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摘要：406MHz应急定位发射机因其能提供精准的用户信息及较高的定位精度，在民用航空器上得到了广泛的使用。本文以中国民航飞行学院使用的ELT为蓝本讨论了其简明的工作原理，并探讨了406MHz ELT的日常维修工作及应注意的问题。
关键词：Bi-Phase L;COSPAS-SARSAT;15位ID
中图分类号：V244.2 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）12-0076-03
1 应急定位发射机概况
Emergency Locator Transmitter的中文名称是应急定位发射机，缩写为ELT（本文中ELT与应急定位发射机两个名词完全等价），是现代民用航空器上的一种不可或缺的应急救援无线电设备。当发生坠机时，ELT将自动启动，向外界发射求救信号。
目前装机使用的ELT有两类。一类是早期的模拟式产品，遵守的技术标准为TSO-C91A，发射频率为121.5MHz和243MHz的调幅波，音频信号与消防车、救护车的警笛声类似。另一类是现在广泛使用的数字式产品，遵守的技术标准为TSO-C126，载波频率为406MHz，可以传输经编码的用户信息。
两种类型的ELT发射机相比，模拟式产品相对简单，频率适当的调幅接收机均可以接收，人工收听即可识别信号。缺点是不知道信息来源，位置的测定则需要使用专用的无线电设备与方法，且误差比较大。数字式产品相对复杂，所发射的信号需要专用设备接收与解码。因信号中包含特定用户的识别信息，可以快速确定求救者的身份及所属的国家或地区，且定位精度较高。鉴于406MHz ELT的优点，中国民用航空规章CCAR-91R3的91.435条规定，2010年1月1日以后在中国登记注册的民用航空器必须安装406MHz的应急定位发射机。
2 406MHz ELT简明工作原理
本文以中国民航飞行学院训练飞机上安装的406MHz ELT为蓝本进行介绍，但基本原理与维护操作，也同样适用于其他设备制造商的产品。跟所有其他飞机应急设备一样，ELT因为要考虑在坠机情况下的可用性，外壳都会很坚固，且具有醒目的颜色，一般情况下是明黄色或桔红色，如图1所示。
各型飞机的ELT的安装位置基本都选择在飞机尾舱里，硬式安装在一个坚固的金属支架上，且设备的纵轴与飞机的飞行方向保持一致。
装机的406MHz ELT与太空中的全球卫星搜救系统（COSPAS-SARSAT）卫星相互配合，构成一个完整的搜救网络。
应急定位发射机的内部有一个加速度开关，用于感受飞机沿其飞行（纵轴）方向加速度的变化。当飞机在纵轴方向发生猛烈撞击时，使机器内的加速度开关闭合，发射机自动向外发射求救信号。各型ELT都内置一个大容量电池组件，可独立工作，启动后将连续工作，直到电池的电量耗尽。
406MHz的ELT同时也发射121.5MHz的模拟信号，个别型号的ELT还会同时发射243MHz的模拟信号。模拟信号为连续发射的方式，辐射功率最小50mW，可以连续发射50小时。406MHz信号的辐射功率一般在5W左右，启动后将连续发射24小时，然后自动停止。
ELT启动后，每50秒的周期内，发射机将持续发射440毫秒或520毫秒（按照发射机选择的数据报文格式不同而不同）的数字信号。这个脉冲信号将被COSPAS-SARSAT的卫星所接收，解码出信号中的信息后触发警报，通过国际通信网络发送给事发地的搜救部门，启动救援工作。因为信号中的用户信息都是提前在各国无线电管理部门注册的，所以可以第一时间精准确定遇险的航空器相关信息。
为减少误报警对COSPAS-SARSAT系统的干扰，ELT启动后的第一个50秒发送特定格式的数据，卫星系统将其解释为自测试信号，不会触发警报。
ELT发送的数据如果是短报文为112比特，如果是长报文则为144比特。长、短报文中各比特所代表的意义如表1和表2所示。
如表1、表2可知，长、短报文都是以160毫秒的纯载波开始，先是15比特的位同步数据，接下来是9比特的帧同步数据，第25位是标志位，为“0”表示是短报文，为“1”表示是长报文。位同步数据为全“1”，帧同步数据为“000101111”。表中标注为BCH的数据块是用来纠错的BCH编码，用于消除无线传输过程中产生的误码。
我们需要关注的数据是第26位到第85位，共60个二进制位。其中的第27位到第36位代表的是国家代码。我们使用的ELT的国家代码应是中国的。这60比特的数据以15位16进制数的形式表示。因为对每一个注册使用的ELT来说这个编码是唯一的，所以也被称为15位ID。各国无线电管理机构登记了飞机信息与15位ID的对应关系，因此一旦COSPAS-SARSAT卫星系统接收到406MHz的求救信号，立即就能识别出用户的信息，并将遇险信息发送给遇险地所在国及国籍登记国的救援机构。
