97
AMDAR Onboard Software Functional Requirements Specification (Version 1.1, 2 June 2014) Instruments and Observing Methods Report No. 115

AMDAR Onboard Software Functional Requirements Specificationlibrary.wmo.int/pmb_ged/iom_115_en.pdf · AMDAR Onboard Software Functional . Requirements Specification (Version 1.1,

Embed Size (px)

Citation preview

AMDAR Onboard Software Functional

Requirements Specification

(Version 1.1, 2 June 2014)

Instruments and Observing Methods

Report No. 115

     

This publication is available in pdf format, at the following link:

http://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/publications-IOM-series.html

© World Meteorological Organization, 2014 The right of publication in print, electronic and any other form and in any language is reserved by WMO. Short extracts from WMO publications may be reproduced without authorization, provided that the complete source is clearly indicated. Editorial correspondence and requests to publish, reproduce or translate this publication (articles) in part or in whole should be addressed to: Chairperson, Publications Board World Meteorological Organization (WMO) 7 bis, avenue de la Paix Tel.: +41 (0) 22 730 8403 P.O. Box 2300 Fax: +41 (0) 22 730 8040 CH-1211 Geneva 2, Switzerland E-mail: [email protected]

NOTE

The designations employed in WMO publications and the presentation of material in this publication do not imply the expression of any opinion whatsoever on the part of WMO concerning the legal status of any country, territory, city or area, or of its authorities, or concerning the delimitation of its frontiers or boundaries. The mention of specific companies or products does not imply that they are endorsed or recommended by WMO in preference to others of a similar nature which are not mentioned or advertised. The findings, interpretations and conclusions expressed in WMO publications with named authors are those of the authors alone and do not necessarily reflect those of WMO or its Members.

This publication has been issued without formal editing.

 

     

 

FOREWORD

The WMO Aircraft Meteorological Data Relay (AMDAR) observing system is a subcomponent of

the WMO Global Observing System, which is defined and maintained under the WMO World Weather Watch Program. AMDAR now provides more than 400,000 meteorological observations per day on the WMO Global Telecommunications System and comprises over 3000 commercial jet aircraft that collect and report high quality wind and temperature data according to WMO specification, utilizing predominantly onboard sensors and computing and avionics systems. This excellent collaboration between National Meteorological and Hydrological Services and the airline industry provides a highly valued supplement to the more conventional sources of upper air meteorological data derived from the satellite and radiosonde monitoring programs.

At the current time, there is still considerable potential for growth and expansion of the AMDAR observing system. This expansion would improve tropospheric upper air data coverage over many currently data-sparse areas of the globe and, as has been demonstrated from the knowledge and measurement of the significant positive impacts the data product has on numerical weather prediction computer models and forecast applications, would have considerable benefits for meteorological applications and related data user communities and the aviation industry.

This document provides a functional specification for AMDAR onboard software, which can be utilized by avionics software developers to build avionics software applications for AMDAR that will efficiently meet WMO standards and requirements for reporting of meteorological data from the aircraft platform utilizing aviation communications protocols and infrastructure.

I wish to thank the consultant, Mr Frank Tamis, who worked under the direction of the former WMO AMDAR Panel and the CBS Expert Team on Aircraft-Based Observing Systems in the compilation of the initial drafts of the specification and also the Members of the CIMO Task Team on Aircraft-based Observations who were responsible for the final revisions and assessment for publication. Thanks are also expressed to the WMO Secretariat for overall coordination of the work and expert input to the specification.

(Prof. B. Calpini)

President

Commission for Instruments and Methods of Observation

     

TableofContents 

1 ................................................................................................................. 7 INTRODUCTION

1.1 ..................................................................................................................7 BACKGROUND1.2 .....................................................................................................................7 OBJECTIVES

1.3 .........................................................................................7 INTENDED AUDIENCE AND SCOPE1.4 .................................................................................................................8 CONVENTIONS1.5 ...................................................................................................8 APPLICABLE DOCUMENTS

1.6 .........................................................................................9 ABBREVIATIONS AND ACRONYMS

2 ............................................................................................ 10 AMDAR SYSTEM OVERVIEW

2.1 ...........................................................................................................10 AMDAR SYSTEM2.2 ..................................................11 AMDAR ONBOARD COMPONENT OF THE AMDAR SYSTEM2.3 ....................................................................................................13 OTHER SPECIFICATIONS2.3.1 ......................................................................................14 ARINC 620 versus this document

2.4 .........................................................................................................16 FURTHER READING

3 ............................................................. 17 AMDAR ONBOARD SOFTWARE REQUIREMENTS

3.1 .........................................................................................................18 DATA ACQUISITION3.2 ............................................................................................................20 DATA HANDLING3.2.1 .........................................................................................................20 Data acquisition rate3.2.2 ..................................................................................................................20 Data Validation3.2.3 ................................................................................................................21 Data Smoothing3.2.4 ..........................................................................................................21 Derived Parameters3.2.4.1 ...........................................................................................................21 Phase of Flight

3.2.4.1.1 ................................................................................................................21 Ground3.2.4.1.2 .................................................................................................................21 Ascent3.2.4.1.3 .............................................................................................................21 En‐Route3.2.4.1.4 ...............................................................................................................22 Descent

3.2.4.2 .....................................................................................................22 Turbulence Metric3.2.4.3 ..........................................................22 Water Vapor / Relative Humidity / Dew Point3.2.4.4 ...........................................................................................................22 Roll Angle Flag3.2.4.5 ................................................................................23 Aircraft Configuration Indicator

3.3 .................................................................................................24 AMDAR OBSERVATIONS

3.3.1 .................................................................................................25 Ascent Initial Observation3.3.2 .........................................................................................................25 Ascent Observations3.3.3 .......................................................................................................26 Descent Observations3.3.4 ........................................................................................................26 Routine Observations3.3.4.1 ....................................................................................26 Ascent Routine Observations3.3.4.2 .................................................................................26 En‐route Routine Observations3.3.4.3 ..................................................................................26 Descent Routine Observations3.3.4.4 ....................................................................................26 Maximum Wind Observation

3.3.5 ................................................................................................27 EDR Routine Observations3.3.6 .................................................................................................27 Touch‐down Observation

3.4 ..........................................................................27 FLIGHT PHASES AND REPORTING SCHEMES

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 4 of 97 

     

3.4.1 ....................................................................................................28 Pressure Based Scheme3.4.1.1 ........................................................................................................................28 Ascent

3.4.1.1.1 ..................................................................28 Ambient Static Pressure at Take‐Off3.4.1.1.2 ..................................................................................29 Initial Ascent Observation3.4.1.1.3 .......................................................................................................29 Ascent Part 13.4.1.1.4 .......................................................................................................29 Ascent Part 23.4.1.1.5 .............................................................................29 Ascent Routine Observations

3.4.1.2 ......................................................................................................................29 Descent3.4.1.2.1 ...................................................................................30 Touch‐down Observation3.4.1.2.2 ...........................................................................30 Descent Routine Observations

3.4.2 ..........................................................................................................30 Time Based Scheme3.4.2.1 ........................................................................................................................30 Ascent

3.4.2.1.1 ..................................................................................30 Initial Ascent Observation3.4.2.1.2 ..................................................................................................................30 Part 13.4.2.1.3 ..................................................................................................................30 Part 2

3.4.2.2 ......................................................................................................................30 Descent3.4.2.2.1 ...................................................................................30 Touch‐down Observation

3.5 ..................................................................................................31 MESSAGE COMPILATION

3.5.1 .............................................................................................................................31 Content3.5.2 ............................................................................................................................... 31 Format3.5.2.1 .......................................................................................................31 ACARS messages

3.5.3 ..............................................................................................31 Transmission Requirements

3.6 ...............................................................................33 SOFTWARE CONFIGURATION CONTROL3.6.1 ........................................................................................33 Observation Frequency Control3.6.2 ..............................................................................................................35 Reporting Control3.6.2.1 ........................................................................................................35 Reporting on/off3.6.2.2 ......................................................................................36 Geographical Control boxes3.6.2.3 ..........................................................................................36 Airport specific reporting3.6.2.4 .............................................................................................................37 Time Limiting3.6.2.5 .....................................................................................37 EDR Event message settings

3.6.3 .....................................................................................................37 Configuration Message3.6.4 .........................................................................................38 AMDAR Optimization Message

APPENDIX A ............................. 39 AOSFRS RECOMMENDED MESSAGE FORMAT FOR ACARS

A.1 ..............................................................................................................39 INTRODUCTIONA.2 ...................................................................39 AOSFRS DOWNLINK DATA MESSAGE FORMAT

A.2.1 .................................................................................................................39 Header BlockA.2.2 .....................................................................................................................40 Data BlockA.2.2.1 .....................................................................................40 Basic Observation SequenceA.2.2.2 .................................................................................................40 Optional Parameters

A.3 .....................................................................................................44 EDR EVENT MESSAGE

A.4 ..........................................47 AOSFRS CONFIGURATION FUNCTIONALITY AND UPLINK CONTROLA.4.1 .......................................................................................................47 Basic ConfigurationA.4.2 ................................................................................................50 Extended ConfigurationA.4.2.1 ......................................................................................50 Geographical Control BoxesA.4.2.2 ............................................................................51 Airport Configuration ParametersA.4.2.3 ....................................................51 Routine Observations and Wind Reporting StatusA.4.2.4 .............................................................................52 Ascent Configuration ParametersA.4.2.5 ...........................................................................53 Descent Configuration Parameters

A.4.3 ..........................................................................................53 Example Command Uplinks

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 5 of 97 

     

A.5 ......................................................................56 AOSFRS CONFIGURATION STATUS MESSAGE

APPENDIX B ................................................ 57 ADDITIONAL AOSFRS DOWNLINK MESSAGES

B.1 .................................................57 AOSFRS CONFIGURATION STATUS MESSAGE (ALTERNATIVE)B.2 ....................................................................................59 AOSFRS OPTIMIZATION MESSAGE

APPENDIX C ................................................................ 60 OPTIONAL DERIVED PARAMETERS

C.1 .................................................................................................................60 TURBULENCEC.1.1 ..........................................................................60 Derived Equivalent Vertical Gust (DEVG)C.1.2 ..............................................................................................62 Eddy Dissipation Rate (EDR)C.1.2.1 .........................................................................................................62 EDR CalculationC.1.2.2 .........................................................63 EDR Reporting Algorithm and AOS Integration

C.2 .............................................................................69 ATMOSPHERIC WATER VAPOR CONTENTC.2.1 ............................................................................................................70 The WVSSII SensorC.2.1.1 ...............................................................................................................70 IntroductionC.2.1.2 ...................................................................70 Current Input Variables and CalculationC.2.1.3 ..........................................................71 Presenting the 5‐character Mixing Ratio FieldC.2.1.4 .............................................................................71 The Quality Control Character (Q)

APPENDIX D ..................................................................................... 73 DATA COMPRESSION

D.1 ..................................................................................................73 BASE‐40 COMPRESSION

D.2 .....................................................................................................74 DELTA‐COMPRESSION

D.3 .................................................75 AOSFRS COMPRESSED DOWNLINK DATA MESSAGE FORMAT

D.4 ......................................................................................77 ENCODING COMPRESSED VALUESD.5 ......................................................................................79 DECODING COMPRESSED VALUES

APPENDIX E .............................................................. 81 PLATFORM SPECIFIC INFORMATION

E.1 ..............................................................................................81 HONEYWELL DATA SYSTEMS

E.2 ..................................................................................82 TELEDYNE CONTROLS DATA SYSTEMS

APPENDIX F ................................................................... 83 AVIONICS INFORMATION FORM

APPENDIX G ...... 84 AOSFRS APPLICATIONS DEVELOPMENT REQUIREMENTS SPECIFICATION

APPENDIX H ........................................................................... 96 AOSFRS VERSION CONTROL

 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 6 of 97 

     

                                                           

 

1 Introduction 

1.1 BackgroundThe Global Aircraft Meteorological Data Relay (AMDAR) Program is a program initiated by the World 

Meteorological Organization  (WMO)  in  cooperation with  aviation partners,  and  is used  to  collect 

meteorological data worldwide from commercial aircraft. The WMO AMDAR Observing System  is a 

sub‐component of the WMO Global Observing System, which  is defined and maintained under the 

WMO World Weather Watch Program1. 

Existing  aircraft  onboard  sensors,  computers  and  communications  systems  are  utilized  to  collect, 

process, format and transmit the meteorological data to ground stations via satellite or radio  links. 

Once  on  the  ground,  the  data  is  relayed  to  National Meteorological  and  Hydrological  Services 

(NMHS),  where  it  is  processed,  quality  controlled  and  transmitted  on  the  WMO  Global 

Telecommunications System (GTS). 

The  data  collected  is  used  for  a  range  of meteorological  applications,  including,  public weather 

forecasting,  climate monitoring  and  prediction,  early warning  systems  for weather  hazards  and, 

importantly, weather monitoring and prediction in support of the aviation industry. 

1.2 ObjectivesThis document provides a comprehensive functional specification for AMDAR onboard software. It is 

intended  that  the  specification  provides  sufficient  information  to  enable  detailed  technical 

specifications  to  be  provided  for AMDAR Onboard  Software  implementation  on  suitable  avionics 

platforms. 

Version 1.1 of the AMDAR Onboard Software Functional Requirements Specification (AOSFRS)  is an 

update to AOSFRS Version 1.0 that has been produced with the main objective to ensure that this 

specification  can  and  will  be  aligned  with  the  Airlines  Electronic  Engineering  Committee  (AEEC) 

ARINC 620 Supplement 8  (ARINC 620‐S8).  It  is expected that ARINC 620‐S8 will contain the format 

specification of  the Meteorological Report Version 6, which will  reference AOSFRS Version 1.1  for 

the full specification of AMDAR onboard software requirements. 

1.3 IntendedAudienceandScopeThe specification is primarily intended for use by both meteorological agencies and avionics software 

developers to allow them to jointly develop AMDAR software with minimal additional information. It 

defines  the  Functional  Specifications  of  the  AMDAR  Onboard  Software  only.  Functional 

Specifications of other parts of the AMDAR data flow, such as ground‐based processing, are outside 

its scope.  

The  specification will be applicable  for all kinds of on‐board data processing and  communications 

system solutions, including ACARS and/or successors. 

 1 The WMO World Weather Watch Programme: http://www.wmo.int/pages/prog/www/index_en.html 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 7 of 97 

     

By definition, an aircraft‐based meteorological observing system that conforms to this specification, 

and most  particularly  to  those  requirements  that  are  designated  as  required  (see  conventions, 

paragraph 1.4), can be considered an AMDAR observing system. 

1.4 ConventionsThe  key  words  "must",  "must  not",  "required",  "shall",  "shall  not",  "should",  "should  not", 

"recommended", "may", and "optional" in this document are to be interpreted as follows: 

1. The terms “SHALL”, "REQUIRED" or "MUST" mean that the definition  is an absolute requirement 

of the specification. 

2. The phrases “SHALL NOT” or "MUST NOT" mean that the definition  is an absolute prohibition of 

the specification. 

3. The terms “SHOULD” or "RECOMMENDED" mean that there may exist valid reasons  in particular 

circumstances to ignore a particular item, but the full implications must be understood and carefully 

weighed before choosing a different course. 

4. The phrases “SHOULD NOT “ or "NOT RECOMMENDED" mean that there may exist valid reasons in 

particular  circumstances when  the  particular  behavior  is  acceptable  or  even  useful,  but  the  full 

implications  should  be  understood  and  the  case  carefully  weighed  before  implementing  any 

behavior described with this label. 

5. The terms “MAY” or "OPTIONAL" mean that an item is truly optional.  One vendor may choose to 

include  the  item because a particular marketplace  requires  it or because  the  vendor  feels  that  it 

enhances  the product while  another  vendor may  omit  the  same  item. An  implementation which 

does  not  include  a  particular  option  MUST  be  prepared  to  interoperate  with  another 

implementation which does  include  the option,  though perhaps with  reduced  functionality.  In  the 

same  vein  an  implementation  which  does  include  a  particular  option  MUST  be  prepared  to 

interoperate with another implementation which does not include the option (except, of course, for 

the feature the option provides.) 

1.5 ApplicableDocumentsWhere  appropriate,  references  are  provided  to  WMO,  International  Civil  Aviation  Organization 

(ICAO), Aeronautical Radio  Incorporated  (ARINC) or other documents that are subject  to  issue and 

review  by  the  respective  organizations.  No  recommendations  or  other  information  in  this 

specification overrides or supersedes the requirements contained  in referenced documents, unless 

specified otherwise. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 8 of 97 

     

 

1.6 AbbreviationsandAcronymsACARS     Aircraft Communication Addressing and Reporting System ACMS     Aircraft Condition Monitoring System AEEC    Airlines Electronic Engineering Committee AMDAR   Aircraft Meteorological Data Relay AOS    AMDAR Onboard Software AOSFRS   AMDAR Onboard Software Functional Requirement Specification ARINC     Aeronautical Radio, Incorporated ASDAR    Aircraft to Satellite Data Relay DAS     Data Acquisition System DEVG     Derived Equivalent Vertical Gust EDR     Eddy Dissipation Rate FMC     Flight Management Computer GNSS     Global Navigation Satellite System IATA     International Air Transport Association ICAO     International Civil Aviation Organization IRS    Inertial Reference System NCAR    National Center for Atmospheric Research (USA) NMHS    National Meteorological and Hydrological Service Q/C     Quality Control SAT     Static Air Temperature TAT     Total Air Temperature UTC     Universal Time Coordinate WMO     World Meteorological Organization VHF     Very High Frequency  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 9 of 97 

     

2 AMDARSystemOverview

2.1 AMDARsystemThe AMDAR system is defined by the characteristic that it is a meteorological observing system that 

utilizes aircraft innate sensors and onboard avionics and communications systems in order to collect 

process and transmit meteorological data that has been defined, sampled and processed according 

to WMO meteorological specifications.  

The full AMDAR system comprises the end‐to‐end system of processes and practices, starting from 

measurement by aircraft  sensors  right  through  to  the delivery of  the data  to Data Users. On  the 

aircraft,  Aircraft  Data  Computers  obtain,  process  and  format  data  from  onboard  sensors,  and 

transmit data to ground via standard aircraft communication systems. Once on the ground the data 

are  usually  relayed  to  the  National Meteorological  and  Hydrological  Services  (NMHS)  and  other 

authorized users as shown in Figure 1. Data are received at the data processing centers of the NMHS 

where  they  are decoded  and undergo basic quality  control  checks before being  reformatted    for 

distribution to Data Users both  internal to the NMHS and externally to other NMHSs via the WMO 

Global Telecommunication System (GTS). 

 

Figure 1: Typical AMDAR Data Flow 

This document  is concerned only with the specification of functional requirements for the airborne 

or onboard software component of the AMDAR system, the AMDAR Onboard Software. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 10 of 97 

     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 11 of 97 

 

2.2 AMDAROnboardComponentoftheAMDARSystemThe purpose of the airborne part of the AMDAR onboard system is to collect, process and transmit meteorological data from sensors onboard the aircraft.   To meet this purpose, AMDAR relies on the availability of onboard data acquisition systems that are 

capable of being programmed to perform the required functions through the  implementation of the 

AMDAR  Onboard  Software,  as  specified  within  this  document.  Therefore,  the  first  and  most 

fundamental  requirement  of  the  AMDAR Onboard  System  is  that  the  aircraft must  have  a  Data 

Acquisition  System  (DAS)  that  is  programmable  and  supports  interfacing  to  all  the  required  data 

inputs and to the aircraft communications system. 

Figure2  shows  schematically  the principal data  sources  feeding  into a  Flight Management  System 

and together forming the DAS. Note that the configurations and availability of systems vary widely 

between aircraft models and airline fleets. 

 

 

Figure2: AMDAR Onboard System, Data Acquisition System components with inputs and outputs.

 

Typical inputs to the DAS are, for example, Pressure Altitude, Static Air Pressure, Wind Speed, Wind 

Direction  and  others.  These  input  parameters  are  processed  by  the  AMDAR  Onboard  Software 

according  to  predefined  sampling  frequencies  and  the  resulting  data  variables  are  stored  as 

meteorological  “Observations”.  Then,  depending  on  the  communications  system  used  and 

requirements associated with message costs and efficiency, data  latency, phase of flight and other 

parameters, when  the  required number of observations has been obtained,  they are written  to a 

standardized message that is subsequently sent to the ground. 

By  taking  advantage  of  two‐way  aircraft‐to‐ground  communications  that  are  often  available with 

modern  aircraft  avionics  and  communications  systems,  it  is  possible  to  facilitate modification  of 

AMDAR Onboard Software program parameters via commands embedded within uplink  messages, 

which are usually compiled and sent by automated, ground‐based control systems in near real‐time. 

This process is known as “AMDAR data optimization”. AMDAR optimization systems allow NMHS and 

airlines  to manage data volumes by avoiding  redundant observations and messages  through  real‐

time AMDAR  software modification either prior  to or during aircraft  flight and on an automated, 

flight‐by‐flight basis. 

The  end  result  of  the  AMDAR  Onboard  Component  and  the  AMDAR  Onboard  Software  is  the 

production of  the AMDAR messages  containing  the meteorological observations. These messages 

are transmitted to the ground by suitable data link communication systems and relayed by aviation 

Data Service Providers to the NMHS.  The contents of the messages are processed and the data are 

ingested into meteorological databases and applications.  

2.3 OtherSpecificationsAt  the  current  time,  the AMDAR Observing  System utilizes  the ACARS  communications  standards 

and message  protocols  for  the  transmission  of AMDAR  data  from  the  aircraft  to  ground  and  for 

ground‐based message relay. ACARS is short for Aircraft Communications Addressing and Reporting 

System  and  is  a  digital  data  link  system  for  transmission  of  short,  relatively  simple  telex  format 

messages between aircraft and ground stations via radio or satellite. The protocol was designed by 

Aeronautical  Radio,  Incorporated  (ARINC).  For  more  information  on  ACARS  see  ARINC618‐6 

appendix B 

AMDAR takes advantage of the free text area available within ACARS messages and so, theoretically, 

there  is no need  to maintain a  specification of AMDAR message  formats within  the ARINC ACARS 

standards.  Therefore,  there  are many  possible  format  specifications  for meteorological messages 

from aircraft using ACARS.  However, in order to avoid the proliferation of data formats and reduce 

the  overheads  and  complexity  for  compliance  by  ground  processing  systems  it  is  important  to 

minimize  the  number  of  standards  and  protocols  in  use.  This  document  provides  a  functional 

requirements  specification  that will be  known as  the AMDAR Onboard Software  (AOS) Functional 

Requirements Specification (AOSFRS). This specification is based on the ASDAR Specification2, the E‐

                                                            2  Software  Requirements  Specification  for  the  ASDAR  Project,  Issue  3, Matra Marconi  Space  UK  Limited, 

October 1994 (reference 1163‐00016‐44‐4). 

     

                                                           

AMDAR AAA Version 2.0 Specification (AAA V2)3and the AMDAR AAA Version 3.0 specification (AAA 

V3)4.  All information in this document supersedes the previously mentioned documents. 

Some  information  in  this  document  is  derived  from  ARINC  specification  620‐7  (ARINC  620) 

(meteorological report version 1 thru 5). The ARINC 620 specification however is not superseded by 

this document. 

Since  most  meteorological  messages  share  a  common  approach  to  processing,  triggering  and 

transmitting data  it  is possible  to use  this specification  in conjunction with other specifications.  In 

particular, the ARINC 620 Meteorological Report specification  is a recognized standard  for AMDAR 

and it is therefore feasible and acceptable to specify that particular downlink format standard as an 

alternative  to  those  specified  within  this  document,  although  it  is  suggested  that  using  the 

recommended message  formats provided within  the  appendices  to  this  specification will provide 

communications efficiency dividends over the ARINC 620‐7 specified formats. 

