。民航运输业的持续快速发展，飞行量的日益增多，航空气象的作用就越来越明显，民航业的发展从飞行安全、社会效益和经济效益等各个角度，都对民航气象情报分发的及时性、预警预报的准确率、信息资源的集约化、气象产品的精细化、气象服务的决策辅助能力提出了日益增长的需求。民用航空气象服務用户希望获得更加准确、更加精细化的气象预报产品，气象预报产品的形式也更加多样化，图形产品、数据产品更加丰富，这些气象产品服务的提供，都对信息传输系统提出了新的需求。
AMHS报文传输技术
航空固定电信网（AFTN）虽然在传递航空信息方面发挥了重要的作用，由于其基于电报的基础，基于较简单的传输协议（如异步/X.25等）、没有安全技术标准、只支持文本数据传输类型，并受到1800报文长度、21个地址接收者的限制，没有信息传输的反馈机制等，随着人们对于信息共享需求越来越迫切，航空固定电信网（AFTN）的局限性也越来越明显。因此国际民航组织制定了基于航空电信网（ATN）的新一代航空信息通信标准-AMHS（ATS Message Handling Service）。利用现代通信技术，克服AFTN固有的缺点，为民航信息快速安全传输创造条件。
航空电信网（ATN）是国际民航组织（ICAO）提出的适应新航行系统（CNS/ATM）系统的航空工业和航空管制的专用网络，类似于广泛应用的互连网INTERNET，但是从协议体系上并不同。由于其国际组织和国际标准化组织ISO的紧密联系，采用ISO的协议体系，对应于TCP/IP网络，除了有完整的下4层之外，还有规范的会话层和表示层。航空电信网（ATN）并非一种全新的底层通信网络，而是一个通过集成多种数据子网来实现统一数据传输服务的互联网络，是全球地空一体化的航空专用通信网络，可提供安全、可靠、高效的航空通信服务。AMHS是ATN最基础的服务之一，也是国际民航组织定义的在ATN上实施的地-地通信的应用系统， 它提供了可靠、健壮、完整的端到端通信服务。AMHS系统基于ISO/IEC 10021协议族和ITU-T X.400 系列标准，并根据航空通信的特殊需求进行了定制（ICAO ATN SARPs Doc 9705/AN956），属于开放式系统互联模型中的应用层。并且可以通过建立AFTN/AMHS网关，进行AFTN和AMHS之间的信息传输（图2）。
在AMHS系统间传输的AMHS报文大致可分为Message（报文）、Delivery Report（递送报文，告知是否递送成功）、Probe（探查报，探查链路状态）；
报文由信封和正文组成，如图3示
信封（Envelope）承载着报文传输服务之间的信息，包括：收发电地址、报文表标识、优先级等等； 正文（Content）则是报文内容，包括：报头信息（标题、参数、优先级等等）、正文主体（允许多个，正文数据、参数、附件等等）。
与航空固定电信网（AFTN）相比，AMHS更具先进性和安全性，其优势包括：
1）AMHS是ATN的一个应用系统，符合国际民航组织（ICAO）制定的信息传输安全标准，基于ISO OSI七层协议栈，网络环境更加成熟，信息传输的可靠性大大提高；
2）AMHS不仅能够进行文本数据的传输，而且能够传输图形信息等多种类型的数据；
3）AMHS实现的是端到端的通信服务，具有信息傳输的反馈机制；
4）AMHS能够能够提供更加快捷的数据通信服务；
5）AMHS所携带的消息是分级别的，能够满足不同优先级的数据的传输；
6）AMHS具有更大的地址空间等等。
AMHS传输航空气象服务的应用探索
为满足航空气象用户日益增长的气象服务需求，航空气象服务机构提供更加丰富的气象服务产品，产品形式多样，数据类型丰富，这些信息的传输是目前航空固定电信网（AFTN）所不能满足的，建立AMHS系统提供气象服务成为必要。
AMHS系统可在服务用户之间实现ATS电报交换，ATS电报服务包括两种级别的服务：基础ATS电报服务，扩展ATS电报服务。
基础ATS电报服务符合基于ISO/IEC 10021：1990标准集的ISO/IEC ISP，能够满足基本的报文信息交换服务。
扩展ATS电报服务符合基于ISO/IEC 10021：1999标准集的所有ISO/IEC ISP。扩展服务是基础服务的扩展集，可与基础服务向后兼容，支持附件的报文信息服务。
航空气象服务产品形式多样，数据类型比较丰富，包括文本数据形式，如传统字符型的气象报文，有图形图像数据类型，如卫星云图、雷达图、重要天气预告图等，有不同形式的数据类型，如Grib数据，BURF数据，也有XML数据类型等等，均可以通过AMHS报文传输提供气象服务，通过建立AMHS系统，利用AMHS终端，使用 AMHS的基本电报服务进行文本数据的传输，使用AMHS系统的扩展ATS电报服务，以报文传输附件的方式进行图形图像等数据类型的气象信息交换服务（图4）。
AMHS系统最终将取代AFTN系统，但这是一个较长的过程，同时为了充分利用现有航空固定电信网（AFTN），平稳过渡到航空电信网（ATN），建立AMHS系统，可以建立AFTN/AMHS网关，进行AFTN和AMHS系统间信息交换，尤其是在国际出口间，进行气象信息的数字化转换，提供符合国际民航组织对于气象服务数字化信息的传输要求，在已经建立的AMHS系统间可以直接进行数字化气象服务产品的信息交换。