3 406MHz应急定位发射机的维护
因为ELT的15位ID必须与所安装的飞机建立对应关系才有实际意义，因此所有装机ELT的ID必须在中国民航无线电管理业务平台进行登记，并实时更新。每次更换ELT发射机时，维修人员必須查看并记录15位ID，并由专人完成无线电管理业务平台数据的更新。 15位ID通常情况下打印后粘贴在ELT的外壳上。图2是某一台。
406MHz ELT的15位ID标签的照片。前面介绍过，这个ID中包含了登记国的代码，维修人员应验证装机的ELT的国家代码是否属于中国。按照规则，412、413都是可用的中国的国家代码。
如何从15位ID中识别国家代码？根据本文前面的介绍，我们可以手工进行转换。方法是将15位ID的前3位转换成12位二进制数，去头去尾留下10位进制数，再转换成10进制数就可以了。结合图2的例子，取前3位16进制数B38，转换成二进制数为101100111000。去头去尾后为0110011100。转换成10进制数为412，可知国家代码正确。15位ID中的其他信息同样可以根据本文前面给出的数据报文定义进行人工解释。
为方便用户进行ID信息的解读，COSPAS-SARSAT官方网站上提供了一个在线解码服务页面，网址为https：//cospas-sarsat.int/en/beacon-decode-program。在网页上输入15位ID，按屏幕提示点击“Process”（处理）后，就会给出包括国家代码在内的各种信息。
如果ELT外壳上没有15位ID标签，维修人员也可以使用专用测试设备对相关信息予以确认。推荐使用的设备包括Aceeca公司生产的MEZ1000便携式406MHz ELT测试仪或VIAVI公司生产的IFR4000便携式通信/导航设备测试仪。这两种设备都可以接收并解碼406MHz的ELT报文，并直接显示在液晶显示屏上，操作很方便。两种测试仪接收ELT报文的典型显示如图3、图4所示。
按照民航规章要求，每年应对ELT进行功能测试。因为ELT的功能测试会对应急救援产生干扰，因此，测试工作必须遵守民航局颁布的《民用航空机载应急示位发射机管理规定》（MD-TM-2010-004）的要求，提前向民航的无线电管理部门申报。发射测试只能在每小时开始的第一个5分钟内进行，且不得超过10秒钟。具体的测试应包含ELT内部加速度开关的测试与控制开关强制启动的测试。
ELT的误触发是ELT使用、维修过程中最常见的问题。因为会产生误报警，给应急救援系统带来干扰，因此，掌握ELT误发射的正确处置方式十分重要。在驾驶舱的仪表板上都会安装ELT遥控开关，开关上都会有红色的指示灯。当ELT处于发射状态时，ELT遥控开关的红灯会不停的闪烁，提醒机组人员注意。通过同时监听121.5MHz的声音信号可以确认ELT是否真的处于发射状态。手动复位遥控开关，ELT发射机将停止发射，重新进入待机状态。如遇遥控开关不能复位的问题，维修人员应立即拆下ELT发射机，用拆卸电池的方式停止发射。
对于406MHz的ELT，设备启动后的50秒内，第一次发射的数据报文的帧同步数据为011010000，与正常报文的000101111不同，接收设备将其识别为自测试数据，不会触发救援警报，但50秒后的数据报文将转变成正常报文。因此，对于406MHz ELT，如果误触发了，应尽可能快地复位发射机，只要不超过50秒，就不会激活COSPAS-SARSAT卫星的警告。
为确保装机的ELT具有足够的电量，当达到电池的到期日期（通常粘贴在机器的表面）或累计发射时间超过1个小时、或不知道ELT已经工作了多长时间，都应该更换ELT的电池。另外，406MHz ELT都有丰富的自检功能，当自检到有问题时，都会通过让遥控开关上的红色指示灯闪烁的方式来提醒，闪烁的次数不同代表不同的故障，如电池电量不足，天线馈线开路等。因不同ELT机器的故障指示方式各不相同，当出现这种情况时，应通过查询厂家手册来确认故障的原因。
参考文献：
[1]Model 172（Series 1996 And On）Maintenance Manual，Revision 23， Apr 1，2020.
[2]ME406 Series Emergency Locator Transmitter Description， Operation， Installation and Maintenance Manual， Rev.AB， Feb 28/19.
