随着全球航空交通的迅猛增长，安全高效的空中交通管理显得尤为重要。现代航空监控技术正朝着更智能化、自动化方向发展，其中Mode S和ADS-B信号以其开放性、高效性成为当今航空监视的核心技术。众所周知，这些信号都依赖于1090兆赫的无线频率进行数据传输，故而被业内称为“1090兆赫之谜”。理解和解码这些信号已成为航空工程师、研究人员乃至业余无线电爱好者亟需掌握的技能。 Mode S（Mode Select）和ADS-B（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）代表了从传统雷达监控向自动广播转变的飞跃。过去，飞机主要依赖于地面控制雷达的主动询问信号获取位置和身份。
然而，随着技术演进，飞机本身逐渐成为主动广播者，主动传输自身状态数据，如身份标识、位置、高度和速度，从而大大提升定位精度和时效性。Mode S基于1090兆赫频段的二次雷达传输协议，专门用于传输飞机的识别和状态信息。其设计允许实现双向通信和多点访问，极大提升频谱利用效率。ADS-B则是建立在Mode S基础上的一种扩展技术，允许飞机通过定期广播信号将飞行数据实时传递给地面站和其他空中用户，支持更精准的飞行路径监控和冲突预警。 1090兆赫频率工作在L波段，是航空二次雷达和ADS-B信号通信的标准频段。该频段频率适中，能够满足长距离传输的需求同时保障信号穿透力。
通过专用转发器（应答器），飞机可以在1090兆赫频段接收地面雷达发射的询问信号并作出应答，或按照ADS-B机制定时广播飞行状态信息。随着民航自动监控需求的增加，越来越多的低成本接收设备使得该频段的信号成为研究和监听的热点。 解码1090兆赫信号，尤其是Mode S和ADS-B信号，既具挑战性又充满趣味性。由于信号采用复杂的编码和调制方案，理解其结构成为首要任务。Mode S信号由固定长度的二进制数据构成，包含了前导码、载荷信息和校验码，确保传输数据的完整性和准确性。ADS-B协议规定了多种消息类型（如位置信息、速度、航向、身份识别码等），这些消息通过特定编码方式嵌入到载波信号中。
解码的第一步是通过硬件捕获该频段的电磁波信号，通常使用专用软件定义无线电设备或低成本的USB接收器。信号通过软件进行初步处理，去除噪声和干扰，提取二进制比特流。 第二步则是对提取的二进制流数据进行解析。基本的解码程序首先要识别消息的起始位置，确认前导码和格式，随之确定数据字段的各项内容。这部分需要借助对Mode S和ADS-B协议的深入理解，通过算法拆分消息体，区分不同类型的信息。以Python为代表的编程语言在该领域广泛应用，诸如pyModeS这样的开源库便提供了强大且易用的解码工具，有效降低入门门槛。
对航空领域的研究和应用而言，深入掌握1090兆赫信号的解码技术带来了革命性变化。首先，开放的ADS-B信号为航班跟踪和飞行数据分析打造了丰富数据源，无论是航空公司优化运营还是空管人员制定策略均受益匪浅。此外，爱好者通过拦截和解码这些信号，能够实时监控飞机动态，激发了广泛的兴趣和创新项目。 同时，论文与书籍关于该领域的系统介绍却相对匮乏。直到近年，致力于公开解码流程的研究逐渐成型，比如由代尔夫特理工大学Junzi Sun教授撰写的《1090兆赫之谜：Mode S和ADS-B信号解码指南》一书，填补了学界与工程界对该主题系统探讨的空白。该书不仅包括基础理论知识，还结合丰富的实例与代码示范，极大地促进了业界对这一关键技术的理解和应用。
总体看来，Mode S与ADS-B作为航空监控领域的典范技术，依托1090兆赫频段的传输优势，实现了飞行信息的自动、高效共享。其解码技术不仅促进了航空安全，也推动了开放数据科学的进步。未来，随着更多智能算法和无线通信技术的融入，1090兆赫信号解析工具将愈加多样和强大，为航空运输的数字化转型奠定坚实基础。深入探索1090兆赫之谜，是每一位航空技术从业者和通信爱好者的必经之路。