It is expected that ARINC 620 Supplement 8 will in fact define the downlink and uplink formats for 

Meteorological Report version 6, which will reference and closely align with AOSFRS version 1.1 

(this version). 

The  following  section  describes  the  similarities  and  differences  between  the  ARINC  620 

meteorological report specification, specifically versions 4 and 5, and AOSFRS (this document). 

2.3.1 ARINC620versusthisdocumentAlthough a lot of commonalities exist between the ARINC 620 Meteorological Report (versions 1 to 

5) and AOSFRS, there are some differences between the two. This paragraph may provide the reader 

a  better  understanding  of  those  similarities  and  differences.  The WMO  Expert  Team  on Aircraft‐

Based Observing Systems (ET‐ABO) recommends that the latest versions of both the AOSFRS and the 

ARINC  620 Meteorological  Report  provide  the most  efficient  and  preferred  standard  for AMDAR 

onboard software functionality. 

Data Acquisition Acquisition  of  data  depends  on  the  systems  installed  onboard  and  is  independent  of  the 

specification. What matters for both specifications is that an interface exists to the best quality data 

source. 

Data Handling ARINC 620 describes how  to handle  and derive parameters  in notes  that  are presented with  the 

downlink and uplink formats but it does not specify how to detect and handle invalid data. AOSFRS 

describes requirements for data handling, validation and derivation of parameters in detail. 

Phase of flight AOSFRS specifies conditions that determine the phase of flight for the weather message. ARINC 620 

uses these phases of flight as well but other than for the time based scheme, does not provide clear 

conditions to determine these. 

 3 EUMETNET AMDAR AAA AMDAR Software Developments – Technical Specification, Version 2, 1 August 2000. 

4 PROGRAM OPERATIONS AND STANDARDS OBSERVATIONS SPECIFICATION 2006‐1, AMDAR AAA Version 3.0 Software Requirements Specification, 23 November 2006 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 14 of 97 

     

AMDAR observations Both specifications describe conditions when to trigger and store a meteorological observation. The 

conditions are the same in both specifications. ARINC 620 refers to phase of flight and series, where 

the term series refers to the observation contents and format for that particular phase of flight.  

AOSFRS  only  refers  to when  an  observation  needs  to  be  triggered  and  stored;  the  contents  and 

format are dealt with separately and are independent of the phase of flight. 

Message format ARINC620 provides specific downlink formats for each phase of flight (series). AOSFRS uses only one 

downlink format, regardless of the phase of flight. 

ARINC 620 specifies 5 versions for the Meteorological Report to choose from.  The message format 

and content depends on the version chosen and  is  largely fixed  in terms of content and parameter 

composition,  with  unavailable  parameters  (e.g.  water  vapor  is  currently  not  available  from  the 

majority of AMDAR aircraft) transmitted as “blank space”.   AOSFRS specifies one basic format as a 

minimum requirement and allows the addition of parameters  in any sequence desired. The benefit 

of the  latter  is that communications costs can be reduced and minimized by transmitting required 

parameters  and  characters  only.    If  only  the most  basic meteorological  data  were  available  or 

required,  utilization  of  the  AOSFRS  format  would  require  40%  less  characters  than  ARINC  620 

(version 5). 

Message Transmission Both specifications specify messages to be transmitted to the ground as soon as they are complete. 

AOSFRS also specifies what to do with incomplete reports. 

Software Configuration Control Both specifications provide information on how to configure the software so that reporting behavior 

can  be  altered.  ARINC  620  specifies  fixed  uplink  formats  with  all  the  necessary  configuration 

parameters.  

AOSFRS  specifies  the  items  that need  to be  configurable and does not provide a  fixed  format  for 

uplinks.   As an alternative  to uplinks, AOSFRS specifies that the configuration can also be changed 

through  flight  deck  interfaces  and/or  code  changes.  This  allows  for  more  flexibility  for 

implementation of the specification within different avionics systems.  

AMDAR Optimization Message Both specifications mention an AMDAR optimization message. ARINC620  refers  to  the contents of 

the configuration uplinks where in fact it is a downlink message telling the operator what aircraft is 

leaving a gate at airport X to fly to airport Y.  

Configuration Message Both  specifications  describe  a  means  to  retrieve  information  on  the  status/contents  for  all 

configurable parameters; the information request and format differ. 

Data Compression Both documents describe the same base‐40 data compression technique. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 15 of 97 

     

2.4 FurtherReadingA  detailed  description  of  the  AMDAR  system  is  given  in  the  Aircraft Meteorological  Data  Relay 

(AMDAR) Reference Manual (WMO‐No 958) available from the World Meteorological Organization, 

Geneva, Switzerland: 

http://www.wmo.int/amdar/Publications/AMDAR_Reference_Manual_2003.pdf 

and  in  the WMO GUIDE  TO METEOROLOGICAL  INSTRUMENTS AND METHODS OF OBSERVATION, 

Part 2, Chapter 3, Aircraft Observations: 

http://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO‐Guide.html 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 16 of 97 

     

 

3 AMDAROnboardSoftwareRequirementsThe primary functions of the AMDAR Onboard Software Process are to: 

‐ Accept input data from a variety of the aircraft innate avionics equipment. 

‐ Perform high level quality checks on the input data 

‐ Perform calculations upon the input data to derive required meteorological parameters 

‐ At  set  intervals, process collected data  into  standard output messages  for  transmission  to 

ground stations and 

‐ Accept inputs, allowing users to alter the AMDAR Onboard Software behavior. 

 

Figure3  shows a high  level  schematic of  the AMDAR onboard  system.   This chapter  translates  the 

functions  represented  in  this  schematic  into  functional  requirements  for  the  AMDAR  onboard 

software.  

Data Handling(see 3.2)

AMDAR Message Compiler(see 3.5)

AMDAR MessageConfiguration

Message

Software Configuration

ConfigurationModule(see 3.6)

Configuration Message Compiler(see 3.6)

Observations(see 3.3)

Observation Scheduler(see 3.4)

Aircraft Avionics Data In

AMDAR Information Out – AMDAR Messages, AMDAR Configuration Message

Co

nfi

gu

rati

on

Set

tin

gs

(up

lin

k/fl

igh

t d

eck

/co

de

chan

ges

)

Data Aqcuisition (see 3.1)

AMDAR ONBOARD SOFTWARE

 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 17 of 97 

     

                                                           

Figure3: AMDAR Onboard Component of the AMDAR System and the schematic functionality of the AMDAR Onboard Software. 

3.1 DataAcquisitionThe onboard Data Acquisition System (DAS) shall provide a data interface to the highest quality data 

sources available from the aircraft. In case the direct source is not available to the acquisition system 

it  is  acceptable  to  use  an  indirect  source,  as  long  as  the  quality  of  the  data  is maintained.  For 

example, the latitude is derived from the inertial reference system but this source is not connected 

directly to the AOS. Latitude is however transmitted to the Flight Management Computer (FMC) and 

this source is available to the AOS. As long as data quality is maintained the latitude can be obtained 

from the FMC instead of directly from the Inertial Reference System (IRS). 

The  source  data  for  meteorological  observations  require  significant  correction  and  complex 

processing  to yield meteorological measurements  that are representative of  the  free air‐stream  in 

the  aircraft  vicinity.  A  full  description  of  all  the  processes  involved  is  beyond  the  scope  of  this 

document. An outline of the principles and references for further reading are provided in the WMO 

Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, , part II chapter three5.  

Figure2  in  Section  2.2  shows  schematically  the  principal  data  sources  feeding  into  a  Flight 

Management System and together forming the DAS. Note that the configurations and availability of 

systems varies widely between aircraft models and airline fleets. 

The tables below provide the input signals to be acquired. Distinction is made between signals that 

shall be acquired (Table 1), should be acquired (Table 2) and signals that are optional (Table 3). 

If any of the parameters in Table 1 are not able to be acquired or derived from an avionics system to 

the  required performance specifications,  then  the AOS application would be deemed  to not meet 

required standards and should not be implemented. 

If  the  avionics  system  and  the  CPU  allowance  for  the  AOS  make  it  permissible  and  possible, 

parameters  in  Table  2  and  Table  3  may  be  implemented,  assuming  that  the  appropriate 

corresponding requirements for alteration to downlink format are implemented and that the format 

alteration is able to be recognized and decoded by a ground processing system. Such a requirement 

and its implementation would require the utilization of the recommended downlink format defined 

within Appendix A. 

 5 Available at: http://www.wmo.int/pages/prog/www/IMOP/CIMO‐Guide.html 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 18 of 97 

     

Table 1: Input Signals ‐ Required 

UNIT  RESOLUTION  RANGE  ACQ RATE DESCRIPTION 

        PREFERRED  MAX 

INT  N/A  N/A  N/A  N/A AIRCRAFT ID 

DISCRETE  N/A  N/A  1HZ  1HZ AIR/GROUND SWITCH OR WEIGHT ON WHEELS 

KN  1  0 TO 800  1HZ  2HZ COMPUTED AIR SPEED 

DAY OF 

MONTH 1 

0 ‐ 31  1HZ  4HZ DATE ‐ DAY 

HOURS  1  00 ‐ 23  1HZ  2HZ GMT ‐ HOURS 

MINUTES  1  00 ‐ 59  1HZ  2HZ GMT ‐ MINUTES 

SECONDS  1  00 ‐ 59  1HZ  2HZ GMT ‐ SECONDS 

DEGREES  0.002  90S TO 90N  1HZ  4HZ LATITUDE 

DEGREES  0.002  180E TO 180W  1HZ  4HZ LONGITUDE 

FT  1  ‐1000 TO 50000   1HZ  2HZ PRESSURE ALTITUDE IN ICAO STANDARD ATMOSPHERE 

°C  0.1  ‐99.9 TO +99.9  1HZ  2HZ STATIC AIR TEMPERATURE 

STATIC PRESSURE  NOTE 1)  HPA (MBAR) 1  900 TO 1050  1HZ  1HZ 

DEGREES  1  0 TO 359  1HZ  2HZ WIND DIRECTION TRUE 

KN  1  0 TO 800   1HZ  2HZ WIND SPEED 

DEGREES  1  ‐180 TO 180  1HZ  1HZ ROLL ANGLE 

DEGREES  1  ‐90 TO 90  1HZ  1HZ PITCH ANGLE 

 

Note 1:  If static pressure is not available from the aircraft systems it can be calculated from pressure altitude 

For PALT equal to or less than 36 089 ft., static pressure (SP) is related to PALT (ft) by the following expression: 

 SP (hPa) = 1013.25 [1 – 10‐6 x 6.8756 x PALT]5.2559 

If PALT is greater than 36 089 ft, static pressure is given by: SP (hPa) = 226.32 x exp(‐(PALT‐36089)/20806) 

Table 2: Input Signals ‐ Recommended 

DESCRIPTION  UNIT  RESOLUTION  RANGE  ACQ RATE 

        PREFERRED  MAX 

DEPARTURE STATION  CHAR  N/A  N/A  N/A  N/A 

DESTINATION STATION  CHAR  N/A  N/A  N/A  N/A 

VERTICAL SPEEDNOTE 2) 

FT/MIN  1  ‐2000 TO 2000  1HZ  1HZ 

GROSS WEIGHT  KG  1  N/A  1HZ  1HZ 

VERTICAL ACCELERATION  G  0.001  ‐3 TO +6  8HZ  16HZ 

 

Note 2:   Vertical speed is used in phase of flight determination. Vertical speed may be derived from altitude rate of 

change 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 19 of 97 

     

Table 3: Input Signals ‐ Optional 

DESCRIPTION  UNIT  RESOLUTION  RANGE  ACQ RATE 

        PREFERRED  MAX 

WATER VAPOR DATA  NOTE 3      1HZ  4HZ 

EDR (EDDY DISSIPATION RATE)  NOTE 4  N/A  N/A  1 MINUTE  N/A 

ICING DATANOTE 5 ) 

DISCRETE  N/A  N/A  1HZ  4HZ 

ANTI‐ICE  DISCRETE  N/A  N/A  1HZ  1HZ 

AIRCRAFT CONFIGURATION INDICATORNOTE 6 )  DISCRETE  N/A  0 TO 15  1HZ  4HZ 

FLAPS  DEGREES  1  0 TO 50  1HZ  4HZ 

GEAR DOWN/UP  DISCRETE  N/A  N/A  1HZ  2HZ 

GNSS ALTITUDE  FT  1  ‐1000 TO 50000   1HZ  1HZ 

GROUNDSPEED  KN  1  0 TO 800   1HZ  2HZ 

TRUE TRACK  DEGREES  0.1  0.0 TO 359.9  1HZ  2HZ 

DEGREES  0.1  0.0 TO 359.9  1HZ  2HZ TRUE HEADING 

TRUE AIRSPEED  KN  1  0 TO 800   1HZ  2HZ 

 Note 3:   If available, water Vapor can be measured and reported either as mixing ratio or relative humidity, depending on the type of sensor employed. For more information see appendix C.2. Note 4:   If available, Eddy Dissipation Rate (EDR) can be measured and reported. For more information see section 3.2.4.2. Note 5: 

Icing will be reported as value 1 when the aircraft icing sensor indicates no ice accretion, as value 2 when the sensor 

indicates ice accretion is occurring, and as value 0 when the status of icing is not able to be determined (note requires 

separate system installed). 

Note 6: 

Aircraft Configuration Indicator is defined within section 3.2.4.5. 

3.2 DataHandling

3.2.1 DataacquisitionrateInput data can be acquired at different acquisition rates. For instance, data can be acquired 8 times 

per  second  but  it  is  also  possible  to  have  parameters  acquired  once  every  two  or  four  seconds. 

Following rules describe how to handle acquisition rates. 

1. For input data acquired once per second, no special rule applies. 

2. For input data acquired more than once per second, the last valid sample within that second 

shall be used. 

3. For input data acquired less than once per second, the last valid sample shall be used. 

3.2.2 DataValidationInput Data should only be used when: 

1. It is validated using applicable avionics validation standards and, 

2. It passes  the out of Range  check.  Input data  values  should be  checked  against  the  range 

given in Table 1, Table 2 and Table 3. When the input data value falls outside this range it is 

considered invalid. 

Data that is invalid shall not be used in any calculation. Observations shall continue but invalid data 

shall be either not reported, or masked as specified, usually with a solidi (‘/’).Some indication should 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 20 of 97 

     

be  provided  within  AMDAR  observations  and  reports  when  the  parameters,  particularly 

meteorological parameters, have been  invalidated as  this helps NMHS AMDAR program managers 

determine the existence of possible onboard faults or systemic issues. 

3.2.3 DataSmoothingWhile previous specifications for the AOS have  incorporated algorithms for smoothing or averaging 

data parameters,  this practice  is not  recommended without  clear  scientifically based  justification. 

Smoothing  or  averaging  should  not  be  implemented.  Therefore,  unless  specifically  stated,  all 

reported  parameter  values  shall  be  obtained  or  be  calculated  from  the  highest  frequency 

instantaneous  sample  available  from  the  relevant  data  bus,  closest  to  the  observation  time  and 

subject to the Data Validation requirements specified in section 3.2.2. 

3.2.4 DerivedParameters

3.2.4.1 PhaseofFlightAMDAR observation intervals should be linked to aircraft flight phase. The following phases of flight 

conditions should be recognized: 

a) Ground 

b) Ascent 

c) Level flight (or Cruise or En‐route) 

d) Descent 

An assessment of the Phase of Flight should be made at regular one second  intervals. The aircraft 

will be considered to occupy one of the phases of flight at any time, but transition from one phase to 

another does not necessarily  follow  the order  listed above, except  that Phase Ascent  shall always 

ase Gro 60 seconds minimum. follow Ph und for 

3.2.4.1.1 GroundThe aircraft is considered on the ground when it is not in one of the reporting flight modes (ascent, 

en‐route or descent). The aircraft is in ground phase when: 

1. Computed Airspeed is equal to or less than 100 knots or Computed Airspeed data is invalid; 

and 

2. Air/ground switch indicates ground or weight on wheels is true 

During th e the so

3.2.4.1.2 Ascent

is phas ftware is active and processes data but no observations are made.  

The aircraft is in ascent when: 

1. Computed Airspeed > 100 kn; and 2. Altitude Rate > +200 feet/min; and 3. a. Pressure based scheme: Pressure Altitude <= Top of Climb (see Table 9); or 

b. Time based scheme: Flight time since take‐off <= Ascent Total Duration (see Table 9)  When As llows the g

3.2.4.1.3 En‐Route

cent fo round phase, Ascent shall be held for a minimum of 60 seconds. 

The aircraft is in en‐route when: 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 21 of 97 

     

1. Computed Airspeed > 100 kn; and 

2. a. Pressure based scheme: Pressure Altitude > Top of Climb (see Table 9); or 

. Time  eme: Flight time since take‐off > Ascent total duration (see Table 9)  b based sch

3.2.4.1.4 DescentThe aircraft is in descent when: 

1. Computed Airspeed > 100 kn; and 

2. Altitude Rate < ‐200 feet/min ; and 

3. Pressure Altitude < Top of Descent (see Table 11) 

3.2.4.2 TurbulenceMetricA  turbulence metric  should be derived and  reported within  the AMDAR observation. Metrics  that 

should be used are: 

1. Eddy Dissipation Rate (EDR)and/or 

2. Derived Equivalent Vertical Gust (DEVG) 

 

EDR is the preferred metric to be reported by AMDAR and the AOS should incorporate the reporting 

of  both  a  routine  or  “Heartbeat”  EDR  observation  and  also  reporting  of  the  3  event‐based 

observations that are “triggered” based on the EDR 1‐minute variables. 

 

This document does not specify the requirements for calculation and provision of the EDR 1‐minute 

variables but relies on the specification referenced within Appendix C.1.2. 

 

For details on EDR calculation and the AMDAR reporting algorithm, see Appendix C.1.2 

For recommended reporting formats incorporating EDR see Appendix A. 

For details on DEVG calculation see appendix C.1.1 

3.2.4.3 WaterVapor/RelativeHumidity/DewPointWater Vapor/ Relative humidity or Dew Point data may be reported within the AMDAR observation. 

Details for this parameter can be found in appendix C.2 

Note that this parameter requires an appropriate sensor to be installed on the aircraft 

3.2.4.4 RollAngleFlagA Roll Angle Flag should be reported within the AMDAR observation. 

The flag is used in one of two modes:  

Mode 1: either as a quality indicator for wind speed and direction based on the aircraft roll angle 

(RA) and pitch angle (PA) or,  

Mode 2:  to provide an indication of which range bin the aircraft roll angle value lies within. 

 In Mode 1, the Roll Angle Flag will take the value B, G or H, with the corresponding meaning 

provided in the table below. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 22 of 97 

     

In Mode 2, the Roll Angle Flag will take either the value H with the same meaning for Mode 1, or an 

integer value from 0 to 9. 

Table 4: Roll Angle Flag values 

ROLL ANGLE FLAG VALUE   MEANING  MODE  

B   |RA|  ≥ 5° OR (|RA| ≥ 3° AND |PA|  ≥ 3°)   1  

G   |RA|  < 5° OR (|RA| < 3° AND |PA|  < 3°)   1  

H   ROLL ANGLE UNAVAILABLE OR UNDEFINED   1 AND 2  

0   0˚ ≤ |RA| < 1°  2  

1   1˚ ≤ |RA| < 2°  2  

2   2˚ ≤ |RA| < 3°  2  

3   3˚ ≤ |RA| < 4°  2  

4   4˚ ≤ |RA| < 5°  2  

5   5˚ ≤ |RA| < 7°  2  

6   7˚ ≤ |RA| < 10°  2  

7   10˚ ≤ |RA| < 14°  2  

8   14˚ ≤ |RA| < 20°  2  

9   20˚ ≤ |RA|   2  

 

3.2.4.5 AircraftConfigurationIndicatorA derived parameter representing the aircraft configuration status may be added to the 

meteorological observation data. When used, the parameter shall be assigned a value according to 

the configuration status of the aircraft as in the following table: 

Table 5: Aircraft Configuration Indicator Values 

VALUE  MEANING  

0   CONFIGURATION UNDEFINED / NOT REPORTABLE  

1   CLEAN CONFIGURATION, GEAR RETRACTED  

2   FIRST POSITION OF FLAPS EXTENSION, GEAR RETRACTED  

3   SECOND POSITION OF FLAPS EXTENSION, GEAR RETRACTED  

4   THIRD POSITION OF FLAPS EXTENSION, GEAR RETRACTED  

RESERVED  5 TO 7  

8   ONLY LANDING GEAR DOWN AND IN PLACE 

9   FIRST POSITION OF FLAPS EXTENSION + LANDING GEAR DOWN AND IN PLACE 

10   SECOND POSITION OF FLAPS EXTENSION + LANDING GEAR DOWN AND IN PLACE 

11   THIRD POSITION OF FLAPS EXTENSION + LANDING GEAR DOWN AND IN PLACE 

RESERVED  12 TO 14  

15   WEIGHT ON WHEELS = TRUE  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 23 of 97 

     

 

3.3 AMDARObservationsA crucial function of the AMDAR software  is to trigger and store observations. An Observation  is a 

single consistent set of (calculated) parameter values at a point in space and time. 

Observations are made during following phases of flight only: ‐ Ascent ‐ En‐route (or Cruise) ‐ Descent 

 Observations shall be made either: 

1) When a pre‐set static pressure level is reached (Pressure based scheme, default) 2) When a pre‐set time period has elapsed (Time Based scheme) 

 The  software  shall be  capable of  switching between either  scheme but only one  scheme  shall be 

active at any given time.  

Observations shall be stored in a dedicated area of memory until required. 

There are several types of AMDAR Observations defined that, when reported, shall be indicated and 

identifiable within AMDAR reports, see following page: 

Following Observation Types are defined 

ASCENT – INITIAL  

ASCENT 

ASCENT ROUTINE 

EN‐ROUTE 

MAXIMUM WIND 

DESCENT 

DESCENT ROUTINE 

EDR ROUTINE 

TOUCH‐DOWN 

 

Regardless  of  observation  type,  the  following  elements  should  be  reported  and  form  the  Basic 

Observation Sequence: 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 24 of 97 

     

Table 6: Basic Observation Sequence elements 

DESCRIPTION  UNIT  PRECISION  RANGE  NOTE 

OBSERVATION TYPE INDICATOR  INT  N/A  0‐9   

DEGR  1 SECOND  90S TO 90N   LATITUDE 

DEGR  1 SECOND  180E TO 180W   LONGITUDE 

DAY  DAY  1  1 TO 31   

TIME  HHMMSS  1 SECOND  000000 TO 235959   

PRESSURE ALTITUDE  TENS OF FT  10  ‐100 TO 5000   

STATIC AIR TEMPERATURE  TENTHS OF DEGR C  0.1  ‐999 TO +999   

DEGR FROM TRUE 

NORTH 1  0 TO 360   WIND DIRECTION 

WIND SPEED  KN  1  0 TO 800   

ROLL ANGLE FLAG  CHAR  N/A  N/A  SEE PAR 3.2.4.4 

 

Additional  parameters  can  be  added  to  these  elements,  depending  on  availability,  necessity  and 

system capability: 

Table 7: Additional Observation elements 

DESCRIPTION  UNITS  PRECISION  RANGE  NOTE 

ROUTINE EDR  STRING  N/A  N/A  1 

MS‐1  10  0 ‐ 20   DEVG 

TRUE AIRSPEED  KN  1  0 TO 800   

TRUE HEADING  TENTHS OF DEGR  0.1  0 TO 3599   

GNSS ALTITUDE  TENS OF FEET  10  ‐100 TO 5000   

ANTI‐ICE  DIS  N/A  N/A   

A/C CONFIGURATION INDICATOR  N/A  N/A  N/A  SEE PAR 3.2.4.5 

KG/KG  106  0 TO 1  SEE APPENDIX C.2.1 MASS MIXING RATIO 

RELATIVE HUMIDITY  HUNDREDTHS OF %  100  0 TO 10000  SEE APPENDIX C.2 

ICING  DIS  N/A  N/A   

Note 1: 

Contents of EDR as per NCAR specification (see appendix C.1.2.1) 

Unless otherwise indicated, the values of the elements reported are the most recently acquired valid 

value (see section 3.2.2) at or nearest to the observation time. 