[3]ELT TEST SET（ETS） OPERATION MAUNAL， 570-1000 Revision A， 07-10-06.
关键词：Bi-Phase L;COSPAS-SARSAT;15位ID
中图分类号：V244.2 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）12-0076-03
1 应急定位发射机概况
Emergency Locator Transmitter的中文名称是应急定位发射机，缩写为ELT（本文中ELT与应急定位发射机两个名词完全等价），是现代民用航空器上的一种不可或缺的应急救援无线电设备。当发生坠机时，ELT将自动启动，向外界发射求救信号。
目前装机使用的ELT有两类。一类是早期的模拟式产品，遵守的技术标准为TSO-C91A，发射频率为121.5MHz和243MHz的调幅波，音频信号与消防车、救护车的警笛声类似。另一类是现在广泛使用的数字式产品，遵守的技术标准为TSO-C126，载波频率为406MHz，可以传输经编码的用户信息。
两种类型的ELT发射机相比，模拟式产品相对简单，频率适当的调幅接收机均可以接收，人工收听即可识别信号。缺点是不知道信息来源，位置的测定则需要使用专用的无线电设备与方法，且误差比较大。数字式产品相对复杂，所发射的信号需要专用设备接收与解码。因信号中包含特定用户的识别信息，可以快速确定求救者的身份及所属的国家或地区，且定位精度较高。鉴于406MHz ELT的优点，中国民用航空规章CCAR-91R3的91.435条规定，2010年1月1日以后在中国登记注册的民用航空器必须安装406MHz的应急定位发射机。
2 406MHz ELT简明工作原理
本文以中国民航飞行学院训练飞机上安装的406MHz ELT为蓝本进行介绍，但基本原理与维护操作，也同样适用于其他设备制造商的产品。跟所有其他飞机应急设备一样，ELT因为要考虑在坠机情况下的可用性，外壳都会很坚固，且具有醒目的颜色，一般情况下是明黄色或桔红色，如图1所示。
各型飞机的ELT的安装位置基本都选择在飞机尾舱里，硬式安装在一个坚固的金属支架上，且设备的纵轴与飞机的飞行方向保持一致。
装机的406MHz ELT与太空中的全球卫星搜救系统（COSPAS-SARSAT）卫星相互配合，构成一个完整的搜救网络。
应急定位发射机的内部有一个加速度开关，用于感受飞机沿其飞行（纵轴）方向加速度的变化。当飞机在纵轴方向发生猛烈撞击时，使机器内的加速度开关闭合，发射机自动向外发射求救信号。各型ELT都内置一个大容量电池组件，可独立工作，启动后将连续工作，直到电池的电量耗尽。
406MHz的ELT同时也发射121.5MHz的模拟信号，个别型号的ELT还会同时发射243MHz的模拟信号。模拟信号为连续发射的方式，辐射功率最小50mW，可以连续发射50小时。406MHz信号的辐射功率一般在5W左右，启动后将连续发射24小时，然后自动停止。
ELT启动后，每50秒的周期内，发射机将持续发射440毫秒或520毫秒（按照发射机选择的数据报文格式不同而不同）的数字信号。这个脉冲信号将被COSPAS-SARSAT的卫星所接收，解码出信号中的信息后触发警报，通过国际通信网络发送给事发地的搜救部门，启动救援工作。因为信号中的用户信息都是提前在各国无线电管理部门注册的，所以可以第一时间精准确定遇险的航空器相关信息。
为减少误报警对COSPAS-SARSAT系统的干扰，ELT启动后的第一个50秒发送特定格式的数据，卫星系统将其解释为自测试信号，不会触发警报。
ELT发送的数据如果是短报文为112比特，如果是长报文则为144比特。长、短报文中各比特所代表的意义如表1和表2所示。
如表1、表2可知，长、短报文都是以160毫秒的纯载波开始，先是15比特的位同步数据，接下来是9比特的帧同步数据，第25位是标志位，为“0”表示是短报文，为“1”表示是长报文。位同步数据为全“1”，帧同步数据为“000101111”。表中标注为BCH的数据块是用来纠错的BCH编码，用于消除无线传输过程中产生的误码。
我们需要关注的数据是第26位到第85位，共60个二进制位。其中的第27位到第36位代表的是国家代码。我们使用的ELT的国家代码应是中国的。这60比特的数据以15位16进制数的形式表示。因为对每一个注册使用的ELT来说这个编码是唯一的，所以也被称为15位ID。各国无线电管理机构登记了飞机信息与15位ID的对应关系，因此一旦COSPAS-SARSAT卫星系统接收到406MHz的求救信号，立即就能识别出用户的信息，并将遇险信息发送给遇险地所在国及国籍登记国的救援机构。
