ギルハムコード

ギルハムコードは、9本線^{[ 1 ]}から11本線^{[ 2 ]}の並列インターフェース、ギルハムインターフェースを使用してゼロパディングされた12ビットのバイナリコードであり、符号化高度計またはアナログ航空データコンピュータとデジタルトランスポンダの間で補正されていない気圧高度を送信するために使用されます。これはグレイコードの修正形式であり、航空電子機器の文献では単に「グレイコード」と呼ばれることもあります。^{[ 3 ]}

ギルハム・インターフェースとコードは、 1950年代に導入された12ビットIFFマークXシステムから派生したものである。民間用トランスポンダの質問モードAとCは、1960年に航空交通管制（ATC）と二次監視レーダー（SSR）において定義された。

このコードは、運輸民間航空省航空航法局の信号士官で、 1955年の女王誕生日叙勲で大英帝国勲章（MBE）の民間会員に任命されたロナルド・ライオネル・ギルハムにちなんで名付けられました。^{[ 4 ]}彼は、英国で「プラン・アヘッド」として知られる第2世代航空交通管制システムの仕様を策定する国際航空運送協会（IATA）委員会の英国代表であり、修正グレイコードを使用するというアイデアを持っていたと言われています。^{[ nb 1 ]}最終的なコードバリアントは、1962年1月/2月に開催されたICAO通信部門会議（VII COM）のために1961年後半に開発され^{[5] 、} 1962^{年のFAAレポート}で説明されました。^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}ギルハムコードという用語が造語された正確な時期と状況は不明ですが、1963 年までにこのコードはすでにこの名前で認識されていました。^{[ 10 ] [ 11 ]} 1960 年代半ばまでに、このコードはMOA-ギルハムコード^{[ 12 ]}またはICAO-ギルハムコードとしても知られていました。ARINC 572も 1968 年にこのコードを規定しました。 ^{[ 13 ] [ 14 ]}

かつては航空交通管制目的での自動高度伝送のためにICAOによって推奨されていたが^{[ 9 ] [ 15 ]} 、現在ではこのインターフェースは推奨されておらず^{[ 2 ]}、新しい航空機ではほとんどが最新のシリアル通信に置き換えられている。

高度エンコーダは、圧力センサーと信号調整回路を内蔵した小型の金属製ボックスの形をしています。 ^{[ 16 ] [ 17 ]}圧力センサーは加熱されることが多く、そのためウォームアップ時間が必要となり、その間は高度情報が利用できないか、不正確になります。旧式のユニットではウォームアップ時間が最大10分かかる場合がありますが、より新しいユニットでは2分未満でウォームアップします。最新のエンコーダの中には、加熱されない「インスタントオン」タイプのセンサーを組み込んでいるものもあります。旧式のユニットのウォームアップ中は、高度情報が徐々に増加し、最終値に落ち着く場合があります。これは通常、航空機が滑走路に入る前に電源が投入されるため、離陸後すぐに正しい高度情報が送信されるため、問題にはなりません。^{[ 18 ]}

このエンコーダはオープンコレクタ出力で、 14Vまたは 28Vの電源システムに対応しています。

高さ情報は、D2 D4 A1 A2 A4 B1 B2 B4 C1 C2 C4 と指定された 11 本の別々の線を使用して並列形式で 11 桁のバイナリ数字として表現されます。^{[ 3 ]} 12 番目のビットとして、ギルハムコードには D1 ビットが含まれていますが、これは使用されていないため、実際のアプリケーションではゼロに設定されます。

高度エンコーダのクラスによって、使用可能なビットがすべて使用されるわけではありません。すべて A、B、C ビットを使用します。高度制限が上がると、D ビットをより多く使用する必要があります。30700 フィート以下では、D ビットは不要です (9 線インターフェース^{[ 1 ]} )。これは、ほとんどの小型一般航空機に適しています。62700 フィート以下では、 D4 が必要です (10 線インターフェース^{[ 2 ]} )。126700 フィート以下では、 D4 と D2 が必要です (11 線インターフェース^{[ 2 ]} )。D1 は使用されません。^{[ 19 ] [ 20 ]}

ビット D2 (msbit) から B4 (lsbit) は、圧力高度を 500 フィート刻み (基準高度 −1000±250 フィート以上) で標準 8 ビット反射バイナリ コード(グレイ コード) にエンコードします。^{[ 19 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}仕様はコード 1000000 (126500±250 フィート) で終了し、それ以上では D1^が 最上位ビットとして必要になります。

^{ビット C1、C2、C4 は、} Giannini Datex コードタイプのミラー 5 状態 3 ビット Gray BCD コード^{[ 12 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} (最初の 5 つの状態はO'Brien コードタイプ II ^{[ 29 ] [ 5 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 27 ] [ 28 ]に類似)を使用して、} 500フィート高度からのオフセットを100フィート単位でエンコードします。^{[ 3 ]}具体的には、500 フィート コードのパリティが偶数の場合、コード 001、011、010、110、100 は、 500 フィート高度に対して− 200、− 100、0、+100、+200フィートをエンコードします。パリティが奇数の場合、割り当ては反転されます。^{[ 19 ] [ 21 ]}コード000、101、111は使用されません。^{[ 30 ]： 13(6.17–21)}     

ギルハム符号はさまざまな方法で復号できます。標準的な手法ではハードウェア^{[ 30 ]}またはソフトウェアソリューションを使用します。後者ではルックアップテーブルがよく使用されますが、アルゴリズムによるアプローチも可能です^{[ 21 ] 。}

• 航空交通管制レーダービーコンシステム（ATCRBS）
• 選択的識別機能（SIF）
• IFFコード
• 飛行レベル
• ARINC 429

• 軍事ハンドブック：エンコーダー - シャフト角度からデジタルへ（PDF）。米国国防総省。1991年9月30日。MIL-HDBK-231A。2020年7月25日にオリジナルからアーカイブ（PDF） 。 2020年7月25日に取得。（注：MIL-HDBK-231(AS)（1970年7月1日）を置き換えるものです。）
• 附属書 10 - 第 IV 巻 - 監視レーダーおよび衝突回避システム ( 2014 年 5 月 6 日にWayback Machineにアーカイブ済み)、第 4 版、ICAO、280 ページ、2007 年。
• DO-181E ATCRBS / モードS航空機搭載機器の最小運用性能基準; 改訂版E; RTCA; 2011年。
• アシュリー、アラン（1960年9月）。ATCレーダービーコンシステムによる高度報告の研究。ニューヨーク州ディアパーク：航空計器研究所。報告書5791-23。
  • 「ATCレーダービーコンシステムによる高度報告の研究」。技術報告書統合要約：一般配布。1957～1962年（要約）。1962年。p.  #62-45。