3.3.1 AscentInitialObservationAn Ascent Observation shall be stored at the time of the OFF event. The Ascent Initial Observation 

should be  identified by  the Observation Type  Indicator and  shall  consist of  the Basic Observation 

Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.2 AscentObservationsAscent observations are triggered and stored during the ascent phase of flight at a frequency that is 

dependent on the reporting scheme used (see section 3.4).  

Ascent Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of the 

Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 25 of 97 

     

3.3.3 DescentObservationsDescent observations are triggered and stored during the descent phase of flight at a frequency that 

is dependent on the reporting scheme used (see section 3.4).  

Descent observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of the 

Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4 RoutineObservationsRoutine Observations are made at set and configurable time intervals and, when enabled, should be 

made during all phases of flight. 

Routine Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of the 

Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4.1 AscentRoutineObservationsAscent Routine Observations are Routine Observations made at set time intervals during the ascent 

phase of flight. These observations may be configured to be reported only when a pressure‐based 

reporting scheme is in use so as to ensure data is still collected at regular time intervals in the case 

where  the aircraft  levels off during ascent and static pressure  triggering cannot be used since  the 

static pressure does not change during  level flight. It will also ensure that observations are taken  if 

the aircraft does not reach the set altitude for top‐of‐climb. 

Ascent Routine Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist 

of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4.2 En‐routeRoutineObservationsEn‐route Routine Observations are Routine Observations that are made at set time intervals during 

the En‐route flight phase and are independent of whether the Pressure Based or Time Based scheme 

is utilized for the acquisition of Ascent and Descent Observations.  

Routine Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of the 

Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4.3 DescentRoutineObservationsDescent  Routine  observations  are  Routine  Observations  made  at  set  time  intervals  during  the 

descent phase of flight. These observations may be configured to be reported only when a pressure‐

based reporting scheme is in use so as to ensure data is still collected at regular time intervals in the 

case where the aircraft levels off during descent and static pressure triggering cannot be used since 

the static pressure does not change during level flight. 

Descent  Routine  Observations  should  be  identified  by  the  Observation  Type  Indicator  and  shall 

consist of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4.4 MaximumWindObservationThe Maximum Wind Observation  is a  special AMDAR observation  that  is  triggered  to be  reported 

when  the highest wind  speed measured between a  sequential pair of  routine observations meets 

the  criteria below.  This observation  is  required  to  aid  in  locating  jet  stream  cores  and  should be 

made in en‐route flight phase only. The Maximum wind is derived according to the following criteria: 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 26 of 97 

     

1. Observations of wind  speed maxima will only be  reported when  the  ambient  pressure  is 

lower than 600 hPa, and 

2. The aircraft is in en‐route, and 

3. The wind speed exceeds 60 knots absolute, and 

4. The wind  speed exceeds by 10 knots or more  the value observed at  the previous  routine 

observation, and 

5. The wind speed exceeds by 10 knots or more the value observed at the subsequent routine 

observation. 

The  Maximum  Wind  option  provides  an  additional  observation  that  is  taken  at  the  time  of 

occurrence of the peak wind measurement. 

The Maximum Wind Observation should be  identified by  the Observation Type  Indicator and shall 

consist of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported at the time 

of the maximum wind measurement. 

3.3.5 EDRRoutineObservationsMean and peak  turbulence  intensity  (EDR –eddy dissipation  rate)  is calculated  for each minute  in 

flight. At regular and configurable time intervals an observation is stored that consists of the normal 

observation  parameters,  any  additional  parameters  to  be  reported,  concatenated  with  the  EDR 

variables. 

For full details on EDR calculation and reporting see appendix C.1.2 

EDR Routine Observations should be identified by the Observation Type Indicator. 

3.3.6 Touch‐downObservationThe Touch‐down Observation shall be stored at the time of the ON event.  

Touch‐down Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of 

the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.4 FlightPhasesandReportingSchemesThe  frequency at which most AMDAR observations are made depends on  the phase of  flight  the 

aircraft is in.  

The figure below illustrates how AMDAR Onboard Software should differentiate between the various 

flight phases. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 27 of 97 

     

Ascent Part 1

Ascent Part 2

En-routeDescent

Part1Descent Part 2

Top of Climb

100hPa below Static pressureat take-off

Top of Descent

100hPa below Static pressure at touchdown

Figure4: AMDAR flight phases 

During  the ascent and descent phases of  flight,  the  triggering of Ascent and Descent Observations 

should  be made  based  on  either  a  Pressure  Based  Scheme  or  a  Time  Based  Scheme  as  defined 

below. 

The software may be capable of switching between either schemes but only one scheme shall be 

active at any given time. 

Routine observations can also be made during both ascent and descent flight phases based on the 

pre‐configured  reporting  frequency  and  should  be  triggered  at  set  time  intervals  only.    En‐route 

Routine  Observations  should  also  be  triggered  at  set  time  intervals  and  should  begin  at  the 

conclusion of the ascent phase and terminate when reporting of Descent Observations begins. 

The table below describes the observing frequencies for the various flight phases. 

Table 8: AMDAR observing Interval by flight phase 

PRESSURE BASED SCHEME  TIME BASED SCHEME  

ASCENT PART 1  5 OR 10 HPA INTERVALS FOR FIRST 100 HPA ( DEFAULT 10 HPA) 

3 TO 20SECS INTERVALS (DEFAULT 6) FOR 30 TO 200SECS (DEFAULT 90) 

ASCENT PART 2  25 OR 50 HPA INTERVALS ABOVE FIRST 100 HPA  (DEFAULT 50 HPA) 

20 TO 60SECS INTERVALS (DEFAULT 20) FOR 490 TO 1050SECS (DEFAULT 510) 

EN‐ROUTE:  1 TO 60 MINUTE INTERVALS (DEFAULT 7) 

DESCENT PART 1  25 OR 50 HPA INTERVALS FROM TOD TO 

LAST 100 HPA (DEFAULT 50 HPA) 

5 OR 10 HPA INTERVALS FOR LAST 100 HPA (DEFAULT 10 HPA) 

20 TO 300SECS INTERVALS (DEFAULT 40) FROM TOP OF 

DESCENT TO TOUCHDOWN. DESCENT PART 2 

 

The paragraphs below provide detailed information on the content of Table 8. 

3.4.1 PressureBasedScheme

3.4.1.1 AscentDuring  the  Ascent  Flight  Phase,  Ascent  Observations  shall  be  made  at  defined  Ambient  Static 

Pressure  levels which will be known as "Ascent Target Pressures". These will be referenced  to  the 

PressurAmbient  e at take‐off.  

3.4.1.1.1 AmbientStaticPressureatTake‐OffAt the time of take‐off, the Ambient Static Pressure shall be determined by noting the average value 

of p taken between the second successive measurement of the Computed Airspeed that exceeds 60 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 28 of 97 

     

knots and  the  second  successive measurement of  the Computed Airspeed  that exceeds 90 knots. 

The Ambient Static Pressure at take‐ off will be stored. 

If the Computed Airspeed falls back below 60 knots before Ascent is entered, but after an Ambient 

Static  Pressure  at  take‐off  value  is  stored,  then  the  value  stored  shall  be  overwritten when  the 

d Airsp  90 knots. Compute eed next increases from 60 through

3.4.1.1.2 InitialAscentObservationAn initial  Observation s

3.4.1.1.3 AscentPart1

 Ascent hall be made and stored at the time of the OFF event (take‐off). 

Ascent Observations  shall be made when  the Ambient Static Pressure  first  falls below  the Ascent 

Target Pressure. The first Ascent Target Pressure shall be the nearest multiple of 10 hPa (modifiable 

to 5hPa) below  the Ambient Static Pressure at  take‐off. The next nine  (modifiable  to 19  if 5hPa  is 

used) Ascent Target Pressures  shall  follow at 10 hPa  (modifiable  to 5hPa)  intervals decrementing 

from the first Ascent Target Pressure level. 

For interv duration value

3.4.1.1.4 AscentPart2

al and  s see Table 9. 

The  eleventh  (or  twenty‐first)  Ascent  Target  Pressure  shall  be  the  nearest  multiple  of  50  hPa 

(modifiable to 25hPa) below the tenth (or twentieth) Ascent Target Pressure. The twelfth (or twenty‐

second)  and  subsequent  Ascent  Target  Pressures  shall  follow  at  50  hPa  (modifiable  to  25hPa) 

intervals decrementing from the eleventh (or twenty‐first) Ascent Target Pressure. Observations will 

continue at 50 hPa (modifiable to 25hPa) intervals throughout the remainder of the Ascent Phase. 

The complete Ascent data profile will thus consist of ten observations at 10 hPa (or twenty at 5 hPa) 

intervals over the first 100 hPa, and Observations at 50 hPa (or 25 hPa) intervals thereafter until the 

Ascent is complete. 

For interv duration values see Table 9. 

3.4.1.1.5

al and 

AscentRoutineObservationsRoutine observations  shall be made at  set  time  intervals during  flight phase ascent.   The  interval 

timer resets and commences following each observation. If no pressure level change is encountered 

during the preset time interval, an observation is triggered and the timer is reset. The time interval is 

the same as the en‐route observation time interval (see Table 10) 

3.4.1.2 DescentDuring  Phase  of  Flight  Descent,  Observations  shall  be made  at  defined  Ambient  Static  Pressure 

levels, which will be known as "Descent Target Pressures". 

The first Descent Target Pressure shall be the first multiple of 50 hPa  (modifiable to 25hPa) above 

the  pressure  recorded  when  the  Descent  phase  was  established.  Subsequent  Descent  Target 

Pressures shall be at 50 hPa (modifiable to 25hPa)  intervals. Observations shall be made when the 

Ambient Static Pressure first rises above the Descent Target Pressure.  

At and above 700 hPa the software shall, in addition to the continued formation of Observations at 

50 hPa  intervals,  form Observations at 10 hPa  intervals  incrementing  from 700 hPa. Only  the  ten 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 29 of 97 

     

most  recent Observations at 10 hPa  intervals are  retained. This additional sampling shall continue 

until the Descent is completed. In the event of the aircraft landing before a complete set of 50 hPa 

(modifiable  to 25hPa) observations have been made  the message will be padded out with  the “/“ 

character  followed  by  a  new message which  contains  the  ten Observations made  before  touch‐

down. The complete set of Descent Observations is thus a series of observations at 50 hPa intervals, 

augmented by a detailed vertical survey of the  last 100 hPa  in 10 hPa  increments, which shall not 

include repeats of observations at 50 hPa intervals. 

For Top o nt and interval values see T

3.4.1.2.1

f Desce able 11. 

Touch‐downObservationThe Touch‐Down observation should be made and stored before and as close as possible to the time 

of the ON event. 

Touch‐down Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of 

 Observ al parameters to be reported. the Basic ation Sequence and any addition

3.4.1.2.2 DescentRoutineObservationsRoutine observations shall be made at set time  intervals during  flight phase descent.   The  interval 

timer resets and commences following each observation. If no pressure level change is encountered 

during the preset time interval, an observation is triggered and the timer is reset. The time interval is 

the same as the en‐route observation time interval (see Table 10). 

3.4.2 TimeBasedScheme

3.4.2.1 Ascent

3.4.2.1.1 InitialAscentObservationAn initial  Observ

3.4.2.1.2 Part1

 Ascent ation is triggered at the “OFF” event.  

Following the Initial observation, observations are accumulated at set time intervals until the part #1 

duration limit is reached, counted from the “OFF” event. For interval and duration values see Table 

9. 

3.4.2.1.3 Part2Observations are accumulated  from  the expiration of  the Part #1 data acquisition period. Part #2 

data observations  are  taken  at  set  time  intervals until  the Ascent  total duration  limit  is  reached, 

counted from the “OFF” event. For interval and duration values see Table 9.

3.4.2.2 DescentDescent data measurements begin at Top of Descent and are accumulated at a set time interval. Top 

of Descent is modifiable. 

For Top o nt and interval values see T

3.4.2.2.1 Touch‐downObservation

f Desce able 11. 

An observation is stored as close as possible but before the aircraft touches down. This observation 

is included as the last observation in the last descent message. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 30 of 97 

     

3.5 MessageCompilation

3.5.1 ContentAMDAR Observations are collected and stored during flight. When a pre‐set or maximum allowable 

number of observations are stored, a message shall be formed containing these observations. After 

a message is transmitted, the observations can be discarded. The message shall provide at least the 

following information: 

‐ Identification as AMDAR data 

‐ Software version indicator i.e. what specification it conforms to 

‐ Reporting scheme (time‐based or pressure‐based) 

‐ All required AMDAR Observations 

‐ Any  other  information  required  to  decode  and  reform  data  at  the  original  and  highest 

quality possible. 

The AMDAR onboard  system  shall be capable of  transmitting AMDAR Observations  to  the ground 

according to the Transmission Requirements below. 

The AMDAR onboard system should be capable of transmitting the following messages: 

AMDAR Optimization 

AMDAR Status 

3.5.2 FormatThe message format depends on the standard adopted. For AOSFRS (this document) see Appendix A. 

3.5.2.1 ACARSmessages

When using ACARS, the AMDAR message format is bound to ACARS message protocol. This protocol does not  impose any  restrictions on  the message  format. For completeness a short description of the ACARS message block is provided below. 

Most ACARS messages are only 100  to 200 characters  in  length. Such messages are made up of a one‐block transmission from (or to) the aircraft. One ACARS block is constrained to be no more than 220 characters within the body of the message. For downlink messages which are  longer than 220 characters,  the ACARS unit  splits  the message  into multiple blocks,  transmitting each block  to  the Remote Ground Station (RGS). There is a constraint that no message may be made up of more than 16 blocks. The RGS collects each block of such multi‐block messages until the complete message  is received before processing  and  routing  the message. ACARS  also  contains protocols  to  support  a retry of failed messages. 

3.5.3 TransmissionRequirements

The frequency of transmission of messages must take into account two factors: 

1. It  is  critical  to  many  meteorological  applications,  including  weather  forecasting  and 

Numerical Weather Prediction that Observations are made available to NMHSs as close 

to “real‐time” as possible, particularly for Ascent and Descent flight phases; and, 

2. Communications  costs,  particularly  for  air  to  ground,  are  relatively  expensive  and, 

therefore, efficiency and economy in the content of messages is very important. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 31 of 97 

     

Taking these factors into account, the following requirements specifications are made. 

The  transmission  of  messages  should  be  structured  so  as  to  ensure  that  Ascent  and  Descent 

Observations are available at the NMHS within 15 minutes. 

Ideally, messages consisting solely of En‐route should be transmitted so as to ensure availability at 

the NMHS within the minimum lapse time, taking into account communications costs, efficiency and 

other factors such as availability of communications relay stations. 

Messages  that  contain  critical  observations  that  have  been  identified  as  requiring  immediate 

transmission, for example, turbulence event based reports may require immediate transmission. 

Regardless of the format, messages shall be sent to the ground as soon as they are complete via the 

most reliable and efficient means possible.  

Even if the message transmission method is subject to message volume or size restrictions, as is the 

case  for ACARS and  the pre‐set number of observations has not been  reached, pending messages 

shall be sent immediately in situations outlined below: 

1. Flight  phase  transitions.  For  example;  the  aircraft  transitions  from  flight  phase  ascent  to 

flight phase en‐route, the pre‐set number of observations  is ten but only five observations 

are stored. In this case, a message shall be send with only five observations. 

2. Reporting turned off by software control. For example; reporting during descent is turned on 

initially. During  descent,  reporting  is  switched  off  by  uplink  command.  At  that  time  only 

seven  observations  were  stored.  In  this  case,  a message  shall  be  sent  with  only  seven 

observations.  More  information  on  software  configuration  control  can  be  found  in 

paragraph 3.6. 

 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 32 of 97 

     

 

3.6 SoftwareConfigurationControlThe software shall be configurable to allow reporting behavior and AOS functionality to be altered. 

The  actual  triggering  of  observations  depends  on  several  parameters  that  are  embedded  in  the 

software, many of which are  configurable  through an  interface  to  the AMDAR  software program. 

These parameters ‘tell’ the software when to report or not to report. Examples of such parameters 

are  phase  of  flight,  i.e. whether  the  aircraft  is  ascending,  descending  or  in  level  flight  pressure 

altitude, geographical position of  the aircraft,  i.e. observations are made only within or outside of 

predefined geographical locations, and time of day, i.e. reporting is only done within a defined time 

frame. By making these parameters configurable, the observing and reporting regime for AMDAR is 

able to be modified according to changing meteorological, programmatic or economic requirements.  

Changes  in configuration are established by any combination of the following methods (in order of 

preference): 

1. Uplink commands 

2. Manual entry through flight deck interface displays 

3. Code changes 

Apart from the Reporting On/Off switch  (section 3.6.2.1 for specific requirements), changes to the 

configuration  by  one  of  the methods  described  above  should  become  permanent  until  changed 

again. If for whatever reason the configuration settings are lost, the settings shall revert to a default 

configuration. 

The specifications for uplink control message formats are not specified within this document as they 

will  be  avionics  and  communications  system  dependent.  It  is  therefore  recommended  that,  in 

support  of  utilization  of  software  configuration  control,  the  AOS  applications  developer  should 

provide  a  full  description  and  specification  of  the  uplink  command  control  system  that  is 

implemented. 

3.6.1 ObservationFrequencyControlFollowing  tables  describe  the  required  observation  frequency  control  parameters  for Ascent,  En‐

route, Descent and EDR routine observations.  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 33 of 97 

     

Table 9: Ascent observation control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

0 OR 1  PRESSURE BASED SCHEME (0) OR TIME BASED SCHEME (1) 

DEFAULT  = 0 1 

2  SS  ASCENT PART 1 TIME INTERVAL (SECONDS)  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 06  RANGE = 03‐20 

3  SSS  ASCENT PART 1 DURATION (SECONDS)  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 090 RANGE = 030‐200 

2  SS  ASCENT PART 2 TIME INTERVAL (SECONDS)  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 20 RANGE = 20‐60 

3  SSS  ASCENT TOTAL DURATION (SECONDSX10)  TIME BASED SCHEME DEFAULT  = 051 RANGE = 051‐111 

2  NN  PART 1 PRESSURE INTERVAL (HPA)  PRESSURE BASED SCHEME DEFAULT = 10 RANGE = 1 TO 20 

NN  NUMBER OF OBSERVATIONS MADE DURING ASCENT PART 1. 

PRESSURE BASED SCHEME VALUE = 10 OR 20 DEFAULT = 10 NOTE: PART 1 PRESSURE INTERVAL X PART 1 NUMBER OF OBSERVATIONS MUST BE 

100 

2  NN  PART 2 PRESSURE INTERVAL (HPA)  PRESSURE BASED SCHEME DEFAULT = 50 RANGE = 20 TO 50 

3  NNN  TOP OF CLIMB (X100FT)  DEFAULT = 200 RANGE = 150‐350 1) 

0 OR 1  ROUTINE OBSERVATIONS ENABLED (1) OR DISABLED (0) 

DEFAULT = 1 1 

Note 1: Default settings for the Top Of Climb must be chosen to match operational profiles of the aircraft type, i.e. they must be set lower than the common cruise altitude for the aircraft type the software will be installed on.  Table 10: En‐route observation control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

2  MM  OBSERVATION INTERVAL (MINUTES)  DEFAULT = 7 RANGE = 1‐60 

0 OR 1  ENABLE (1) OR DISABLE (0) MAXIMUM WIND REPORTING 

DEFAULT = 1  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 34 of 97 

     

Table 11: Descent observation control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

0 OR 1  PRESSURE BASED SCHEME (0) OR TIME BASED SCHEME (1) 

0 = DEFAULT 1 

3  SSS  DESCENT TIME INTERVAL (SECONDS)  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 040 RANGE = 010‐300 

2  NN  DESCENT PRESSURE INTERVAL (HPA)  PRESSURE BASED SCHEME VALUE = 25 OR 50 DEFAULT = 50 

3  NNN  TOP OF DESCENT (X100FT)  DEFAULT = 200 RANGE = 150‐350 

0 OR 1  ROUTINE OBSERVATIONS ENABLED (1) OR DISABLED (0) 

DEFAULT = 1 1 

Table 12: EDR Routine observation control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

0 OR 1  ROUTINE EDR OBSERVATIONS DISABLED (0) OR ENABLED (1) 

0 = DEFAULT 1 

2  MM  ROUTINE EDR TIME INTERVAL  (MINUTES)  DEFAULT = 15 RANGE = 0 ‐ 30 

3.6.2 ReportingControl

3.6.2.1 Reportingon/offTable13: AMDAR switch 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

1  N  REPORT ACTIVATION FLAG  0 = REPORTING OFF  1 = DESCENT PHASE ONLY ACTIVE 2 = EN‐ROUTE PHASE ONLY ACTIVE 3 = EN‐ROUTE & DESCENT PHASES ACTIVE 4 = ASCENT PHASE ONLY ACTIVE 5 = ASCENT & DESCENT PHASES ACTIVE 6 = ASCENT & EN ROUTE PHASES ACTIVE 7 = ALL FLIGHT PHASES ON (DEFAULT) 

 

The following requirements relating to this configuration control are specified: 

1. The default configuration setting is recommend to be “All flight phases on”, which ensures 

that AOS will be configured for reporting upon software activation or reset. 

2. Ideally  the  AOS  should  support  the  functionality  to  modify  the  Reporting  on/off 

configuration settings both permanently and also for a number (e.g. N = 1 to 99) of flights, 

after which the configuration reverts to the default setting. 

3. If  the AOS  is not  to be  controlled by  a  ground‐based AMDAR data optimization  system, 

then changes to this configuration setting should be permanent. 

4. If requirement 2  is not able to be met and the AOS  is to be controlled by a ground‐based 

AMDAR data optimization system, then changes to this configuration setting should not be 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 35 of 97 

     

permanent and  the  switch  should  revert  to  the default  setting at  the conclusion of each 

flight.  It  should  be  understood  that,  unless  this  requirement  is  met,  the  optimization 

system will either need  to keep  track of  the  reporting  status or else an uplink command 

must be sent in response to every flight notification. 

3.6.2.2 GeographicalControlboxesThe AOS  shall be  configurable  so  that  a minimum of 10 geographical boxes  in which  reporting  is 

enabled or disabled. Outside these boxes reporting  is disabled depending on the airport  limitation 

(see  paragraph3.6.2.3). Where  overlap  occurs,  disabled  reporting  takes  precedence  over  enabled 

areas. 

A box  is defined by setting two  lateral and two  longitudinal boundaries  in degrees. When defining 

the boundaries, SOUTH and WEST are negative i.e. 20S is –20 and 40W is –040 

The area will always be defined as that between LAT1 to LAT2 in a southerly direction, and LON1 to 

LON2 in an easterly direction (20N‐80S, 120W‐50E for example). 