3 406MHz应急定位发射机的维护
因为ELT的15位ID必须与所安装的飞机建立对应关系才有实际意义，因此所有装机ELT的ID必须在中国民航无线电管理业务平台进行登记，并实时更新。每次更换ELT发射机时，维修人员必須查看并记录15位ID，并由专人完成无线电管理业务平台数据的更新。 15位ID通常情况下打印后粘贴在ELT的外壳上。图2是某一台。
406MHz ELT的15位ID标签的照片。前面介绍过，这个ID中包含了登记国的代码，维修人员应验证装机的ELT的国家代码是否属于中国。按照规则，412、413都是可用的中国的国家代码。
如何从15位ID中识别国家代码？根据本文前面的介绍，我们可以手工进行转换。方法是将15位ID的前3位转换成12位二进制数，去头去尾留下10位进制数，再转换成10进制数就可以了。结合图2的例子，取前3位16进制数B38，转换成二进制数为101100111000。去头去尾后为0110011100。转换成10进制数为412，可知国家代码正确。15位ID中的其他信息同样可以根据本文前面给出的数据报文定义进行人工解释。
为方便用户进行ID信息的解读，COSPAS-SARSAT官方网站上提供了一个在线解码服务页面，网址为https：//cospas-sarsat.int/en/beacon-decode-program。在网页上输入15位ID，按屏幕提示点击“Process”（处理）后，就会给出包括国家代码在内的各种信息。
如果ELT外壳上没有15位ID标签，维修人员也可以使用专用测试设备对相关信息予以确认。推荐使用的设备包括Aceeca公司生产的MEZ1000便携式406MHz ELT测试仪或VIAVI公司生产的IFR4000便携式通信/导航设备测试仪。这两种设备都可以接收并解碼406MHz的ELT报文，并直接显示在液晶显示屏上，操作很方便。两种测试仪接收ELT报文的典型显示如图3、图4所示。
按照民航规章要求，每年应对ELT进行功能测试。因为ELT的功能测试会对应急救援产生干扰，因此，测试工作必须遵守民航局颁布的《民用航空机载应急示位发射机管理规定》（MD-TM-2010-004）的要求，提前向民航的无线电管理部门申报。发射测试只能在每小时开始的第一个5分钟内进行，且不得超过10秒钟。具体的测试应包含ELT内部加速度开关的测试与控制开关强制启动的测试。
ELT的误触发是ELT使用、维修过程中最常见的问题。因为会产生误报警，给应急救援系统带来干扰，因此，掌握ELT误发射的正确处置方式十分重要。在驾驶舱的仪表板上都会安装ELT遥控开关，开关上都会有红色的指示灯。当ELT处于发射状态时，ELT遥控开关的红灯会不停的闪烁，提醒机组人员注意。通过同时监听121.5MHz的声音信号可以确认ELT是否真的处于发射状态。手动复位遥控开关，ELT发射机将停止发射，重新进入待机状态。如遇遥控开关不能复位的问题，维修人员应立即拆下ELT发射机，用拆卸电池的方式停止发射。
对于406MHz的ELT，设备启动后的50秒内，第一次发射的数据报文的帧同步数据为011010000，与正常报文的000101111不同，接收设备将其识别为自测试数据，不会触发救援警报，但50秒后的数据报文将转变成正常报文。因此，对于406MHz ELT，如果误触发了，应尽可能快地复位发射机，只要不超过50秒，就不会激活COSPAS-SARSAT卫星的警告。
为确保装机的ELT具有足够的电量，当达到电池的到期日期（通常粘贴在机器的表面）或累计发射时间超过1个小时、或不知道ELT已经工作了多长时间，都应该更换ELT的电池。另外，406MHz ELT都有丰富的自检功能，当自检到有问题时，都会通过让遥控开关上的红色指示灯闪烁的方式来提醒，闪烁的次数不同代表不同的故障，如电池电量不足，天线馈线开路等。因不同ELT机器的故障指示方式各不相同，当出现这种情况时，应通过查询厂家手册来确认故障的原因。
参考文献：
[1]Model 172（Series 1996 And On）Maintenance Manual，Revision 23， Apr 1，2020.
[2]ME406 Series Emergency Locator Transmitter Description， Operation， Installation and Maintenance Manual， Rev.AB， Feb 28/19.
[3]ELT TEST SET（ETS） OPERATION MAUNAL， 570-1000 Revision A， 07-10-06.