Figure 5: GEO box description 

 

The order of priority for these boxes should be from 10 (or more if implemented) to 1, thus allowing 

a large area to be enabled for reporting using box 1 and a smaller region to be disabled within this 

box, using box 2 for example.  Default settings are as follows: 

Table 14: Geographical control box default settings 

BOX  LAT1  LAT2  LON1  LON2  STATUS 

1  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

2  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

3  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

4  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

5  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

6  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

7  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

8  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

9  90  ‐90  180  ‐180  DISABLE REPORTING 

10  90  ‐90  180  ‐180  ENABLE REPORTING 

3.6.2.3 AirportspecificreportingThe  AOS  should  be  configurable  so  that  a minimum  of  20  and  up  to  50  airports  around which 

reporting  for  ascent,  descent  or  both,  can  be  enabled  or  disabled.  The  settings  applied  to  these 

specific locations shall take priority over the geographical limiting function. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 36 of 97 

     

Each airport  shall be described by  its  four  letter  ICAO airport designator. A  flag  is used  to control 

whether  observing  during  ascent,  descent  or  both  is  activated  or  deactivated  for  this  location. 

Following table shows the parameter configuration for the first airport. This is to be provided for the 

number of airports able to be configured. 

Table 15: Airport control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

4  IAIAIAIA  ICAO AIRPORT DESIGNATOR  “0000“  = DEFAULT 

1  FA  AIRPORT ACTIVATION FLAG  0 = ASCENT ON / DESCENT ON (DEFAULT) 1 = ASCENT ON / DESCENT OFF 2 = ASCENT OFF / DESCENT ON 3 = ASCENT OFF / DESCENT OFF 

 

3.6.2.4 TimeLimitingIt  should be  possible  to  configure  a  single  time window during which  reporting  is  inhibited.  This 

setting has priority over all other settings except reporting off (see paragraph 3.6.2.1) 

Table 16: Time limit control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

4  H1H1H2H2  DISABLE OBSERVATIONS BETWEEN SELECTED HOURS (00‐23) UTC, EVERY DAY  

H1H1 = START OF INHIBIT PERIOD H2H2 = END OF INHIBIT PERIOD DEFAULT = 0000 

The default value  is  interpreted as no  interval selected and report though all 24 hour periods. The 

Inhibit Period starts at the first designated hour in the day and ends when the next designated hour 

is reached the same or next day. Thus 2301 means inhibit between 2300 hours and 0100 hours the 

next day, every day. (Two hours spanning midnight UTC). 

3.6.2.5 EDREventmessagesettingsIf EDR reporting is implemented, it should be possible to switch off EDR event reporting and alter the 

settings for the threshold values as per the table below: 

Table 17: EDR Event Message control parameters 

CHARACTERS  DATA  DESCRIPTION  REMARKS 

1  0 OR 1  EDR EVENT MESSAGE  DISABLED (0) OR ENABLED (1)  0 = DEFAULT 

2  MM  EDR TYPE 1 EVENT THRESHOLD  DEFAULT = 0.18 

2  MM  EDR TYPE 2 EVENT THRESHOLD  DEFAULT = 0.12 

2  MM  EDR TYPE 3 EVENT THRESHOLD  DEFAULT = 0.06 

 

3.6.3 ConfigurationMessageThe  software  should  provide  for  a message  that  lists  the  current  settings  for  all  of  the  control 

parameters mentioned in previous paragraph. 

The message can be requested via either or both (in order of preference) 

1. An uplink command. 

2. Manual request through flight deck interface displays 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 37 of 97 

     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 38 of 97 

For recommended contents and format of the Configuration Message, see Appendix B 

3.6.4 AMDAROptimizationMessageAn AMDAR optimization message may be  sent  to  the NMHS  and/or  airline prior  to departure of 

every flight. This message allows the NMHS and/or airline to alter the software configuration prior to 

flight and thereby manage data volumes and eliminate redundant observations and messages.  

For example, an ascent profile is required for an airport only once per hour. But if during that hour 

more than one AMDAR equipped aircraft takes off, the system produces data that is not required. In 

order  to prevent multiple  aircraft  sending AMDAR messages,  a  ground based  system determines 

which aircraft to switch off by using the information in the optimization message. 

The optimization message may be a standard OOOI message but should at least contain: ‐ Aircraft Identity ‐ Time Out (Parking brake released, all doors are closed.) ‐ DepartureAirport and ArrivalAirport ‐ Estimated time of departure from DepartureAirport ‐ Estimated time of arrival at DestinationAirport. 

 If implemented, the AMDAR Optimization Message production should be a configurable function of the AOS and, when activated,  should be compiled and  sent before Ascent at  the earliest possible time after which the AOS has become active and the necessary parameters are available.  A recommended format for the optimization message can be found in Appendix B.2   

 

AppendixA AOSFRSRecommendedMessageFormatforACARS

A.1 IntroductionThis appendix specifies the AOSFRS message formats for utilization with the ACARS communications 

protocols.  The  AOSFRS message  format  provides  a  basic meteorological message  with  only  the 

minimum amount of information that will still render a message useful as a meteorological message. 

At the same time it allows maximum flexibility to add information that enhances the basic report, if 

this information is required and available. 

The reason for this approach is to allow the format to be used on a wide variety of aircraft/airlines 

where  some may only have  the basic  information available, while others may be able  to provide 

more information. 

A.2 AOSFRSDownlinkDataMessageFormatThe AMDAR downlink message is set up in two sections: 

1. A header block with information such as the AOSFRS message version and the aircraft identifier 

2. A data block consisting of stored observations. For AOSFRS the data block consists of 8 stored 

observations. This number is chosen to stay within the transmission requirements mentioned in 

3.5.3) 

A.2.1 HeaderBlockEach message shall have a header containing the information as described in the table below. 

Table 18 : AOSFRS message header 

LINE NUMBER 

CHARACTER NUMBER 

# OF CHAR  CONTENT  FORMAT  NOTES 

1  1‐3  3  AMDAR MESSAGE VERSION  E.G. “A01”   

2  1‐26  1 TO 26  OPTIONAL PARAMETER INDICATION  # OR A THRU Z  SEE OPTIONAL PARAMETERS 

3  1‐6  6  AMDAR AIRCRAFT IDENTIFIER  AANNNN  1 

3  7  1  NORMAL (N) OR COMPRESSED (C)  N OR C  2 

3  8  1  TIME BASED (0) OR PRESSURE BASED SCHEME (1) 

0 OR 1   

3  9‐12  4  DEPARTUREAIRPORT  AAAA  3 

3  13‐16  4  ARRIVALAIRPORT  AAAA  3 

Notes: 

1. The AMDAR  identifier  is assigned by  the  requesting met office and should  take  the  form AANNNN, 

where AA  indicates  the  country of  the AMDAR Program  and NNNN  is  the unique  identifier of  the 

aircraft. To comply with the requirement not to disclose airline proprietary  information, the aircraft 

call‐sign should not be utilized or revealed within this identifier. 

2. Normal  means  the  data  is  not  compressed.  Compressed  means  the  data  is  encoded  using  the 

compression scheme described in Appendix D. 

3. Departure and Arrival airport are represented by their ICAO code. Reporting of these fields is optional 

but if available, strongly recommended. 

     

A.2.2 DataBlockThe  header  shall  be  followed  by  the  Data  Block  consisting  of  AMDAR  Observations,  with  each 

observation  on  a  new  line.  The  observations  shall  contain  the  Basic  Observation  Sequence  as 

described in Table 19. All parameters shall be right‐justified. 

A.2.2.1 BasicObservationSequence Table 19: AOSFRS Basic Observation Sequence format 

# OF CHAR 

CONTENT  FORMAT  NOTES  EXAMPLE CHARACTER NUMBER 

1  1  OBSERVATION TYPE INDICATOR  N  1  0 

2‐8  7  LATITUDE IN SECONDS  SNNNNNN  SOUTH IS NEGATIVE  ‐2976 

9‐15  7  LONGITUDE IN SECONDS  SNNNNNN  WEST IS NEGATIVE     6081 

16‐22  7  DAY/TIME  NNNNNNN  2  879661 

23‐26  4  ALTITUDE IN TENS OF FEET  NNNN    3899 

27‐30  4  STATIC AIR TEMPERATURE TENTHS OF C  SNNN    ‐525 

31‐33  3  WIND DIRECTION  NNN    160 

34‐36  3  WIND SPEED  NNN    025 

37  1  ROLL ANGLE FLAG  N  SEE PARAGRAPH 3.2.4.4  U 

Notes: 

1. Observation Type Indicator is indicated as follows: 

 OBSERVATION TYPE  OBSERVATION TYPE INDICATOR 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. The day/time is presented as seconds into the month, and is calculated as follows: 

((DATEDD-1)*86400) + (GMTHH*3600) + (GMTMM*60) + GMTSS  

Example 1: 

An observation is made on July 1st at 20:53:22 UTC, the corresponding day/time will be  

((1‐1)*86400) + (20*3600) + (53*60) + 22 = 75202 seconds into the month 

 

Example 2: 

An observation is made on November 11th at 04:21:01 UTC, the corresponding day/time will be ((11‐

1)*86400) + (4*3600) + (21*60) + 1 = 879661 seconds into the month 

ASCENT – INITIAL   0 

ASCENT  1 

ASCENT ROUTINE   2 

EN‐ROUTE  3 

MAXIMUM WIND  4 

DESCENT  5 

DESCENT ROUTINE  6 

EDR ROUTINE  7 

TOUCH‐DOWN  8 

A.2.2.2 OptionalParametersThe  Basic  Observation  Sequence  may  be  concatenated  with  optional  parameters,  if  they  are 

available. Optional parameters are assigned a Header Indicator (A, B, C etc.) This letter is used in the 

header to  indicate that the observation sequence  is followed by one or more optional parameters. 

For  each  optional  parameter  that  is  added  to  the  observation  sequence,  the  Header  Indicator 

associated with the optional parameter shall be added in line 2 in the header. The sequence of the 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 40 of 97 

     

letters determines the order in which the optional parameters are added. A # in line 2 indicates no 

additional parameters follow the basic observation sequence. 

Optional parameters are described in Table 20 below. All parameters shall be right‐justified. 

Table 20: AOSFRS Optional Parameters Format 

# OF CHAR 

CONTENT  FORMAT  NOTES  EXAMPLE HEADER INDICATOR 

N/A  1 OR 9  ROUTINE EDR  C OR 

CNNNNNNNN 1  E12345678 

A  3  DEVG  NNN         7 

B  3  TRUE AIRSPEED  NNN    854 

C  4  TRUE HEADING IN TENTHS OF 

DEGREES NNNN    145 

D    GNSS ALTITUDE  NNNN    3750 

E  1  ANTI‐ICE  N  2  1 

F  2  A/C CONFIGURATION INDICATOR  NN  SEE PARAGRAPH 3.2.4.5  01 

G  6  WATER VAPOR  NNNNNQ  SEE APPENDIX C.2  123450 

H  6  RELATIVE HUMIDITY  NNNNNQ  SEE APPENDIX C.2  05000U 

I  1  ICING  N  3  1 

J  4  ROLL ANGLE  ±NNN  AIRCRAFT ROLL ANGLE REPORTED IN WHOLE DEGREES 

‐005 

K  3  PITCH ANGLE  ±NN  AIRCRAFT PITCH ANGLE REPORTED IN WHOLE DEGREES 

+05 

L  5  VERTICAL SPEED  ±NNNN  AIRCRAFT VERTICAL SPEED REPORTED IN FT/MIN 

‐100 

Notes 

1. EDR – Eddy Dissipation Rate 

No header indicator is assigned to routine EDR. When a routine EDR is triggered, an extra 

observation is inserted in the message containing the basic observation sequence, followed 

by the EDR and any reported optional parameters. To identify the observation as a routine 

EDR observation, the Observation Type Indicator is set as per A.2.2.1 note 1. See example 

three below. 

 

The EDR event messages are separate messages (see paragraph A.3). For more information 

about EDR reporting behavior see section C.1.2. 

 

C is a code where: 

If C = X, then the turbulence algorithm is not implemented and no data (characters) follow; 

If C = Z, then no turbulence above threshold was detected and no data (characters) follow; 

If C = Q, then an algorithm or data‐related problem exists and no data (characters) follow; 

If C = E, the 8 encoded characters representing the output from the Eddy Dissipation Rate 

(EDR) algorithm follow. 

The 8‐character value contains the following encoded information: 

a.  Tenths of seconds 

b.  Running minimum confidence 

c.  Running maximum number of Bad samples 

d.  Algorithm version 

e.  EDR peak 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 41 of 97 

     

f.  EDR mean 

g.  Peak EDR confidence 

h.  Mean EDR confidence 

i.  Peak location 

j.  Number of Good EDRs 

2. Anti‐ice 

Anti‐ice shall be reported using the following logic: 

Heating of

Probes

(TAT-, Pitot-)

Engine inlets /

Propeller Blades

Wings leading edges

value of

Content

Anti-ice undetermined or invalid /

Anti-ice not activated no no no 0

Heating of probes only yes no no 1

Heating of probes and engine inlets yes yes no 3

Heating of probes, engine inlets and wings yes yes yes 7

Heating of engine inlets only* no yes no 2

Heating of wings only* no no yes 4

Heating of probes and wings* yes no yes 5

Heating of engine inlets and wings* no yes yes 6

* These anti‐ice heating configurations are usually not employed operationally. 

3. Icing 

Icing will be reported as value 1 when the aircraft icing sensor indicates no ice accretion, as 

value 2 when the sensor indicates ice accretion is occurring, and as value 0 when the status 

of icing is not able to be determined (note requires separate system installed, see note to 

table 3 in Chapter 3).  

Example 1 A message with only the basic observation sequence would look as follows: 

A01 # AZ0001N1EHAMKJFK 0-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U 1-2976 6081 8796613899-525160 25U This  indicates  that  the observations  in  the message are basic observations only, aircraft AZ0001  is 

flying from Amsterdam to New York, the data is not compressed and the observations in ascent and 

descent are based on the pressure scheme. 

Example 2: 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 42 of 97 

     

GNSS and Anti‐ice are available and are added to the basic observation sequence. A message would 

then look as follows 

A01 DE AZ0001N1EHAMKJFK 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 1-2976 6081 8796613899-525160 25U38540 This indicates that the observations in the message are basic observations amended with GNSS and 

Anti‐ice  information,  aircraft  AZ0001  is  flying  from  Amsterdam  to  New  York,  the  data  is  not 

compressed and the observations in ascent and descent are based on the pressure scheme. 

Example 3: 

Water Vapor, True Airspeed, Anti‐ice, A/C config are available and added  to  the basic observation 

sequence, in that order. EDR is also available. When a routine EDR is triggered, an extra observation 

is  inserted  in  the message  containing  the  basic  observation  sequence  plus  any  defined  optional 

parameters, amended with the routine EDR value. To identify the extra observation as a routine EDR 

observation  the  Observation  Type  Indicator  for  that  observation  is  set  to  ‘B’. 

 

A message would look like: 

A01 GBEF NL0032N0WMKKYMML 1-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 7-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101E123456781)

1-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 1-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 3-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 7-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101E123456781)

3-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 3-2976 6081 8796613899-525160 25U123450854101 1) Routine EDR observation This  indicates  that  the  observations  in  the message  are  basic  observations  amended with Water 

Vapor,  True Airspeed, Anti‐ice, A/C  configuration,  aircraft NL0032  is  flying  from  Kuala  Lumpur  to 

Melbourne, the data is not compressed and the observations in ascent and descent are based on the 

time based scheme. 

The data  is  interspersed with  routine  EDR observations,  indicated by  ‘7’  in  the Observation  Type 

Indicator field. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 43 of 97 

     

A.3 EDREventMessage EDR event messages are generated when the peak or mean EDR exceeds pre‐determined thresholds. 

For the  triggering  logic see paragraph C.1.2.2. The  layout  for the EDR event messages  is described 

below. 

Table 21 : EDR event message header  

CHARACTER NUMBER 

# OF CHAR  CONTENT  FORMAT  NOTES LINE NUMBER 

1  1‐3  3  EDR EVENT MESSAGE VERSION  “EDR01”   

2  1‐2  2  EDR EVENT TYPE INDICATION  AA  1 

2  3  0 OR 1  FOLLOW UP REPORT  A  2 

3  1‐7  8  AMDAR AIRCRAFT IDENTIFIER  AAAAAAAA  3 

3  8  1  NORMAL (N) OR COMPRESSED (C)  N OR C  4 

9  1  TIME BASED (0) OR PRESSURE BASED SCHEME (1) 

0 OR 1   3 

3  10‐13  4  DEPARTUREAIRPORT  AAAA  5 

3  14‐17  4  ARRIVALAIRPORT  AAAA  5 

Notes: 

1. T1 for type 1, T2 for type 2, T3 for type 3 

2. ‘F’ if the report is a follow‐up report 

3. The AMDAR identifier is assigned by the requesting NMHS. 

4. Normal  means  the  data  is  not  compressed.  Compressed  means  the  data  is  encoded  using  the 

compression scheme described in Appendix D. 

5. Departure and Arrival airport are represented by their ICAO code. Reporting of these fields is optional 

but if available, strongly recommended. 

Table 22: EDR Observation format 

# OF CHAR 

CONTENT  FORMAT  NOTES  EXAMPLE CHARACTER NUMBER 

1  1  PHASE OF FLIGHT INDICATOR  A  1  R 

2‐8  7  LATITUDE IN SECONDS  SNNNNNN  SOUTH IS NEGATIVE  ‐2976 

9‐15  7  LONGITUDE IN SECONDS  SNNNNNN  WEST IS NEGATIVE     6081 

16‐22  7  DAY/TIME  NNNNNNN  2  879661 

23‐26  4  ALTITUDE IN TENS OF FEET  NNNN    3899 

27‐30  4  STATIC AIR TEMPERATURE TENTHS OF C  SNNN    ‐525 

31‐33  3  WIND DIRECTION  NNN    160 

34‐36  3  WIND SPEED  NNN    025 

37  1  ROLL ANGLE FLAG  N  SEE PARAGRAPH 3.2.4.4  U 

38‐46  9  EDR   CNNNNNNNN    E12345678 

 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 44 of 97 

     

 

1. Observation Type Indicator is indicated as follows: 

 

OBSERVATION TYPE  OBSERVATION TYPE INDICATOR 

ASCENT – INITIAL   0 

ASCENT  1 

ASCENT ROUTINE   2 

EN‐ROUTE  3 

MAXIMUM WIND  4 

DESCENT  5 

DESCENT ROUTINE  6 

EDR ROUTINE  7 

TOUCH‐DOWN  8 

 

2. The day/time is presented as seconds into the month, and is calculated as follows: 

((DATEDD-1)*86400) + (GMTHH*3600) + (GMTMM*60) + GMTSS  

Example 1: 

An observation is made on July 1st at 20:53:22 UTC, the corresponding day/time will be  

((1‐1)*86400) + (20*3600) + (53*60) + 22 = 75202 seconds into the month 

 

Example 2: 

An observation is made on November 11th at 04:21:01 UTC, the corresponding day/time will be ((11‐

1)*86400) + (4*3600) + (21*60) + 1 = 879661 seconds into the month 

 

Examples: 

1) Type 1 event, 3 EDR measurements in buffer, follow‐up report 

EDR01 T1 AZ0001N1EHAMKJFK 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 EDR01 T1F AZ0001N1EHAMKJFK 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678

 

2)  Type 3event, no follow up report 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 45 of 97 

     

EDR01 T3 AZ0001N1EHAMKJFK 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678 1-2976 6081 8796613899-525160 25UE12345678

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 46 of 97 

     

A.4 AOSFRSConfigurationFunctionalityandUplinkControlThe following section describes the recommended functionality to enable the configurability of 

AMDAR onboard software (AOS) and its update through ACARS uplink as specified within section 3.6. 

The AOS configuration functions are divided into a set of basic and extended parameters that allow 

the full functionality specified in 3.6 to be defined. This structure of basic and extended parameters 

then provides a convenient means to define an uplink control format to modify the configuration 

parameters as required. This same structure is also used to define the format for a configuration 

status report as defined in section A.5. 

When uplinked and passed to the AOS application, the parameter values either act to change the 

default (permanent) configuration of the AOS or else initiate a one‐off function call (e.g. generation 

of a downlink status report). 

A.4.1 BasicConfigurationThe column “Content” of Table A.4‐1 provides the data for the uplink command string which, upon 

reception by the ACARS system, is passed to the onboard AOS application for processing to affect 

alteration of the onboard configuration of the application. The size of the message is dependent 

upon the number and type of changes made to the configuration but will consist of a message 

header indicator (e.g. AOS06, indicating the AOS version) followed by a 16 character string as a 

minimum. For example, a Status Report request with no other configuration changes requested 

might consist of 21 characters only – AOS06190999999999999/. 

In most instances, the 9 digit is used to indicate when no change to a particular configuration is 

required. When a change is required, the Data will indicate either the change to be made or that the 

configuration change is indicated by the extended command string following the Data and as defined 

in the referenced table. The Default Values in the tables define the recommended default 

configuration of the AOS. These values are changed by the uplink command message as necessary 

and become permanent (i.e. are restored upon system initialization and/or reset) unless otherwise 

indicated. 

The Reporting OFF setting takes priority over all other configuration settings. The Airport Reporting 

and Activation of Reporting in Defined Geographical Boxes configurations take priority over Report 

Activation settings 1‐7 only. The Airport Reporting takes priority over the Activation of Reporting in 

Defined Geographical Boxes. The Inhibit Reporting Between Selected Hours configuration takes 

priority over all other configurations except the Reporting OFF configuration. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 47 of 97 

     

Table A.4‐1 – Basic Configuration Parameters 

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  DEFAULT 

VALUE CONTENT PARAMETER 

CONFIGURATION STATUS REPORT REQUEST  

SEE NOTE 1.  1  0 OR 1  NOT 

APPLICABLE 0 = NO REQUEST FOR CONFIGURATION STATUS REPORT 1 = REQUEST CONFIGURATION STATUS REPORT AFTER UPLINK COMMAND 

PROCESSING 

REPORT ACTIVATION FLAG  

SEE NOTE 2.  1  0‐7 OR 9  7  0 = REPORTING OFF 1 = DESCENT PHASE ONLY ACTIVE 2 = EN‐ROUTE PHASE ONLY ACTIVE 3 = EN‐ROUTE AND DESCENT PHASES ACTIVE 4 = ASCENT PHASE ONLY ACTIVE 5 = ASCENT AND DESCENT PHASES ACTIVE 6 = ASCENT AND EN‐ROUTE PHASES ACTIVE 7 = ALL FLIGHT PHASES ACTIVE 9 = NO CHANGE 

  1  0 OR 1  NOT 

APPLICABLE 0 = REPORT ACTIVATION FOR ONE FLIGHT ONLY 1 = REPORT ACTIVATION IS PERMANENT THIS FLAG APPLIES TO THE REPORT ACTIVATION FLAG ONLY AND HAS NO EFFECT IF THE REPORT ACTIVATION FLAG IS SET TO 9 (NO CHANGE). 

PERMANENT 

ACTIVATION FLAG 

SEE NOTE 3.  4  H1H1H2H2 

0000  H1H1 = START OF INHIBIT PERIOD (00‐23) H2H2 = END OF INHIBIT PERIOD (00‐23) 9999 = NO CHANGE 0000 = DISABLED 

INHIBIT REPORTING BETWEEN 

SELECTED HOURS  

ACTIVATION OF REPORTING IN DEFINED GEOGRAPHICAL BOXES  

SEE NOTE 4.  1  0, 1  OR 9  0  0 = DISABLED, 1 = ENABLED, 9 = NO 

CHANGE IF ENABLED INSERT CONFIGURATION PARAMETERS FROM TABLE A.4.2.1‐1 

ACTIVATION OF AIRPORT REPORTING SELECTION  

SEE NOTE 5  1  0, 1 OR 9  0  0 = DISABLED, 1 = ENABLED, 9 = NO CHANGE IF ENABLED INSERT CONFIGURATION PARAMETERS FROM TABLE A.4.2.2‐1  

ASCENT CONFIGURATION  

SEE NOTE 6.  

1  1 OR 9  NOT 

APPLICABLE 9 = NO CHANGE 1 = MODIFY IF MODIFY, INSERT CONFIGURATION PARAMETERS FROM TABLE A.4.2.4‐1.  

ROUTINE OBSERVATIONS 

CONFIGURATION  

SEE NOTE 7.  

1  1 OR 9  NOT 

APPLICABLE 9 = NO CHANGE 1 = MODIFY IF ENABLED, INSERT CONFIGURATION PARAMETERS FROM TABLE A.4.2.3‐1.  

DESCENT  SEE NOTE 8.  1  1 OR 9  NOT  9 = NO CHANGE 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 48 of 97 

     

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  DEFAULT 

VALUE CONTENT PARAMETER 

CONFIGURATION  

  APPLICABLE  1 = MODIFY IF MODIFY, INSERT CONFIGURATION PARAMETERS FROM TABLE A.4.2.5‐1. 

ROUTINE EDR REPORTING  

SEE NOTE 9.  1  0, 1 OR 9  0  9 = NO CHANGE 0 = DISABLED 1 = ENABLED 

EDR EVENT REPORTING  

SEE NOTE 10.  1  0,1 OR 9  0  9 = NO CHANGE 0 = DISABLED 1 = ENABLED 

OPTIONAL 

PARAMETER 

CONFIGURATION  

SEE NOTE 11.  1  0, 1 OR 9  0  9 = NO CHANGE 0 = DISABLED 1 = ENABLED IF ENABLED, INSERT REQUIRED HEADER INDICATOR STRING FROM TABLE 20. 

DELIMITER    1  /    END OF COMMANDS 

Notes: 

1. A Configuration Status Report is requested by setting this parameter to the value 1. The 

Configuration Status Report, if available from the onboard application, is compiled and 

downlinked after the full command string is processed and according to the specification in 

Section A.5. The Status Report consists of the configuration settings held by the AOS 

application. 

2. The Report Activation Flag determines the basic AOS reporting status. See section 3.6.2.1. 

3. Inhibit Reporting Between Selected Hours, if enabled, allows reporting to be inhibited for a 

selected (inclusive) period in any consecutive 24‐hour period. When disabled, reporting is 

continuous, subject to other configuration settings.  

4. Activation of Reporting in Defined Geographical Boxes determines whether reporting is 

enabled or inhibited as defined in Table A.4.2.1‐1. If set to Enable, then the required 

parameters from Table A.4.2.1‐1 are included in the uplink command and will consist of only 

the End of Table delimiter if no change to the onboard configuration of Reporting in Defined 

Geographical Boxes is necessary. See section 3.6.2.2. 

5. Activation of Airport Reporting Selection determines whether reporting is enabled or 

inhibited for a list of airports as defined in Table A.4.2.2‐1. If set to Enable, then the required 

parameters from Table A.4.2.2‐1 are included in the uplink command and will consist of only 

the End of Table delimiter if no change to the onboard configuration of Airport Reporting 

Selection is necessary. See section 2.6.2.3. 

6. If Ascent Configuration is set to Modify, then the parameters from Table A.4.2.4‐1 are 

included in the uplink command to specify the reporting scheme during the Ascent phase.  

7. If Routine Observations Configuration is set to Modify, then the parameters from Table 

A.4.2.3‐1 are included in the uplink command to specify the Routine Observations reporting 

scheme.  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 49 of 97 

     

8. If Descent Configuration is set to Modify, then the parameters from Table A.4.2.5‐1 are 

included in the uplink command to specify the reporting scheme during the Descent phase. 

9. If Routine EDR Reporting is Enabled, then the reporting of Routine Eddy Dissipation Rate 

(EDR) is activated according to the provisions made in section A.2. If the onboard application 

is unable to report Routine EDR Content will be padded with the solidus character (/). 

10. If EDR Event Reporting is Enabled and this function is available to the Meteorological Report 

application, then the reporting of turbulence EDR Event‐triggered reporting is activated 

according to the provisions made in Section A.3. 

11. If Optional Parameter Configuration is Enabled, then the optional parameters required to be 

reported in the AOS are configured by inserting the appropriate string according to the 

Header Indicator in Table 20. When the Optional Parameter Configuration has been Enabled, 

the Optional Parameter Indication in the Data Header in Table 18 is altered accordingly. If 

the onboard application is unable to report the requested Optional Parameter, then the 

Content will be padded with the solidus character (/). 

A.4.2 ExtendedConfiguration

A.4.2.1 GeographicalControlBoxesThis table defines uplink configuration parameters for reporting in configurable geographical areas 

(section 3.6.2.2) when the Activation of Reporting in Defined Geographical Boxes (Table A.4‐1), is 

enabled. It allows up to NMNM latitude/longitude boxes that define regions in which profile and 

enroute observations are either Reported or Inhibited. When Enabled, reporting is made according 

to the defined geographical boxes. When Disabled, reporting is made according to the Report 

Activation flag and other configuration settings. If no change is required to the existing onboard 

configuration of geographical control boxes then the command string will consist of only the End of 

Table Delimiter (/). 

Table A.4.2.1‐1 – Geographical Control Boxes Parameters 

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  CONTENT PARAMETER 

  2  NRNR  NRNR  = 00 ‐ NMNM  (WHERE NMNM  

IS THE MAXIMUM CONFIGURABLE 

GEOGRAPHICAL BOXES). DEFAULT = 00 

NUMBER BOXES 

FOLLOWING 

  14  L1L1 A1L2L2A2 

L3  L3L3 B1L4L4  L4B2 LAT IN DEGREES NORTH (A = N)     OR SOUTH (A = S) LON IN DEGREES EAST (B = E)     OR WEST (B = W) CONVENTION IS L1L1  TO L2L2  (N ‐S) AND L3L3L3  TO L4L4L4  (W‐E).  

LAT/LONG BOX 

  1  0 OR 1  0 = INHIBITED. 1 = REPORTED. REPORTED HAS PRIORITY OVER INHIBITED. 

REPORTED OR INHIBITED 

AS ABOVE  REPEAT ABOVE TWO ROWS 

NRNR‐1 TIMES 

(NRNR  – 1) * 15  AS ABOVE   

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 50 of 97 

     

  DELIMITER  1  /  END OF DATA. 

A.4.2.2 AirportConfigurationParametersThis table defines uplink configuration parameters for reporting on ascent or descent when 

Activation of Airport Reporting Selection (Table A.4‐1), is enabled. It allows up to NMNM Airports to 

be configured for reporting according to the Airport Activation Flag. If no change is required to the 

existing onboard configuration of Airport Configuration then the command string will consist of only 

the End of Table Delimiter (/). 

Table A.4.2.2‐1 – Airport Configuration Parameters 

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  CONTENT PARAMETER 

  2  

NANA  NANA  = 00 ‐ NMNM   ( WHERE 

NMNM  IS THE MAXIMUM 

CONFIGURABLE AIRPORTS). DEFAULT = 00 

NUMBER OF AIRPORTS FOLLOWING 

  4  AAAA   ICAO AIRPORT DESIGNATOR  

  1  0 ‐ 3  0 = ASCENT ON / DESCENT ON 

(DEFAULT) 1 = ASCENT ON / DESCENT OFF 2 = ASCENT OFF / DESCENT ON 3 = ASCENT OFF/ DESCENT OFF 

AIRPORT ACTIVATION FLAG 

AS ABOVE  REPEAT ABOVE TWO 

ROWS NRNR‐1 TIMES 

(NRNR‐1) * 5  AS ABOVE   

  DELIMITER  1  /  END OF DATA 

A.4.2.3 RoutineObservationsandWindReportingStatusThis table defines uplink settings for Routine Observations reporting configuration and interval of 

reporting. It also enables or disables reporting of the maximum wind observation (section 3.3.4) 

during the enroute flight phase (only). These configurations are relevant only when the 

corresponding phase of flight is Active based on the Report Activation configuration in Table A.4‐1. 

Table A.4.2.3‐1 – Routine Observations and Wind Reporting Status 

PARAMETER  NOTES / REFERENCES  NUMBER OF CHARACTERS  DATA  CONTENT 

  1  1, 2, 9  9 = NO CHANGE 1 = ROUTINE OBSERVATIONS 

DURING ENROUTE PHASE ONLY 

(DEFAULT) 2 = ROUTINE OBSERVATIONS 

DURING ALL PHASES 

ROUTINE REPORTING CONFIGURATION 

  2  MM  99 = NO CHANGE DEFAULT = 07 RANGE = 01 – 60 

ROUTINE OBSERVATIONS 

INTERVAL (MINUTES) 

ENABLE OR DISABLE MAXIMUM WIND 

REPORTING   

  1  0 OR 1  9 = NO CHANGE DEFAULT = 1 (ENABLE)  DISABLE = 0 

  DELIMITER  1  /  END OF DATA 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 51 of 97 

     

A.4.2.4 AscentConfigurationParametersThis table is used to configure reporting during the Ascent phase. It is uplinked when the Ascent 

Configuration flag is set to Modify (See Tables A.4‐1). 

When the Pressure Based Scheme is active, the Routine Observations Interval (parameter 2 of Table 

A.4.2.3.‐1) is used during the Ascent phase to ensure that observations are still made if there is a 

pause in the Ascent phase. This function is not active if Ascent selection is disabled in Table A.4‐1. 

Table A.4.2.4‐1 – Ascent Configuration Parameters 

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  CONTENT PARAMETER 

SEE NOTE 1    

1  0 OR 1  0 = PRESSURE BASED SCHEME 1 = TIME BASED SCHEME DEFAULT = 0 

ASCENT REPORTING SCHEME 

  2  SS  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 06  RANGE = 03 – 20 

ASCENT PART 1 TIME 

INTERVAL (SECONDS) 

ASCENT PART 1 DURATION 

(SECONDS) 

  3  SSS  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 090  RANGE = 030– 200 

ASCENT PART 2 TIME 

INTERVALS 

(SECONDS) 

  2  SS  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 20 RANGE = 20 – 60 

ASCENT TOTAL DURATION (SECONDS X 10) 

  3  SSS  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 051 RANGE = 051 – 111 SEE NOTE 2 

ASCENT PART 1 PRESSURE INTERVALS 

(HPA) 

  2  NN  PRESSURE BASED SCHEME DEFAULT = 10 RANGE = 1‐20 

  2  NN  PRESSURE BASED SCHEME VALUE = 10 OR 20 DEFAULT = 10 NOTE: ASCENT PART 1 PRESSURE INTERVAL X ASCENT PART 1 NUMBER OF OBSERVATIONS 

MUST BE 100. 

NUMBER OF 

OBSERVATIONS MADE 

DURING ASCENT PART 1 

ASCENT PART 2 PRESSURE INTERVALS 

(HPA) 

  2  NN  PRESSURE BASED SCHEME DEFAULT = 50 RANGE = 20‐50 

SEE NOTE 2  3  HHH  DEFAULT = 200 RANGE = 150 – 350  

TOP OF CLIMB 

(X100FT) 

DELIMITER    1  /  END OF DATA 

Notes: 

1. The first field indicates whether the Time or Pressure Based Scheme is selected for the 

ascent phase. The next 4 fields give the required parameters for the Time Based Scheme. 

Fields 6 to 8 give the required parameters to define the Pressure Based Scheme. For a full 

description of the flight phases and reporting schemes, see section 3.4.  

2. The Ascent phase is deemed to be complete and En‐route phase commenced when either 

the Top of Climb has been reached or the Ascent Total Duration has elapsed. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 52 of 97 

     

A.4.2.5 DescentConfigurationParametersThis table is used to configure reporting during the Descent phase. It is uplinked when the Modify 

Descent Configuration parameter is set to Modify (See Tables A.4‐1.). 

When the Pressure Based Scheme is active, the Routine Observations Interval (parameter 2 of Table 

A.4.3.2‐1) is used during the Descent phase to ensure that observations are still made if there is a 

pause in the Descent phase. This function is not active if Descent selection is disabled in Table A.4‐1. 

Table A.4.2.5‐1 – Descent Configuration Parameters 

NOTES / REFERENCES 

NUMBER OF 

CHARACTERS DATA  CONTENT PARAMETER 

DESCENT REPORTING SCHEME  

  1  0 OR 1  0 = PRESSURE BASED SCHEME 1 = TIME BASED SCHEME DEFAULT = 0 

  3  SSS  TIME BASED SCHEME DEFAULT = 040 RANGE = 010 – 300 

DESCENT PART 1 AND 2 TIME 

INTERVAL 

(SECONDS) 

DESCENT PART 1 PRESSURE 

INTERVAL (HPA) 

  2  NN  PRESSURE BASED SCHEME VALUE = 25 OR 50 DEFAULT = 50 (FROM TOP OF DESCENT TO FINAL 100HPA) 

DESCENT PART 2 PRESSURE 

INTERVAL (HPA) 

  2  NN  PRESSURE BASED SCHEME VALUE = 05 OR 10 DEFAULT = 10 (FOR THE FINAL 100HPA) 

  3  HHH   DEFAULT = 200  RANGE = 150 – 350 SEE NOTE 2 

TOP OF DESCENT (X 100FT) 

DELIMITER    1  /  END OF DATA 

Notes: 

1. The first field indicates whether the Time or Pressure Based Scheme is selected for the 

descent phase. The next field gives the required time interval for the Time Based Scheme. 

Parameter 3 gives the required interval for the Pressure Based Scheme. 

2. The Descent phase is deemed to have commenced when the pressure altitude falls below 

the Top of Descent 

A.4.3 ExampleCommandUplinksExample 1 

Configuration change: The following uplink command initiates the following changes in the onboard 

configuration of the Meteorological Report application: 

1. Sets Report Activation flag to ALL Phases Active for one flight only; and, 

2. Makes a Configuration Status Report Request. 

Command uplink: AOS01170999999999999/ 

Example 2 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 53 of 97 

     

Configuration change: The following uplink command initiates the following changes in the onboard 

configuration of the Meteorological Report application: 

1. Configures to Inhibit Reporting Between Selected Hours 00 and 04 UTC inclusive (command 

segment: 10004); and, 

2. Enables Activation of Reporting in Defined Geographical Boxes (command segment: 

10210S70S150E100E130S40S130E140E0/): Two boxes defined by geographical coordinates; 

first box (10S,150E) to (70S, 100E) is to be Reported; second box (30S, 130E) to (40S, 140E) is 

Inhibited for reporting. 

Command uplink: AOS01091000410210S70S150E100E130S40S130E140E0/9999999/ 

Example 3 

Configuration change: The following uplink command initiates the following changes in the onboard 

configuration of the Meteorological Report application: 

1. Enables Activation of Airport Reporting Selection (command segment: 

104EHYY0LFPG0VHHH1YSSY1/): Four airports are configured for reporting (EHYY and LFPG 

with Ascent and Descent ON and VHHH and YSSY with Ascent ON and Descent OFF); and, 

2. The Ascent Configuration is modified to report with the following configuration (command 

segment: 100609020051052030200): Pressure based scheme is used; Ascent Part 1 time 

interval = 6 seconds; Ascent Part 1 duration = 90 seconds; Ascent Part 2 time interval = 20 

seconds; Ascent Total Duration = 510 seconds; Ascent Part 1 pressure interval = 5 hPa; 

Number of observations made during Ascent Part 1 = 20; Ascent Part 2 pressure intervals = 

30 hPa; Top of Climb = 200 hPa. 

Command uplink: AOS0109199999104EHYY0LFPG0VHHH1YSSY1/100609020051052030200/99999/ 

Example 4 

1. Configuration change: The following uplink command initiates the following changes in the 

onboard configuration of the Meteorological Report application: 

2. The Routine Observations Configuration is modified (command segment: 11990/) to: set the 

Routine Reporting Configuration to Routine Observations during all phases, and the 

Maximum Wind Reporting is disabled. 

Command uplink: AOS01091999999911990/9999/ 

Example 5 

Configuration change: The following uplink command initiates the following changes in the onboard 

configuration of the Meteorological Report application: 

1. The Optional Parameter Configuration is modified (command segment: 1BCG/) to: enable 

the reporting of True Airspeed, True Heading and Water Vapor. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 54 of 97 

     

Command uplink: AOS01091999999999991BCG/ 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 55 of 97 

     

A.5 AOSFRSConfigurationStatusMessageThe following specification of the Configuration Status Report defines the content and format of a 

downlink message that provides the current configuration status of the onboard AOS application. 

The report is produced in response to the uplink command request that is defined in section A.4. 

The Configuration Status Report will have the following format, preceded by an appropriate message 

identification header, e.g. AOS01. 

Table A.5‐1 – Configuration Status 

DATA  DESCRIPTION  CONTENT NUMBER OF 

CHARACTERS 

0‐7  REPORT ACTIVATION FLAG 

0 = REPORTING OFF 1 = DESCENT PHASE ONLY ACTIVE 2 = EN‐ROUTE PHASE ONLY ACTIVE 3 = EN‐ROUTE AND DESCENT PHASES ACTIVE 4 = ASCENT PHASE ONLY ACTIVE 5 = ASCENT AND DESCENT PHASES ACTIVE 6 = ASCENT AND EN‐ROUTE PHASES ACTIVE 7 = ALL FLIGHT PHASES ACTIVE 

H1H1H2H2  INHIBIT REPORTING BETWEEN SELECTED HOURS (00‐23) UTC, EVERY DAY. 

H1H1 = START OF INHIBIT PERIOD (00‐23) H2H2 = END OF INHIBIT PERIOD (00‐23) 0000 = DISABLED 

1  AND CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

0 OR 1   AND CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

ACTIVATION OF REPORTING IN DEFINED GEOGRAPHICAL BOXES 

0 = DISABLED, 1 = ENABLED INSERT CONFIGURATION STATUS FROM TABLE A.4.2.1‐1 

1   AND CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

0 OR 1   AND CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

ACTIVATION OF AIRPORT REPORTING SELECTION 

0 = DISABLED, 1 = ENABLED INSERT CONFIGURATION STATUS FROM TABLE A.4.2.2‐1  

CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

ASCENT CONFIGURATION 

INSERT CONFIGURATION STATUS FROM TABLE A.4.2.4‐1.  

CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

ROUTINE OBSERVATIONS 

CONFIGURATION  

INSERT CONFIGURATION STATUS FROM TABLE A.4.2.3‐1. 

CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

DESCENT CONFIGURATION 

INSERT CONFIGURATION STATUS FROM TABLE A.4.2.5‐1. CONTENT OF CONFIGURATION 

TABLE 

0, OR 1  ROUTINE EDR REPORTING 

0 = DISABLED 1 = ENABLED 

0, OR 1  EDR EVENT REPORTING 

0 = DISABLED 1 = ENABLED 

1 AND OPTIONAL 

PARAMETER 

INDICATION IN TABLE 5.3.13.6‐2 

0 OR 1 AND OPTIONAL 

PARAMETER 

INDICATION IN TABLE 5.3.13.6‐2 

OPTIONAL 

PARAMETER 

CONFIGURATION 

0 = DISABLED 1 = ENABLED 

1  /  DELIMITER  END OF CONFIGURATION STATUS 

 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 56 of 97 

     

AppendixB AdditionalAOSFRSDownlinkMessages

B.1 AOSFRSConfigurationStatusMessage(alternative)A configuration message can be requested to allow a user to check the current status of the 

configuration parameters used by the AOS. The configuration message described below is only 

provides a possible alternative configuration status message format to that defined in section A.5.  

SA01 

IA……IA DDDDAAAA SpAsIphAaG:IsgA:IsaT:Ist 

AIntA1/N/Int

A2 RInt

R DInt

D1/ Int

D2

TOCTL1

TODTL2H1H2H3H4 

BBN Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB BB

N Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

BBN Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB BB

N Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

BBN Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB BB

N Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

BBN Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB BB

N Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

BBN Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

A1ICAO BB

N Lat

Y1/Lat

Y2 Long

X1/Long

X2 SB

N/S

A A5ICAO

N/S

A A9 ICAO

N/S

A A13ICAO

N/S

A A17ICAO

N/S

A

A2ICAON/S

A A6ICAO

N/S

A A A A

A3  ICAO A10ICAO

N/S

A14ICAO

N/S

A18ICAO

N/S

N/S

A A7  ICAO

N/S

A A11ICAO

N/S

A A15ICAO

N/S

A A19ICAO

N/S

A

A4  ICAON/S

A A8  ICAO

N/S

A A12ICAO

N/S

A A16ICAO

N/S

A A20ICAO

N/S

A

 The Bold and “/”characters are fixed characters.  Table 23: AOSFRS configuration message contents 

PARAMETER  DESCRIPTION  FORMAT  NOTES  EXAMPLE 

SA01  STATUS FOR AOSFRS MESSAGE VERSION  AAAA    SA04 IA……IA  AMDAR AIRCRAFTIDENTIFIER (MAX6 CHARACTERS)  AANNNN    AU0013 

DDDD  DEPARTUREAIRPORT  AAAA  ICAO CODE  EHAM 

AAAA  ARRIVALAIRPORT  AAAA  ICAO CODE  KJFK 

SP  PRESSURE BASED (P) OR TIME BASED (T) SCHEME  A    P 

AS  AMDAR SWITCH SETTING  N    7 

IPH  FLIGHT PHASE AT TIME OF REQUEST  A  1  A 

AA  AMDAR ACTIVE AT TIME OF REQUEST (Y/N)  A  2  Y 

ISG  GEOGRAPHICAL IN RANGE AT TIME OF REQUEST Y/N  A    N 

ISA  AIRPORT ACTIVE AT TIME OF REQUEST Y/N  A    Y 

IST  TIME WINDOW ACTIVE AT TIME OF REQUEST  A    Y 

INTA1  OBSERVING INTERVAL DURING ASCENT PART 1, IN HPA OR SECONDS  NN    10 

N  NUMBER OF OBSERVATIONS MADE DURING ASCENT PART 1  NN    10 

INTA2  OBSERVING INTERVAL DURING ASCENT PART 2, IN HPA OR SECONDS  NN    50 

INTR  OBSERVING INTERVAL DURING LEVEL FLIGHT IN SECONDS  NNN    420 

INTD1  OBSERVING INTERVAL DURING DESCENT PART 1, IN HPA OR SECONDS  NN    50 

INTD2  OBSERVING INTERVAL DURING DESCENT PART 2, IN HPA  NN    10 

TL1  TOP OF CLIMB SETTING IN THOUSANDS OF FEET  NNNN    2000 

TL2  TOP OF DESCENT SETTING IN THOUSANDS OF FEET  NNNN    2000 

H1H2H3H4  TIME WINDOW SETTING  NNNN    0000 

BN  GEOGRAPHICAL BOX NUMBER (0TO 9)  N    1 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 57 of 97 

     

DESCRIPTION  FORMAT  NOTES  EXAMPLE PARAMETER 

LATY1  LATITUDE VALUE Y1 APPLIED TO BOX BN  IN DEGREES  SNN    30 

LATY2  LATITUDE VALUE Y2 APPLIED TO BOX BN  IN DEGREES  SNN    ‐50 

LONGX1  LONGITUDE VALUE X1 APPLIED TO BOX BN  IN DEGREES  SNNN    ‐40 

LONGX2  LONGITUDE VALUE X2 APPLIED TO BOX BN  IN DEGREES  SNNN    120 

STATUS OF BOX BN  (1 = REPORTING ACTIVE,  0= REPORTING DISABLED) 

N    1 SB 

ICAON  ICAO CODE OF AIRPORT NUMBER AN  AAAA    EHAM 

STATUS OF AIRPORT (1 = REPORTING ACTIVE, 0 = REPORTING DISABLED) 

N    1 SA 

 Notes : 

1. Flight phase characters G  =  Ground A  =  Ascent R  =  En‐route D  =  Descent  

2. AMDAR active shows if AMDAR is reporting, as follows Y  =  AMDAR is active N  =  AMDAR is inactive 

 Message Example   SA01 AU0113 EHAMKJFK P 7 A Y G:0 A:1 T:1 A R420 D50/10 10/10/50TOC 20TOD20 0000 B060/ 20 -100/ 601 B5 0/ 0 0/ 0 0 B B 0/ 0 0/ 0 0 1 0/ 0 0/ 0 0 6 B2 0/ 0 0/ 0 0B7 0/ 0 0/ 0 0 B3 0/ 0 0/ 0 0B8 0/ 0 0/ 0 0 B 0/ 0 0/ 0 B9 0/ 0 0/ 0 0 4 0A1 EHAM/1A5 0000/0 A9 0000/0 A130000/0A170000/0 A2KJFK/0 A6 0000/0 A100000/0 A140000/0A180000/0 A A A A A3 0000/0 7 0000/0 110000/0 150000/0 190000/0 A4 0000/0 A8 0000/0 A120000/0 A160000/0A200000/0

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 58 of 97 

     

B.2 AOSFRSOptimizationMessageA proposed format for an AOSFRS optimization message is provided below and could be utilized by 

an AOS application in the event that an ACARS alternative, such as the OOOI (Out Off On In) 

standard reports are not available.  

Table B.2‐1 

# OF CHAR 

CONTENT  FORMAT  NOTES  EXAMPLE CHARACTER NUMBER 

1‐6  6  REPORT TYPE INDICATOR  NNNNNN  “A01OUT”  A01OUT 

7‐12  6  AMDAR AIRCRAFT IDENTIFIER  AANNNN  1  AU0022 

13‐14  2  DATE OUT   DD  DAY OF MONTH  10 

15‐18  4  GMT TIME OUT   HHMM    1623 

19‐22  4  DEPARTUREAIRPORT  AAAA       6081 

23‐26  4  ARRIVALAIRPORT  AAAA    879661 

27‐28  2  DATE ETA  DD  DAY OF MONTH  11 

29‐32  4  GMT ETA  HHMM    3899 

33‐34  2  DATE ESTIMATED OFF   DD  DAY OF MONTH ; 2  10 

35‐38  4  GMT ESTIMATED OFF TIME  HHMM  2  ‐525 

 

1. The AMDAR identifier is assigned by the requesting NMHS and should take the form AANNNN, where 

AA indicates the country of the AMDAR Program and NNNN is the unique identifier of the aircraft. To 

comply with  the  requirement  not  to  disclose  airline  proprietary  information,  the  aircraft  call‐sign 

should not be utilized or revealed within this identifier. 

2. Estimated off date and time when available 

Example

A01OUTAU0022101623EHAMKLAX110315101650

Aircraft AU0022  has  parking  brakes  off  and  all  doors  closed  on day  10  at  16:23 GMT,  departure 

station  is  Amsterdam  flying  to  Los  Angeles,  estimated  arrival  time  is  on  day  11  at  03:15  GMT, 

estimated off time is on day 10 at 16:50 GMT 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 59 of 97 

     

 

AppendixC OptionalDerivedParametersThis appendix describes the derivation for some of the optional parameters that are not part of the 

basic observation sequence. 

C.1 Turbulence

C.1.1 DerivedEquivalentVerticalGust(DEVG)

The  Derived  Equivalent  Vertical  Gust  Velocity  (DEVG)  is  a  turbulence  indicator  defined  as  the 

instantaneous  vertical  gust  velocity  which,  superimposed  on  a  steady  horizontal  wind,  would 

produce the measured acceleration of the aircraft. The effect of a gust on an aircraft depends on the 

mass and other characteristics, but  these can be taken  into account so that a gust velocity can be 

calculated which is independent of the aircraft. 

The  information below  is an extract from the Australian Department of Defence, Structures Report 

418,  “The  Australian  Implementation  of  AMDAR/ACARS  and  the  use  of  Derived  Equivalent  Gust 

Velocity as a Turbulence Indicator”, Douglas J. Sherman, 1985. 

The velocity of the derived equivalent vertical gust,  ,  (in tenths of meters per second) may be 

calculated by the formula: 

U de

V

nAmUde

10 

Where n  peak modulus value of deviation of aircraft normal acceleration from 1g in units of g. 

m =   total aircraft mass in (metric) tonnes 

V =  calibrated airspeed at the time of occurrence of the acceleration peak, in knots. 

A =  An aircraft specific parameter which varies with flight conditions, and may be approximated by 

the following formulae: 

A A c A cm

m

4 5 1( )  

A cc

c H kft

12

3 ( ) 

    = Value of A when mass of aircraft equals reference mass 

H =  altitude in thousands of feet 

m   Reference mass of aircraft in (metric) tonnes 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 60 of 97 

     

The parameters   depend on the aircraft's typical flight profile. For various aircraft, the 

appropriate constants, based on the flight profiles indicated, are shown in Table 24. 

c c c1 2 5, , ,

Table24 : DEVG aircraft constants 

V1 Vc Mc h1 hc m   c1 c2 c3 c4 c5 Aircraft

knot knot Mach ft ft Tonne kft

A300B4 130 300 0.78 5000 30000 120 0.971 2690 79 0.49 19.6

A310 130 300 0.78 5000 35000 120 19.6 574 32 0.52 23.5

A318 120 300 0.78 5000 35000 40 34.7 878 28 0.52 40.3

A319 120 300 0.78 5000 35000 50 33.9 846 29 0.45 39.6

A320-200 120 300 0.78 5000 35000 55 35.9 771 27 0.44 40.7

A321 120 300 0.78 5000 35000 60 34.8 716 28 0.41 39.3

A330-200 120 300 0.82 5000 35000 170 5.88 1010 55 0.44 13.7

A330-300 120 300 0.82 5000 35000 170 5.89 1010 54 0.44 13.6

A340-200 120 300 0.82 5000 35000 190 6.36 949 54 0.41 13.7

A340-300 120 300 0.82 5000 35000 190 6.34 948 54 0.41 13.6

B727 120 300 0.84 5000 30000 50 6.45 4580 83 0.54 37.3

B737-200 120 300 0.73 3000 35000 30 62.0 351 14 0.64 59.4

B737-300 120 300 0.73 3000 35000 40 56.4 328 15 0.56 54.7

B737-400 120 300 0.73 3000 35000 40 56.3 329 15 0.56 54.5

B737-500 120 300 0.75 3000 35000 40 56.4 303 14 0.57 54.3

B737-600 120 300 0.78 3000 35000 40 45.4 420 18 0.57 45.3

B737-700 120 300 0.78 3000 35000 50 42.4 374 19 0.54 42.4

B737-800 120 300 0.78 3000 35000 50 42.2 350 18 0.57 41.9

B747-200 140 300 0.85 5000 40000 250 -2.41 2230 97 0.65 11.5

B747-300 140 300 0.85 5000 40000 200 2.27 1630 81 0.69 13.3

B747-400 140 300 0.85 5000 40000 250 -7.78 3260 120 0.62 10.2

B747SP 140 300 0.85 5000 40000 250 7.44 644 48 0.74 12.4

B757-200 140 300 0.8 3000 40000 100 29.2 298 22 0.55 30

B757-300 140 300 0.8 3000 40000 100 28.9 292 21 0.55 29.7

B767-200 140 300 0.8 3000 40000 110 12.8 918 46 0.65 19.8

B767-300 140 300 0.8 3000 40000 100 13.1 821 42 0.69 19.4

B767-400 140 300 0.8 3000 40000 150 12.9 701 45 0.54 18.3

B777-200 140 300 0.82 3000 40000 170 12.6 198 21 0.72 13.0

B777-300 140 300 0.82 3000 40000 210 13.1 147 19 0.65 12.9

BAC111-200 120 280 0.7 3000 30000 30 55.8 924 27 0.54 60.1

BAC111-475 120 280 0.7 3000 30000 30 50.6 930 28 0.54 55.3

DC10-30 150 300 0.82 5000 30000 200 -6.45 4080 130 0.56 15.0

Electra 100 350 0.7 5000 30000 30 48.9 220 9.1 0.57 41.2

Fokker-100 130 280 0.7 3000 30000 35 52.9 917 27 0.52 57.2

KingAir 100 110 200 0.6 9000 25000 3 70.6 2280 89 0.74 223.

L1011-500 120 300 0.83 5000 35000 150 11.7 712 47 0.59 17.1

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 61 of 97 

     

 

C.1.2 EddyDissipationRate(EDR)

The eddy dissipation rate, ε, is a parameter that quantifies the turbulence intensity within a fluid.  In 

the context of aircraft  turbulence,  it  is standard practice  to  refer  to  ε1/3 as EDR. The advantage of 

EDR is that it is an aircraft‐independent measure of the atmospheric turbulence intensity. There are 

several  ways  of  estimating  EDR  (accelerometer‐based  versus  wind‐based)  and  they  can  be 

estimated,  in  principal,  along  any  direction  (though  usually  either  vertical  or  longitudinal  [along‐

track] is used).   

 

EDR is the preferred metric to be reported by AMDAR and the AOS should incorporate the reporting 

of  both  a  routine  or  “Heartbeat”  EDR  observation  and  also  reporting  of  the  3  event‐based 

tions that are “triggered” based on the EDR 1‐minute variables and as described below. observa

C.1.2.1 EDRCalculation

There are different spectral “models” of turbulence that can be used for any of the algorithms: 

 

2 2

2/3 5/32 1

2 2

2 2 2

32

3(1 / )9

( )55 (1 4 / )v

t

t t

L VF f L

V L f

f

1/6V  

is the von Karman spectral model, where f is the frequency (Hz), Vt is the aircraft true airspeed 

(m/s), α is an empirical constant (taken here to be 1.6), and L is a length‐scale parameter of the 

turbulence.  

 

 

5/32/324( ) 2

55/

tk tf V

VF f

       

is the Kolmogorov spectral model, which is just the high frequency limit of   .  Both models 

attempt to describe the frequency power spectrum shape of wind data.  The von Karman model 

better represents the larger scales, especially of the vertical velocity, though it is more complicated 

and includes the situational‐dependent length scale L, in addition to EDR (squared).  Research 

aircraft measurements have shown values of L from about 300 m to 2000 m.  For most of the 

algorithm implementations to date a mid‐range value of 669 m is used. 

vF

 

The vertical‐wind based technique is discussed in Sharman et. al (2014)6.  The main idea is to 

compute the vertical winds, and then estimate the EDR from those.  This method (as opposed to the 

vertical acceleration‐based method) has the advantage of not requiring the aircraft response 

function which is difficult to obtain due to its proprietary nature.   

      sin cos co ncos s siT b bw V Z

is used to compute the vertical winds, where αb is the body‐axis angle of attack,   is the pitch angle, 

φ is the roll angle, and Z  is the inertial vertical velocity.  EDR is computed by: 

                                                            6 Sharman, R. D., L. B. Cornman, G. Meymaris, J. Pearson, and T. Farrar. "Description and derived climatologies 

of automated in situ eddy dissipation rate reports of atmospheric turbulence." Journal of Applied Meteorology 

and Climatology 2014 (2014). http://dx.doi.org/10.1175/JAMC‐D‐13‐0329.1 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 62 of 97 

     

 

1/2

1/3 1ˆ

ˆ1

h

l

wk

k kh l w

S k

k k S k

 where kl and kh are index bounds corresponding to frequency bounds (nominally 0.5 and 3.5 Hz, 

respectively, for the current 8 Hz implementations), Sw is the power spectrum of w after time‐series 

processing, and   is the assumed von Karman spectral model with ε=1, modified to account for 

various signal processing artefacts in S

ˆwS

w. 

Nominally, the algorithm calculates EDR (ε1/3) over 10 second windows, every 5 seconds.  This 

provides 12 EDR estimates per minute, from which the actual (confidence weighted) mean and peak 

of these estimates are used for downlink. The mean and peak EDRs, along with quality control 

metrics, are converted into reporting numbers by use of encoding, which are then reported by 

downlink (see section A.2.2.2, Table 20, Note 1).  The resolution of both the mean and peak EDR is 

0.02.   

This document does not specify the requirements for calculation and provision of the EDR 1‐minute 

metrics but  relies on  the  specification provided by The National Center  for Atmospheric Research 

(NCAR), see http://www.ral.ucar.edu/projects/in_situ_software/ 

For  AMDAR  EDR  reporting,  the  AOS  requires  and  expects  to  interface  with  the  external  NCAR 

software package that provides the EDR 1‐minute variables to the AOS application, which can then 

be utilized within the EDR reporting algorithm as defined below in C.1.2.2. 

C.1.2.2 EDRReportingAlgorithmandAOSIntegration EDR reporting is based on event‐triggered logic in combination with routine EDR observations. When 

an  “event”  is  identified,  the  logic  triggers  the  downlink  of  a message.  Routine  observations  are 

incorporated in the normal AMDAR message. 

Events are of 3 types: 

‐ Type 1 (T1): peak EDR ≥ T1 from the last minute. ‐ Type 2 (T2): peak EDR ≥ T2 for at least 3 out of the last 6 minutes. ‐ Type 3 (T3): mean EDR ≥ T3 for at least 4 out of the last 6 minutes. 

 Because  it  is  important to know that the algorithm  is working properly and there  is no turbulence, 

routine  observations  are  triggered  at  a  specific  time  interval.  These  observations  are  known  as 

Routine EDR observations. These routine observations are also triggered at takeoff and landing.  

Based on the above there are 4 tunable parameters: the three thresholds (T1, T2 and T3), and the 

time interval between routine observations (HB). Default values for these parameters are: 

‐ T1 = 0.18 peak EDR ‐ T2 = 0.12 peak EDR ‐ T3 = 0.06 mean EDR ‐ HB = 15 minutes. 

  There are three types of threshold triggers, a follow‐up trigger, and a routine report trigger:   

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 63 of 97 

     

                                                           

1. A type 1 report is immediately generated if the latest peak EDR value is above Threshold 1.  

2. A type 2 report is generated if (1) is not satisfied and N of the latest NP peak EDRs are above Threshold 2.  

3. A type 3 report is generated is (1) and (2) are not satisfied and M of the latest NM mean EDRs are above Threshold 3.  

4. A  follow‐up  report  is generated  if exactly NP minutes  (measurements) have passed  since a type 1 or type 2 report.  

5. A routine observation  is generated  if exactly RR minutes have passed since  the  last routine report (of any type). Additionally, a routine observation is always generated at the beginning (1 minute after  the  turbulence  code  startup) and at  the end of every  flight  (triggered when  the wheels touch down)7.  Routine measurements are interspersed with the normal AMDAR observations ‐ see section A.2, Table 20, Note 1.  EDR events can be reported according to the format specified in section A.3.  

The NCAR  software provides a C  software  library,  the  insitu  library,  that can notify when and how many  turbulence/winds/temperature/etc.(met.  info) measurements  to package  into one report for downlink. This assumes that turbulence measurements are being generated from the NCAR  in  situ  turbulence  algorithm  (TURB).  The  implementers  can  incorporate  these modules into a  software  system  that  samples  the TURB algorithm and provides  it  to  the NCAR  report triggering  algorithm  (TURBREP).  TURBREP will  return  a  number  indicating  how many  of  the previous measurements to downlink. The implementers then downlink the number of met. info measurements as indicated from the NCAR report triggering algorithm.  The Turbulence reporting should be integrated into the AMDAR system as follows: 

1. The  implementers  pass  data  to  the  TURBREP    library  both  during  initialization  and normal processing. This includes populating a C structure described in a specified include file (see below) or simply passing float, int, or char data types. 

2. The  implementers  initialize the thresholds for the different triggering events as well as the  routine  reporting  interval.  All  thresholds  should  be  subject  to  type1_thresh  >= type2_thresh >= type3_thresh>= 0. If this is not met, the initialization routine may return 1,  indicating  that  initialization  failed. The current  recommended values are 0.18, 0.12, and 0.06,  respectively.  The hb_interval  controls  the  frequency of  the  routine  reports. The  current  recommended  value  is  15  or  20  (minutes).  It  is  advisable  that  the implementers work with NCAR to determine appropriate values for the thresholds and routine reporting interval if these are not chosen.  

3. The  implementers always sample  the TURB  library once every 60 seconds  (whether or not  that measurement will be  reported), as well as  the other  information  required  in each  line  in the reports, namely: pressure altitude,  latitude,  longitude, GMT time, wind speed and direction,  static air  temperature, water vapor  (if available), peak and mean EDR (TURB), conf (TURB), num bad (TURB), and the turbulence measurement encoded in a 5 char string (TURB).  All of this information is to be placed in a circular buffer(s) with length at least 6. 

 7 when  activated,  the  routine  observation  generated  at  the  end  of  flight  (ON  event)  is  to  be  stored  and 

reported separately from the Touch‐down Observation (see paragraph 3.3.6) 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 64 of 97 

     

4. The  implementers provide the mean and peak EDR data to TURBREF exactly as passed out  of  TURB.  The  implementers  set  any  bad  input  datum  to  ISTR_MISSING_DATA  as described in a NCAR‐specified include file (see below), if there is some problem that the implementers detects. 

5. When  reporting  measurements,  the  implementers  report  the  latest  available measurements in order from oldest to newest, in the downlinked report. For example, if TURBREP  indicates  1  measurement  to  be  reported,  then  the  latest  (newest) measurement  is put  in  the  report and downlinked.  If 2 are  to be downlinked  then  (in order) the second newest and newest measurements are reported. 

6. The  implementers  downlink  “routine”  reports  periodically.  The  time  interval  is controlled  by  the  hb_interval  parameter  in  the  initialization  step  (R1).  This  should typically  be  set  to  15  or  20  minutes.  The  triggering  logic  C  code  initiates  these automatically  as  long  as  the  other  requirements  in  this  document  are  satisfied.  The hb_interval can be set to 0,  in which case TURBREP will not  indicate when to downlink routine  reports.  It  is  then  the  responsibility  of  the  implementers  to  ensure  that  the routine  reports  are  downlinked  at  regular  intervals.  Routine  reports  have  the  same format as triggered reports except that they always contain 1 measurement line. 

7. The implementers should trigger an “end of flight” routine report close to but before the aircraft lands (immediately after aircraft touchdown is acceptable and probably the most expedient). There is a corresponding “beginning of flight” routine report, as well but the triggering logic C code initiates that automatically. 

8. The  implementers  should  keep  track of  running maximums of  the  conf and num_bad which are outputs of TURB. Each  turbulence report will contain,  in  the  last  turbulence measurement, two encoded characters (the 2nd and 3rd of the 8 turbulence characters) representing  these  running maximums  since  the previous downlinked  report.   For  the other measurements in the report, if any, these characters (2nd and 3rd) should be filled with ‘/’, indicating missing values. After the report is generated, the running maximums should be immediately reset. If a reset value needs be chosen, ‐1 is a suitable choice. 

9. One potential  issue  is  that  it may  be  possible  for  a  report  to  be  generated after  the running maximums have been reset but before TURB outputs new conf and num_bad. For  example,  suppose  at  12:00:00  a  turbulence  report  is  triggered,  after  which  the running maximums  are  reset.    If  at  12:00:01  the  aircraft  touches  down,  the  running maximums  would  still  be  in  a  reset  stage.    If  this  should  occur,  i.e.  the  running maximums  are  still  in  a  reset  state  at  the  time  a  report  is  triggered,  the  characters representing  the  running maximums  in  the  reports  (2nd  and 3rd  characters)  should be represented with ‘:’s. 

10. The  format  of  the  turbulence measurement,  as  indicated  in  section  A.2.2.2,  Table  20, Note 1, consists of a content indicator character followed by an 8 character string defined below.   

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 65 of 97 

     

 

Character  Description 

1  The tens of seconds of GMT time (i.e. if the GMT time is 12:34:56, this char should be a 5) 

Encoded running maximum of conf. 8 

Value  0‐9 10 12,reset value 

Encoded Value 0‐9 A  :  

3  Encoded  running  maximum  of  num_bad.    The encoding is the same as conf 

1st char from EDR string output from TURB 4 

2nd char from EDR string output from TURB 5 

3rd char from EDR string output from TURB 6 

4th char from EDR string output from TURB 7 

5th char from EDR string output from TURB 8 

 NCAR Software Modules  NCAR will provide 2 functions to be called by The Implementers. They are: 

1. R1:  ISTR_init:  An  initialization  (or  reset)  routine.  This will  need  to  be  called  by  The Implementers  once  at  startup  (i.e.  at  the  same  time  TURB  is  initialized)  and  if  re‐initialization is necessary, i.e. after the Implementers have detected a problem or wants to change the thresholds for the reports.   

2. R2: ISTR_determine_report: A routine to be called every 60 seconds for each EDR data sample  generated  from  TURB  (i.e.  immediately  after  TURB N3  routine  is  called).  This routine determines the number of measurements that should be reported into a single turbulence report and downlinked.   

 These routines are referred to as R1 and R2 in the diagrams below. Error! Reference source not found. captures the way NCAR envisions the Implementers’ driver will call R1 and R2.  

                                                            8 Only the  last measurement in the report should have values other than ‘:’ for this character. See  item 7 on 

page 65 for more details. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 66 of 97 

     

Implementers Initialization

R1

Impl. gets new EDR data from TURB

(after N3)

Did Thresholds change?

R1YES

R2

Impl. Reports the number of

measurements indicated by R2

Reset running maximums

No

Impl. puts relevant data into circular

buffers

Did R2 return value

> 0

YES

No

 Figure 6: Flow diagram for downlinking.     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 67 of 97 

     

 NCAR Module Interface Argument Lists  R1: int ISTR_init(EdrInitStruct ei); Inputs:    Thresholds used for triggering Outputs:  None Returns:  0 if initialization succeeded     1 if initialization failed – No further processing possible.  R2: int ISTR_determine_report(float mnedr,float pkedr,int *num_to_report); Inputs:    Latest turbulence data Outputs:  Number of measurements to report.  0 indicates no report should be generated.   Relevant sections of include files describing interface structures  typedef struct {   float type1_thresh;   float type2_thresh;   float type3_thresh;   int hb_interval;  } EdrInitStruct;  #define ISTR_MISSING_DATA ‐9999.0  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 68 of 97 

     

 

C.2 AtmosphericWaterVaporContentDepending on the water vapor sensor installed, the software will be capable of reporting 

atmospheric water vapor content for downlink in 3 ways: 

1. Mixing ratio (r): defined to be the ratio of the mass of water vapor content to the mass of 

dry air of an air sample. The units of r are g/kg.  

Resolution: 1 x 10‐6 

kg/kg.  

Range: 0 to 38 g/kg.  

 

2. Relative humidity (RH): defined to be the density of water vapor present in the atmosphere 

expressed as a percentage of the density of water vapor present when the air sample is 

saturated (air pressure and temperature held constant). That is:  

RH = 100 x (density of actual water vapor / density of saturated water vapor)  

Resolution: 0.01%.  

Range: 0 to 100%  

A WV/Humidity value reported as a relative humidity percentage value is reported in 

hundredths of percent and with Q = U, i.e. nnnnnU. For example, 05000U indicates that 

water vapor is reported as humidity with a value of 50.00%. 

 

3. Dew point temperature (DPT): the temperature to which air must be cooled in order for it to 

become saturated (air pressure held constant. The units of DPT are degrees Celsius (°C).  

Resolution: 0.1C  

Range: ‐99 to 49C  

The  software will  require  a  configuration  parameter  to  determine  from which  sensor  the water 

vapor content should be acquired and, as a consequence, how the water vapor content should be 

encoded. 

Water  vapor  content will  be  reported  in  the  downlink message  as  nnnnnQ. Where  nnnnn  is  the 

coded water vapor content and Q  is a quality control parameter. The value of Q will be dependent 

on the type of sensor employed and the units in which the water vapor content is reported.  

Table 25 : Water Vapor Configuration Criteria 

WATER VAPOR SENSOR   CONFIGURATION PARAMETER   DOWNLINK FORMAT (NNNNN)   QC FORMAT (Q) 

WVSS‐II   1   MIXING RATIO   SEE TABLE 26 

?   2   HUMIDITY   U  

?   3   DEW POINT TEMPERATURE   D  

 In order to obtain the highest quality water vapor content data on the ground, it is always preferable 

to downlink the water vapor sensor output variable as provided rather than converting to one of the 

two alternative derived variables, e.g. if the sensor provides mixing ratio, then that is what should be 

reported rather than converting to relative humidity or dew point temperature for reporting. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 69 of 97 

     

At  the  time  this  specification was  prepared,  the  only  sensor  deemed  to  be  capable  of meeting 

operational  and performance  requirements  for use with AMDAR was  the  SpectraSensors WVSS‐II 

sensor.  

C.2.1 TheWVSSIISensor

C.2.1.1 IntroductionThe second‐generation Water Vapor Sensing System (WVSS‐II) for commercial aircraft uses a diode 

laser  for  the  accurate  measurement  of  water  vapor  information.  The  water  vapor  information 

available is the mass atmospheric water vapor mixing ratio in kilograms per kilogram (kg/kg).  

The WVSS‐II has a Systems Electronics Box (SEB) that sends the mixing ratio  in ARINC 429 message 

(Octal  Label 303) and bits  in Octal  Label 270  (related  to Q values)  to  the avionics box  (DFDAU or 

equivalent).   

First step is to check the status bits in ARINC 429 message Label 270 (see Section C.2.1.4 below). If, 

as a result of the status bit checks, the Q value has been set to 2, 3, 4, or 5, then no calculation  is 

made and the data values for mixing ratio are set to (/////) as in Sections C.2.1.3 and C.2.1.4  below.  

On the other hand, if the Q value has not been set by the above bit checking, then the Q value is set 

to 0 and calculations proceed as  in Section C.2.1.2 below. The encoding of  the mixing  ratio value 

then proceeds as in Section C.2.1.3 below.   

C.2.1.2 CurrentInputVariablesandCalculationThe variables that are input to the processing in the DAS are as follows: 

Ts:  static temperature expressed in kelvin; i.e., add 273.15 to degrees celsius   

Ps:  static pressure expressed in pascal; i.e., if pressure in millibars or hPa, then multiply by 100  

Note that this may be obtained as STATIC PRESSURE or calculated from PRESSURE ALTITUDE.   

r:  (mixing ratio in kg/kg).  Obtained from diode laser of the WVSS‐II is supplied in digital form to the 

DAS at a rate of approximately once every 2.3 seconds. 

The mixing  ratio  is  used  in  the  observation  but  the  relative  humidity  (RH)  is  used  as  a  control 

variable.  With the above input variables, the calculation of RH is performed in synchronization with 

the calculation of mixing ratio, using the latest valid samples of pressure and temperature as follows: 

Step 1:  Calculate water vapor pressure (e) from equation (1) 

e = (Ps)( r )/ (r + 0.62197) (1)

Step 2:  Calculate saturation vapor pressure (es) from equation (2) 

es = 10((10.286 Ts – 2148.909) / (Ts – 35.85)) (2)

Step 3:  Calculate RH from equation (3) 

RH = 100.(e/es) % (3)

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 70 of 97 

     

Step 4: Round the RH value to the nearest integer 

Add 0.5 to the floating point RH value, and then truncate the value to an integer. 

Step 5:  IF RH less than 101%, THEN 

(i) Present  the mixing  ratio  in  the  5‐character  code  (NNNNN)  according  to  Section  C.2.1.3 

below. 

(ii) Set the control character (Q)  in the water vapor  information field (NNNNNQ) to Q = 0 (see 

Section C.2.1.4 below). 

IF RH equal to or greater than 101%, THEN 

(i) Present the mixing ratio in the 5‐character code (Section C.2.1.3 below) 

(ii) Set Q = 1 (Section C.2.1.4 below) 

C.2.1.3 Presentingthe5‐characterMixingRatioFieldThe mass mixing ratio is broadcast from the SpectraSensors WVSSII sensor on ARINC 429 label 303. 

For  detailed  information  see  SpectraSensors  DWG  No.  01021‐00027,  Rev  D  or  later  approved 

revisions. 

The mass mixing ratio is computed within the WVSS‐II software as a floating point number in kg/kg. 

In order  to  represent  this number as an  integer variable  in  the 32‐bit ARINC word,  this number  is 

multiplied by 220 and sent to the avionics box. So in order to use the value needs to be divided by 220 

before the data can be encoded. 

The water  vapor  information  is presented  as  a  six‐character  field  (NNNNNQ) where  the  first  five 

characters are integers (NNNNN) with the following meaning: 

NNNNN = N1N2N3 N4N5= N1 • N2• N3• N4 x 10(-3 – N5) 

Example: 12345 = 1234 x 10‐3‐5  = 1234 x 10‐8 kg/kg 

C.2.1.4 TheQualityControlCharacter(Q)The value Q  is a quality control character and  its ultimate nature has  the meaning defined  in  the 

Table below.  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 71 of 97 

     

Table 26 : WVS‐II Quality Control Parameter 

Q  System State  Software Logic  Data Output 

Normal operation  Air/Ground = Air  NNNNN0 0 

RH greater than or equal to 101%  RH => 101%  NNNNN1 1 

Input laser power low  Laser < 5% of initial power  /////2 2 

Probe WV temp. input out of range  Proprietary information  /////3 3 

Probe WV pressure input out of range  Proprietary information  /////4 4 

Spectral line out of range  Proprietary information  /////5 5 

Not defined    /////6 6 

Not defined     /////7 7 

Numeric error  e.g., divide by zero  /////8 8 

No WVSS installed  No WVSS installed  /////9 9 

The Q values are based upon the information in various bits in the Octal label 270 (message status) 

sent by the SEB. This is the first action, to check these bits! 

If Bit 13 in label 270 is “1” then laser power is low. 

Set Q = 2, data is not computed and the 6 character code is /////2 

If Bit 14 in label 270 is “1” then the temperature sensor in the measurement cell is out of range. 

Set Q = 3, data is not computed and the 6 character code is /////3 

 If Bit 15 in label 270 is “1” then the pressure sensor in the measurement cell Is out of range. 

Set Q = 4, data is not computed and the 6 character code is /////4 

If Bit 16 in label 270 is “1” then the spectral line is out of range. 

Set Q = 5, data is not computed and the 6 character code is /////5 

When all of the bits (#13 through #16) are zero – that is no problems ‐ calculation is performed as in 

Section C.2.1.2 and C.2.1.3.  If the calculation is performed without error the data is encoded as in 

Section C.2.1.3 and Q is set to 0 (zero). If RH is greater than 100%, then the data is encoded as in 

Section C.2.1.3 and Q is set to 1. If a numerical error occurs in the calculations, the data is set to 

solidi (/////) and Q is set to 8 – so the 6 character code is /////8.

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 72 of 97 

     

 

AppendixD DataCompression In order to minimize the number of character  in a message and thereby reduce transmission cost, two coding compression techniques can be applied to the message contents.  The  first  compression  technique  relies on expressing  reported values as  integers and  then  coding these  integer  numeric  values  using  the  full  set  of  available  printable  characters.  These  are  the characters available within ACARS as shown in Table 27 below. By using this technique, the number of characters required to report the numerical values is reduced, thereby saving valuable and costly space in downlink messages.  The second compression technique can be applied to some parameters only and relies on encoding an initial reference, “absolute” value, after which subsequent values reported in the same message are  encoded  as  the difference between  the  initial Absolute  value  and  the  subsequent parameter value.  This  difference  between  the  reference  value  and  the  reported  value  is  referred  to  as  the “delta” value. Parameters that can be reported in this way rely on having the physical characteristic that  they  change  relatively predictably and  slowly  from one value  to  the next.  In  the  case of  the AMDAR application,  it  is  the spatial parameters  that most  lend  themselves  to such a compression technique.  The application of Base‐40 compression or Delta‐Compression, and, in some cases, both techniques to some parameters, can result in significant data transmission cost savings.  Section D.1 below describes  the Base‐40 Compression  technique, Section D.2 describes  the Delta‐Compression technique and Section D.3 provides the compressed format for the AOSFRS Downlink Data Message Format as defined in section A.2. 

D.1 Base‐40Compression Base‐40 Compression can be used to express integer values using the character set provided below in Table 27.  In  its simplest utilization,  the Base‐40 character set allows a single digit  to be used  to express  the integers from 0 up to 39. The integer 40 is then expressed with 2 characters as ‘10’. What this means is: 1 count of 40 and zero. Mathematically: (1*40) + 0  41 is represented by 11, 42 by 12, etc.  Similarly, ‘.0’ = (39*40) + 0 = 1560 and ‘..’ = (39*40) + 39 = 1599.  Thus, including ‘ 0’, Base‐40 allows 1600 integers to be encoded with only 2 characters spaces.  

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 73 of 97 

     

Table 27 : Base 40 Conversion Chart 

0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  

0X  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 

1X  A  B  C  D  E  F  G  H  I  J 

2X  K  L  M  N  O  P  Q  R  S  T 

3X  U  V  W  X  Y  Z  :  ,  ‐  . 

 

The number of positive integers able to be represented by y characters spaces is equal to 40y. 

Mathematically, a Base‐40 character expresssion of y characters,  i.e. CyCy‐1Cy‐2...C1  represents  the integer: 

ny(40y‐1) + (ny‐1(40

y‐2) + ... + (n1 x 400)        (Equation D.1‐1) 

where ni is the integer corresponding to the Base‐40 character, Ci  If the negative integer range is required to be represented, then the integer range able to be 

encoded is –(40y/2),.., (40y/2) – 1 

This leads to the following integer ranges (for up to 6 characters) shown in Table 28. 

Table 28 : Base‐40 Integer Ranges 

CHARACTERS REQUIRED  MINIMUM VALUE  MAXIMUM VALUE 

1  ‐20  19 

2  ‐800  799 

3  ‐32,000  31,999 

4  ‐1,280,000  1,279,999 

5  ‐51,200,000  51,199,999 

6  ‐2,048,000,000  2,047,999,999 

 

To enable the reporting of values to a higher degree of precision than whole integers, the range can 

be selected so as to allow the reporting of numerical values in tenths, hundreds, thousandths, etc of 

the unit of the physical parameters that are reported. 

In the case of its application to AMDAR, given that the reporting of parameters is based on set 

character widths, the Base‐40 encoding technique is applied so that a single range is allocated to 

each parameter, depending on the maximum value required to be reported and encoded. 

For example, air temperature requires a range of ‐80.0 to 79.9 degrees Celsius with a precision of 

0.1C. Therefore, by utilising the Base‐40 encoding technique, air temperature is able to be reported 

using only 2 characters (see Table 28) rather than the 5 characters required to represent its usual 

decimal numerical format. 

D.2 Delta‐CompressionDelta‐Compression relies upon the physical properties of some reported parameters that they vary 

relatively slowly and predictably from one value to the next, in the context of the frequency at which 

they are measured and reported from an AMDAR application. For such parameters, it is possible to 

reduce the character space required to report their value, by encoding only the difference or “delta 

value” with respect to an initial reference, “absolute” value. The technique is applied by reporting 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 74 of 97 

     

absolute values in an initial reference observation, after which subsequent observations in the same 

message are reported with delta values for those parameters to which the compression technique is 

applicable. Both the absolute (reference) values and the delta values are reported with Base‐40 

Compression. The original absolute values of the non‐reference observations are able to be 

reconstructed with a simple numerical addition by the ground processing system.  

The AMDAR parameters for which such a technique is applied are the spatial and time coordinates: 

Latitude, Longitude and Day/Time. 

D.3 AOSFRSCompressedDownlinkDataMessageFormatThe compressed downlink data message format is very similar in structure to the uncompressed 

downlink format (section A.1). It is comprised of a Header block (Table 29), followed by a sequence 

of data observations, each of which contain all of the parameter values making up the Basic 

Observations (Table 30), followed by those additional Optional Parameters (Table 31) that may be 

reported. The fundamental differences are: 

1. The first observation of the message must be the reference observation that contains the 

absolute values corresponding to those parameters for which the Delta‐Compression 

technique is applied;  

2. Subsequent observations contain the delta values for those parameters for which the Delta‐

Compression technique is applied; and, 

3. Those parameters for which Base‐40 Compression is applicable (as indicated in Tables 30 

and 31) are encoded as described in section D.1 (examples are provided below in section 

D.4). 

As with the uncompressed message format, the number of observations reported in each message 

should be based on those considerations outlined in section 3.5. 

Table 29 : Header, compressed 

CHARACTER NUMBER 

# OF CHAR  CONTENT  FORMAT  NOTES LINE NUMBER 

1  1‐3  3  AMDAR MESSAGE VERSION  E.G. “A01”   

2  1‐26  1 TO 26  OPTIONAL PARAMETER INDICATION  # OR A THRU Z  SEE OPTIONAL PARAMETERS 

3  1‐7  8  AMDAR AIRCRAFT IDENTIFIER  AANNNN  1 

3  8  1  NORMAL (N) OR COMPRESSED (C)  C  2 

9  1  TIME BASED (0) OR PRESSURE BASED SCHEME (1) 

0 OR 1   3 

3  10‐13  4  DEPARTUREAIRPORT  AAAA  3 

3  14‐17  4  ARRIVALAIRPORT  AAAA  3 

Notes: 

1. The AMDAR identifier is assigned by the requesting NMHS. 

2. C indicates that the data is encoded using the compression scheme. 

3. Departure and Arrival airport are represented by their ICAO code. Reporting of these fields is optional 

but if available, strongly recommended. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 75 of 97 

     

Table 30 : Basic Observation Format, compressed 

BASE‐40 OFFSET  CHARACTERS DESCRIPTION  TYPE* 

FIRST OBS  SUBSEQ OBS 

ABSOLUTE RANGE 

DELTA ALLOWED 

RANGE FIRST OBS 

SUBSEQ OBS 

ABSOLUTE  N/A  N/A  N/A  N/A  1  1 OBSERVATION TYPE 

INDICATOR DELTA  1,280,000 

 32,000  ‐324000 

TO 

+324000 SECONDS 

‐32000 TO +31999 SECONDS 

4  3 LATITUDE (IN SECONDS) 

DELTA  1,280,000  

32,000  ‐648000 TO 

+648000 SECONDS 

‐32000 TO +31999 SECONDS 

4  3 LONGITUDE (IN SECONDS) 

DELTA  0  

0  0 TO 2678399 SECONDS 

INTO THE 

MONTH 

0 TO 32000 SECONDS 

5  3 DAY/TIME (UTC) 

PRESSURE ALTITUDE IN TENS OF FEET (REFERENCES AGAINST STANDARD ICAO 

ATMOSPHERE) 

ABSOLUTE   

32,000  

32,000  

‐100 TO +5,000 TENS OF 

FEET 

N/A  3  3 

TEMPERATURE  ABSOLUTE  800  800  ‐800 TO +799 TENTHS OF 

°C 

N/A  2  2 

WIND DIRECTION  ABSOLUTE  0  0  0 TO 360 DEGREES 

N/A  2  2 

WIND SPEED  ABSOLUTE  0  0  0 TO +800 KNOTS 

N/A  2  2 

ROLL ANGLE FLAG  CHARACTER  N/A  N/A  N/A  N/A  1  1 

TOTALS  24  20 

* “absolute” indicates the value is not Delta‐Compressed, “delta” indicates the value is Delta‐

Compressed, “character” indicates the reported value has no compression applied. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 76 of 97 

     

Table 31 : Optional parameters, compressed 

BASE‐40 OFFSET  CHARACTERS DESCRIPTION  TYPE 

FIRST OBS  SUBSEQ OBS 

ABSOLUTE RANGE 

DELTA ALLOWED 

RANGE  SUBSEQ OBS 

FIRST OBS 

CHARACTER  N/A  N/A  N/A  N/A  0, 1 OR 9* 

0,1 OR 9* EDR 

ABSOLUTE  0  0  0 TO 800  TENTHS 

M/S 

N/A  2  2 DEVG 

TRUE AIRSPEED  ABSOLUTE  0  0  0 TO 999  N/A  3  3 

TRUE HEADING (TENTHS OF DEGREES) 

ABSOLUTE   0  0  0 TO 3599  N/A  3  3 

GNSS ALTITUDE  ABSOLUTE  100  100  ‐100 TO +5,000 TENS OF 

FEET 

N/A  3  3 

ANTI‐ICE  ABSOLUTE  0  0  0 TO 7  N/A  1  1 

A/C CONFIGURATION INDICATOR 

ABSOLUTE  0  0  0 TO 15  N/A  1  1 

WATER VAPOR  CHARACTER  N/A  N/A  N/A  N/A  4  4 

WATER VAPOR QUALITY  CHARACTER  N/A  N/A  N/A  N/A  1  1 

ICING  ABSOLUTE  0  0  0 TO 2  N/A  1  1 

ROLL ANGLE  ABSOLUTE  180  180  ‐180 TO 180 DEGREES 

N/A  2  2 

PITCH ANGLE  ABSOLUTE  90  90  ‐90 TO 90 DEGEREES 

N/A  2  2 

VERTICAL SPEED  ABSOLUTE  2000  2000  ‐2000 TO 2000 FT/MIN 

N/A  3  3 

26+9*  26+9* TOTALS 

* If the observation is a routine EDR observation, the total number would be 26+9=35; or 26+1=27; otherwise 

the total would be 26. 

D.4 EncodingCompressedValuesThe steps required to compress data values in Tables 30 and 31 are: 

1. Determine either the numerical value or the delta value to be reported. For example, if the parameter is time, the value to be reported is the delta time value of the first day of the month at 15:07:00 and the absolute (reference) time was the first day of the month at 15:00:00, then the delta value to be encoded is: 420 (seconds). 

2. If necessary, convert the numerical value to be encoded into an integer that provides the required precision in terms of tenths, hundredths, thousandths, etc of the units in which the parameter is reported. For example, an air temperature value of 15.5°C is converted to the integer 155. 

3. Add the Base‐40 Offset (from the appropriate column in Tables 30 and 31) to the integer value, which accounts for the negative part of the numerical range of the parameter. For example, for an air temperature value of 15.5°C, which is converted to integer value 155, the final integer value to be encoded is 155 + 800 = 955. 

4. Based on the range in Table 28 that corresponds to the number of characters indicated in column Character, convert the integer value (from step 3) into its Base‐40 equivalent. Examples showing how to carry out the conversion manually are shown below – of course, a 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 77 of 97 

     

computational algorithm for automating this process as part of a data processing system should be implemented. 

5. The character string produced in step 4 is the value that is reported in the message.  Note: 

When an automated algorithm attempts to encode an integer value that lies outside of the designated range, the algorithm should return and report a string of solidii characters of equivalent length. 

When encoding Base‐40 strings, unused character space should be left‐padded with blank spaces. 

 

The following 2 examples of Base‐40 Compression use different algorithms and mathematical 

functions for the final step required to convert the integer value to a Base‐40 character string. Both 

are valid and programmable alternative algorithms. 

COMPRESSION EXAMPLE 1: To code latitude 3º43’30’’ South in seconds 

Step 1 (if required) Convert value into the required units, in this case seconds South = ((3 x 3600) + (43 x 60) + 30) x (‐1) = ‐13,410 seconds Step 2 The Absolute Range for Latitude specifies that 4 characters are utilized to provide the required range of values and an offset of 1,280,000 is used (see Table 30). Step 3 Add the required offset to the value to get the coded value: Coded value = ‐13,410 + 1,280,000 = 1,266,590 Step 4 Convert the coded value into its base 40 equivalent using Table 27: 

Character 1 (most significant): Trunc (1,266,590/ (403)) = 19 check Table 2719 =  J  Remainder = 1,266,590 ‐ (19 x 403) = 50590 Character 2 Trunc (50,590/(402)) = 31check Table 2731 = V  Remainder = 50,590 ‐ (31 x 402) = 990 Character 3 Trunc (990/(401)) = 24check Table 2724 = O 

 Remainder = 990 ‐ (24 x 401) = 30 Character 4 (least significant) check Table 2730 = U 

 

CODED CHARACTER STRING = JVOU  COMPRESSION EXAMPLE 2: 

Pressure Altitude is measured at 38,990 feet.  

Step 1 (if required) Convert value into the required units, in this case tens of feet: 38,990 / 10 = 3,899  Step 2 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 78 of 97 

     

According to table 24 the Base‐40 offset for pressure altitude is 32,000 and three characters are used. Add the required offset to get the input value: Input value = 3,899 + (403)/2 = 3,899 + 32,000 = 35,899  Step 3 Convert the coded value in to base 40 using Table 27: if input value >= 40 then 

least significant output character = MOD(input value,40) = 19  check Table 2719 = J input value =INT( input value /40) = 897 

if input value >= 40 then repeat the first step  second output character = MOD(input value,40) = 17  check Table 2721 =  H input value = INT(input value /40) = 22 

The input value is no longer >= 40, the most significant output character is M (corresponding to 22)  

CODED CHARACTER STRING = MHJ 

Compressed report example 

A01 # AZ0001N1EHAMKJFK 0 L-A Q.KXOO8 UKHKKPKPG 100K00K00K0W0HKQUKPG 100K00K00K0XKHKQUKPG 100K00K00K0Z0HKQUKPG 100K00K00K0:KHKQUKPG 100K00K00KKO0HKQUKPG 100K00K00KM7KHKQUKPG 300K00K00KM7KHKQUKPG A report with an invalid parameter (in this case Wind Direction not valid) A01 # AZ0001N1EHAMKJFK 0 L-A Q.KXOO8 UKHK//KPG 100K00K00K0W0HK//KPG 100K00K00K0XKHK//KPG 100K00K00K0Z0HK//KPG 100K00K00K0:KHK//KPG 100K00K00KKO0HK//KPG 100K00K00KM7KHK//KPG 300K00K00KM7KHK//KPG

D.5 DecodingCompressedValuesThe steps for decoding a value that has been compressed using the method outlined in section D.4 

are: 

1. Convert the Base‐40 string to its (base 10) integer equivalent by applying Equation D.1‐1. 

2. Subtract the Base‐40 integer offset from the integer obtained in step 1. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 79 of 97 

     

3. If necessary, convert the integer to its decimal value in the units in which it was originally 

measured (e.g. for air temperature, divide the integer by 10). 

4. If this is a value to which Delta‐Compression has been applied, add the absolute (reference) 

value from the reference (first) observation to the delta value. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 80 of 97 

     

AppendixE PlatformSpecificInformationThis chapter provides information on systems from various vendors, relevant to the development of 

AMDAR. The  information  is based on vendor  input and user experience. If you find anything  in this 

chapter missing or incorrect please contact the WMO. 

E.1 HoneywelldatasystemsHoneywell AMDAR/ARINC620 Compatible Hardware and Software 

Product name  HW part number  Core software PN  AOC/application PN 

ACARS  965‐0728‐xxx    Note 1  998‐1375‐508 or newer 

Note 2 

CMU  965‐0758‐xxx    Note 1  998‐2141‐509 or newer 

Notes 3, 4 

ATSU  Any HPS compatible 

with the AOC is 

acceptable 

Note 5  998‐2459‐505 or 

998‐2794‐501 or newer 

Note 4 

Notes: 

Note 1:  Any core software compatible with the AOC is acceptable. 

Note 2:  Standard Application Operational Software, 998‐1375‐508. Modified to replace version 1 of 

the ARINC 620 Meteorological Weather Reporting Function with Version 2. Some bugs were found 

and fixed in later releases.   

Note 3:  Standard Application Operational Software 998‐2141‐509. Modified to replace version 1 of 

the ARINC 620 Meteorological Weather Reporting Function with Version 2. Some bugs were found 

and fixed in later releases. 

Note 4:  Earlier software contains ARINC 620 version 1. 

Note 5:   Any host platform software  (HPS) compatible with  the AOC  is acceptable.   Delta BDS and 

ACMS database may be required to provide data. 

If upgrading existing software, then the latest version is recommended. 

In many cases the DFDAU needs to be programmed to provide 429 data to ACARS/CMU/ATSU.   

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 81 of 97 

     

E.2 TeledyneControlsdatasystemsTeledyne Hardware suitable for hosting AMDAR / ARINC 620 weather report application software 

Hardware  Part No.  Remarks 

DFDAU as a DMU  2227000‐335, ‐805  Older DMU types have limited CPU 

capacity. For these types it is 

recommended to implement the most 

basic functionality only. 

DFDAU  2233000 – 8xx 

 

 

‐825 for KLM only 

2232000 

2234000 

2239000 

Older DMU types have limited CPU 

capacity. For these types it is 

recommended to implement the most 

basic functionality only. 

DMU 

DFDAU  2235000 – 83, ‐85   

FDIMU  2234320‐01‐01  Uplink capability for this type is limited, not 

all configuration options can be supported. 

Any Teledyne A320 DMU  795020 /030, /040   

     

ACARS MU WITH STARS  2231500 – 51, 52   

     

CMU  2231900 – 1 / ‐2   

     

Acronyms: ACARS  Aircraft Communications and Reporting System ACMS   Aircraft Conditioning and Management System CMU   Communications Management Unit DFDAU  Digital Flight Data Acquisition Unit DMU   Data Management Unit MU   Management Unit 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 82 of 97 

     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 83 of 97 

 

AppendixF AvionicsInformationForm This form is intended to gather information on avionics systems available that may allow AMDAR to 

be implemented onboard an aircraft. The form can be used when it is not immediately clear to the 

airline or met engineer if the available systems are capable of hosting AMDAR. The information can 

be send to the WMO who will then try to find out if the systems mentioned in the form are capable 

and in what way. 

The  information  the WMO  is  after  are  types  and manufacturers  of  the  onboard  data  acquisition 

systems, communication systems and other systems that may be relevant. 

The  form allows  for one aircraft type.  If more aircraft types need to be specified, please copy and 

paste the table for as much types as required. The table headers are described below. 

Operator:  Aircraft Operator     

Aircraft Type:  Type of aircraft the system is installed on (e.g. B747‐400, A340‐300, C56Xetc) 

# of A/C:   The number of aircraft involved 

LRU name:  Name of the LRU (Line Replaceable Unit) (e.g. DFDAU, ATSU,CMU etc.) 

Manufacturer:  Name of LRU Manufacturer (e.g. Honeywell, Sagem, Teledyne etc.) 

LRU P/N:  Acquisition system LRU Part Number 

Software P/N:  If known, acquisition system software Part Number 

S/W Control:  Who controls/programs the acquisition system software  

    (Manufacturer/Operator/Other) 

OPERATOR:  

AIRCRAFT TYPE:  # OF A/C:  

LRU NAME  MANUFACTURER  LRU P/N  SOFTWARE P/N  S/W CONTROL 

         

         

         

         

 

 

AppendixG AOSFRSApplicationsDevelopmentRequirementsSpecificationThis Appendix provides a table that can be used to define and provide specific requirements for AMDAR onboard software applications development and for software 

developers to indicate which of these requirements they can comply with. 

  Requirement  Section  Mandatory/ Recommended/ Optional 

Requested (Y/N) 

Developer Compliant

(Y/N) 

Comments 

H.1. The onboard Data Acquisition System (DAS) shall provide a data interface to the highest quality data sources available from the aircraft. 

3.1  Mandatory       

H.2. Parameters to be acquired/derived from the avionics system: AIRCRAFT ID AIR/GROUND SWITCH OR WEIGHT ON WHEELS COMPUTED AIR SPEED DATE – DAY GMT – HOURS GMT – MINUTES GMT – SECONDS LATITUDE LONGITUDE PRESSURE ALTITUDE IN ICAO STANDARD ATMOSPHERE STATIC AIR TEMPERATURE STATIC PRESSURE WIND DIRECTION TRUE WIND SPEED ROLL ANGLE PITCH ANGLE 

Table 1  Mandatory       

H.3. Parameters recommended to be acquired/derived from the avionics system: DEPARTURE STATION DESTINATION STATION VERTICAL SPEED GROSS WEIGHT VERTICAL ACCELERATION 

Table 2  Recommended       

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

H.4. Optional parameters to acquired/derived from the avionics system: WATER VAPOR DATA EDR ICING DATA ANTI‐ICE AIRCRAFT CONFIGURATION INDICATOR FLAPS GEAR DOWN/UP GNSS ALTITUDE GROUNDSPEED TRUE TRACK TRUE HEADING TRUE AIRSPEED 

Table 3  Optional       

H.5. Data Acquisition Rate: 

Input data acquired more than once per second.  Last valid sample within that second is used 

Input data acquired less than once per second, the last valid sample is used.   

3.2.1  Mandatory       

H.6. Data Validation: Input data is only used when 

It is validated using applicable avionics standards 

It passes Out of Range Checks 

3.2.2  Mandatory       

H.7. Data that is invalid shall not be used in any calculation  3.2.2  Mandatory       

H.8. Invalid data shall be either not reported or masked as specified  3.2.2  Mandatory       

H.9. All values, unless specifically stated, shall be obtained or calculated from the highest frequency instantaneous sample available, closest to the observation time and subject to Data Validation requirements. No smoothing or averaging of parameters 

3.2.3  Mandatory       

H.10. AMDAR Observation intervals should be linked to aircraft flight phase.  3.2.4.1  Recommended       

H.11. Flight phases that should be recognized:‐ Ground, Ascent, Level flight (or Cruise or En‐route), Descent 

3.2.4.1  Recommended       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 85 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

H.12. Assessment of the Phase of Flight to be made at regular one second intervals 

3.2.4.1  Recommended       

H.13. Flight phase Ascent shall always follow Phase Ground for a minimum of 60 seconds  

3.2.4.1  Mandatory       

H.14. A turbulence metric should be derived and reported within the AMDAR observation 

3.2.4.2  Recommended       

H.15. Turbulence metric should be either:‐ ‐ Eddy Dissipation Rate (EDR) [preferred] and/or ‐ Derived Equivalent Vertical Gust (DEVG) 

3.2.4.2  Recommended       

H.16. Water Vapour/Relative Humidity/Dew Point may be reported  3.2.4.3  Optional       

H.17. A Roll Angle Flag should be reported with the AMDAR observation  3.2.4.4  Recommended       

H.18. A derived parameter representing the aircraft configuration status may be added to the meteorological observation data.  When used, the parameter shall be assigned a value according to Table 5. 

3.2.4.5  Optional       

H.19. AMDAR observations are only to be made during the Ascent, Level Flight and Descent flight phases 

3.3  Mandatory       

H.20. Observations shall be made either:‐ ‐ when a pre‐set static pressure level is reached (Pressure based scheme, Preferred) ‐ When a pre‐set time period has elapsed (Time based scheme) 

3.3  Mandatory       

H.21. AMDAR software shall be capable of switching between Pressure Based scheme and a Time Based Scheme, but only one scheme shall be active at a time 

3.3  Mandatory       

H.22. AMDAR observations shall be stored in a dedicated area of memory until required 

3.3  Mandatory       

H.23. The downlink message shall contain a header block, containing:‐ AMDAR MESSAGE VERSION OPTIONAL PARAMETERS INDICATOR AMDAR AIRCRAFT IDENTIFIER DATA COMPRESSION STATE TIME/PRESSURE SCHEME INDICATOR 

A.2 

Table 18 

Mandatory       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 86 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

DEPARTURE AIRPORT ARRIVAL AIRPORT 

H.24. The downlink message shall contain a Data Block with each observation on a new line.  Each line to be right justified. The observations should contain the Basic Observation Sequence:‐ OBSERVATION TYPE INDICATOR LATITUDE (in seconds) LONGITUDE (in seconds) DATE TIME ALTITUDE (in 10s of feet) STATIC AIR TEMPERATURE (in 0.1C) WIND DIRECTION WIND SPEED ROLL ANGLE FLAG  All parameters shall be right justified 

A.3 

Table 19 

Mandatory       

H.25. For each optional parameter that is added to the observation sequence, the Header Indicator associated with the optional parameter shall be added in line 2 in the header 

A.3.2  Mandatory       

H.26. The downlink message may contain any from the optional parameters:‐EDR DEVG TRUE AIRSPEED TRUE HEADING GNSS ALTITUDE ANTI‐ICE A/C CONFIGURATION WATER VAPOUR RELATIVE HUMIDITY ICING 

Table 20  Optional       

H.27. An Ascent Observation shall be stored at the time of the OFF event, this is Ascent Observation Initial.  This observation shall consist of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported 

3.3.1  Mandatory       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 87 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

Table 6 

H.28. When reported in the downlink, the Ascent Initial Observation should be identified by the Observation Type Indicator 

3.3 3.3.1 

Recommended       

H.29. Ascent observations shall consist of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported 

3.3.2  Mandatory       

H.30. Ascent observations should be identified by the Observation Type Indicator 

3.3.2  Recommended       

H.31. Descent observations shall consist of the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported 

3.3.3  Mandatory       

H.32. Descent observations should be identified by the Observation Type Indicator  

3.3.3  Recommended       

H.33. Routine Observations are made at  set and  configurable  time  intervals and, when enabled, should be made during all phases of flight. 

3.3.4  Recommended       

H.34. Routine Observations  shall  consist of  the Basic Observation  Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.4 3.3.4.1 3.3.4.2 3.3.4.3 

Mandatory       

H.35. Routine  Observations  should  be  identified  by  the  Observation  Type Indicator  

3.3.4  Recommended       

H.36. Maximum Wind Observation should be reported when the conditions in 3.3.4.4 are met.  If reported, the Maximum Wind Observation should be identified by the Observation  Type  Indicator  and  shall  consist of  the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported at the time of 

the maximum wind measurement. 

3.3.4.4  Recommended       

H.37. Mean and peak turbulence intensity (EDR –eddy dissipation rate) should be  calculated  for  each  minute  in  flight.  If  reported,  EDR  Routine Observations  should  be  identified  by  the  Observation  Type  Indicator and should be concatenated to the Basic Observation Sequence. 

3.3.5  Recommended       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 88 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

H.38. The  Touch‐down  Observation  shall  be  stored  at  the  time  of  the  ON event.  Touch‐down Observations should be identified by the Observation Type Indicator and shall consist of  the Basic Observation Sequence and any additional parameters to be reported. 

3.3.6  Mandatory       

H.39. During the ascent and descent phases of flight, the triggering of Ascent and Descent Observations should be made based on either a Pressure Based Scheme or a Time Based Scheme as defined in Table 8. 

3.4  Recommended       

H.40. En‐route Routine Observations should also be triggered at set time intervals and should begin at the conclusion of the ascent phase and terminate when reporting of Descent Observations begins. 

3.4  Recommended       

H.41. During  the  Ascent  Flight  Phase,  Ascent  Observations  shall  be made  at  defined  Ambient  Static  Pressure  levels which will  be known as "Ascent Target Pressures". These will be referenced to the Ambient Pressure at take‐off.  

3.4.1.1  Mandatory       

H.42. At  the  time  of  take‐off,  the  Ambient  Static  Pressure  shall  be determined using procedure in 3.4.1.1.1.Error! Reference source not found. 

3.4.1.1.1  Mandatory       

H.43. An  initial Ascent Observation  shall  be made  and  stored  at  the time of the OFF event (take‐off). 

3.3.4.1  Mandatory       

H.44. Ascent Observations during Ascent Part 1 shall be made according to the procedure in 3.4.1.1.3. 

  

3.4.1.1.3 Table 8 Table 9 

Mandatory       

H.45. Ascent Observations during Ascent Part 2 shall be made according to the procedure in 3.4.1.1.4. 

 

3.4.1.1.4 Table 8 Table 9 

Mandatory       

H.46. Routine observations shall be made at set time intervals during flight phase ascent as determined in 3.4.1.1.5. 

3.4.1.1.5  Mandatory       

Pressure Based

 Schem

H.47. During Phase of Flight Descent, Observations shall be made  3.4.1.2  Mandatory       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 89 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

according to the procedures in 3.4.1.2. 

H.48. The Touch‐Down observation should be made and stored 

according to the procedures in 3.4.1.2.1 

3.4.1.2.1  Recommended       

H.49. Routine observations shall be made at set time intervals during flight phase descent.  The interval timer resets and commences following each observation. If no pressure level change is encountered during the preset time interval, an observation is triggered and the timer is reset. 

3.4.1.2.2  Mandatory       

H.50. An initial Ascent Observation is triggered at the “OFF” event.   3.4.2.1.1  Mandatory       

H.51. Following the Initial observation, observations are accumulated at set time intervals until the part #1 duration limit is reached, counted from the “OFF” event. 

3.4.2.1.2 Table 8 

Mandatory       

H.52. Observations are accumulated from the expiration of the Part #1 data acquisition period. Part #2 data observations are taken at set time intervals until the Ascent total duration limit is reached, counted from the “OFF” event. 

3.4.2.1.3 

Table 8 

Mandatory       

H.53. Descent  data measurements  begin  at  Top  of  Descent  and  are accumulated at a set time interval. Top of Descent is modifiable. 

3.4.2.2 Table 8 

Mandatory       

Time Based

 Schem

H.54. An observation is stored as close as possible but before the aircraft touches down. This observation is included as the last observation in the last descent message 

3.4.2.2.1  Mandatory       

H.55. When  a  pre‐set  or maximum  allowable  number  of  observations  are stored, a message shall be formed containing these observations. After a  message  is  transmitted,  the  observations  can  be  discarded.  The message shall provide at least the following information: 

‐ Identification as AMDAR data ‐ Software version indicator i.e. what specification it conforms to‐ Reporting scheme (time‐based or pressure‐based) ‐ All required AMDAR Observations ‐ Any other  information required to decode and reform data at 

3.5.1  Mandatory       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 90 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

the original and highest quality possible.  

H.56. The AMDAR onboard system shall be capable of transmitting AMDAR Observations to the ground according to the Transmission Requirements in 3.5.3 

3.5.1  Mandatory       

H.57. The  AMDAR  onboard  system  should  be  capable  of  transmitting  the following messages: 

AMDAR Optimization 

AMDAR Status 

3.5.1  Recommended       

The transmission of messages should be structured so as to ensure that Ascent and Descent Observations are available at the NMHS within 15 minutes. 

3.5.3  Recommended       H.58.

H.59. En‐route should be transmitted so as to ensure availability at the NMHS within the minimum lapse time, taking into account communications costs, efficiency and other factors such as availability of communications relay stations 

3.5.3  Recommended       

Messages that contain critical observations that have been identified as requiring immediate transmission, for example, turbulence event based reports may require immediate transmission. 

3.5.3  Optional       H.60.

H.61. Messages shall be sent to the ground as soon as they are complete via the most reliable and efficient means possible 

3.5.3  Mandatory       

H.62. Pending  messages  shall  be  sent  immediately  in  situations  outlined below: 

1. Flight phase transitions.  2. Reporting turned off by software control 

3.5.3  Mandatory       

H.63. The software shall be configurable to allow reporting behavior and AOS functionality to be altered. 

3.6  Mandatory       

H.64. Changes in configuration via uplink  3.6  Recommended       

H.65. Changes in configuration via manual entry through flight deck interface displays 

3.6  Recommended       

H.66. Changes in configuration via code changes  3.6  Mandatory       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 91 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

H.67. Apart from the Reporting On/Off switch (section 3.6.2.1 for specific requirements), changes to the configuration by one of the methods described above should become permanent until changed again. 

3.6  Recommended       

H.68. If for whatever reason the configuration settings are lost, the settings shall revert to a default configuration. 

3.6  Mandatory       

H.69. The default configuration setting is recommend to be “All flight phases on”, 

3.6.2.1  Recommended       

H.70. The AOS should support the functionality to modify the Reporting on/off configuration settings both permanently and also for a number (N = 1 to 99) of flights, after which the configuration reverts to the default setting. 

3.6.2.1  Optional       

H.71. If the AOS is not to be controlled by a ground‐based AMDAR data optimization system, then changes to this configuration setting should be permanent 

3.6.2.1  Recommended       

H.72. If requirement H.70 is not able to be met and the AOS is to be controlled by a ground‐based AMDAR data optimization system, then changes to this configuration setting should not be permanent and the switch should revert to the default setting at the conclusion of each flight. It should be understood that, unless this requirement is met, the optimization system will either need to keep track of the reporting status or else an uplink command must be sent in response to every flight notification 

3.6.2.1  Recommended       

H.73. The AOS shall be configurable so that a minimum of 10 geographical boxes in which reporting is enabled or disabled. Outside these boxes reporting is disabled depending on the airport limitation (see 3.6.2.3) 

3.6.2.2  Mandatory       

H.74. The AOS should be configurable so that a minimum of 20 and up to 50 airports around which reporting for ascent, descent or both, can be enabled or disabled. The settings applied to these specific locations shall take priority over the geographical limiting function 

3.6.2.3 

Table 15 

Recommended       

H.75. It should be possible to configure a single time window during which reporting is inhibited. This setting has priority over all other settings except reporting off 

3.6.2.4  Recommended       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 92 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

H.76. If EDR reporting is implemented, it should be possible to switch off EDR event reporting and alter the settings for the threshold values as per 3.6.2.5. 

3.6.2.5 

Table 17 Recommended       

H.77. The  software  should  provide  for  a  message  that  lists  the  current settings  for  all  of  the  control  parameters  mentioned  in  previous paragraph. The  message  can  be  requested  via  either  or  both  (in  order  of preference) 

1. An uplink command. 2. Manual request through flight deck interface displays 

 

3.6.3 

8.1 

Recommended       

H.78. AOSFRS Downlink Message Format  A.2  Recommended       

H.79. Header Block format  A.2.1, Table 18 

Recommended       

H.80. Data Block format  A.2.2  Recommended       

H.81. Data Block format, Basic Observation Sequence format  A.2.2.1, Table 19 

Recommended       

H.82. Data Block format, Optional Parameter Sequence format  A.2.2.2, Table 20 

Recommended       

H.83. EDR Event Message format  A.3, Table 21, Table 22 

Recommended       

H.84. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Basic Configuration 

A.4.1, Table A.4.1 

Recommended       

H.85. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Extended Configuration, Geographical Control Boxes 

A.4.2.1, Table 

Recommended       

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 93 of 97 

     

  Requirement  Section  Mandatory/  Requested  Developer  Comments Recommended (Y/N)  Compliant/ Optional  (Y/N) 

A.4.2.1‐1 

H.86. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Extended Configuration, Airport Configuration Parameters 

A.4.2.2, Table A.4.2.2‐1 

Recommended       

H.87. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Extended Configuration, Routine Observations and Wind Reporting Status 

A.4.2.3, Table A.4.2.3‐1 

Recommended       

H.88. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Extended Configuration, Ascent Configuration Parameters 

A.4.2.4, Table A.4.2.4‐1 

Recommended       

H.89. AOSFRS  Configuration  Functionality  and  Uplink  Control,  Extended Configuration, Descent Configuration Parameters 

A.4.2.5, Table A.4.2.5‐1 

Recommended       

H.90. AOSFRS Configuration Status Message format  A.5, Table A.5‐1 

Recommended       

H.91. AOSFRS Configuration Status Message (alternative) format  B.1, Table 23 

Optional       

H.92. An AMDAR optimization message may be sent to the NMHS and/or airline prior to departure of every flight 

3.6.4 B.2 

Optional       

H.93. Base 40 data compression can be used to reduce message size (and communications costs) 

D.1 D.2 

Optional       

H.94.           

H.95.            

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 94 of 97 

     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 95 of 97 

  Requirement  Section  Mandatory/ Recommended/ Optional 

Requested (Y/N) 

Developer Compliant

(Y/N) 

Comments 

H.96.            

H.97.            

     

AppendixH AOSFRSVersionControl 

VERSION  DATE OF VERSION  DESCRIPTION 

Version 1.0  July 16 2013  Specifies version 1.0 of the AMDAR Onboard Software Functional Requirements Specification. The preliminary draft version of this specification was developed under the consultancy of Mr Frank Tamis, Aircraft Data Engineering & Consultancy and reviewed and finalized for publication by the WMO Commission for Instruments and Methods of Observations (CIMO) Task Team on Aircraft‐based Observations. 

Version 1.1  2 April 2014  1. Section 1.2: 2nd paragraph added relating to version 1.1. 2. Section 1.6: 2 acronyms added (AOSFRS, AEEC). 3. Section 2.3: 2nd to last paragraph added describing 

intention to make ARINC 620 Meteorological Report Version 6 consistent with AOSFRS Version 1.1 

4. Section 2.3.1: First paragraph modified to reflect consistency between AOSFRS and ARINC 620 and recommend latest versions of these specification as standards for AOS; Data Handling paragraph altered for clarity. 

5. Section 3.1, Paragraph 2: Reference is changed to a footnote and updated. 

6. Table 1: Correction to 2nd equation of Note 1. 7. Table 1: roll angle added; pitch angle added. 8. Table 3: EDR added. 9. Table 6: precision requirement for Latitude and 

Longitude clarified as 1 second. 10. Section 3.6.2.2: Requirement regarding disabled 

reporting to take precedence over enabled reporting for geographical boxes. 

11. Appendix A: a. Title changed. b. Added section title A.2 c. Table 19: Latitude and longitude precision 

specified as second; format adjusted accordingly. 

d. Table 20, Note 1: text change for clarification and added description of the EDR encoding. 

e. Table 20, Note 2: new table added for specifying extended reporting of Anti‐ice parameter; roll angle added; pitch angle added; vertical speed added. 

f. Table 22: Precision of latitude and longitude corrected to 1 second and formats adjusted accordingly. 

g. Added A.4 AOSFRS Configuration Functionality and Uplink Control for expected consistency with ARINC 620‐S8. 

h. Added A.5 AOSFRS Configuration Status Message for expected consistency with ARINC 620‐S8. 

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 96 of 97 

     

IOM Report No. 115, AOSFRS version 1.1 Page 97 of 97 

VERSION  DATE OF VERSION  DESCRIPTION 

12. Section C.1.2 a. Added paragraph to C.1.2 describing EDR; b. C.1.2.1: Renamed and added several paragraphs 

providing the mathematical formulae for calculation of EDR; and, 

c. C.1.2.1: Renamed and added several paragraphs describing the integration of EDR reporting into the AOS. 

13. Section D.3: a. Table 31: altered GNSS offset to 100; roll angle 

added; pitch angle added; vertical speed added. 14. Section B.1: Change to 1st paragraph to clarify B.1 as 

providing an alternative configuration status message format. 

15. Section B.2: Change to 1st paragraph to clarify that B.2 provides an alternative optimization message in the case that OOOI reports are unavailable. 

16. Appendix D: Considerable text added and changes made for clarification and provision of more detailed explanation of data compression techniques. 

17. Added Appendix G, AOSFRS Applications Development Request and Compliance Matrix 

18. AOSFRS Version Control updated and became Appendix H.