場面和廣域多點定位系統技術要求的差異性闡述

邱志豪

摘 要 本文主要介紹場面和廣域多點定位系統技術要求，通過對比闡述它們之間的差異性，為民航行業技術人員深入研究多點定位系統技術要求提供有力的幫助。

關鍵詞 場面 廣域 多點定位系統 技術要求

中圖分類號：TH911.7 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.07.017

Explaining The Differences of Technical Requirement

between MLAT and WAM

QIU Zhihao

（South China Air Traffic Control Bureau of CAAC， Guangzhou， Guangdong 510403）

Abstract This paper mainly introduces the technical requirements of scene and wide area multi-point positioning system， and explains the difference between them and provides a powerful help for the technical personnel of civil aviation industry to study the technical requirements of multi-point positioning system.

Keywords scene； wild area； multi-point positioning system； technical requirements

0 引言

多點定位系統已經被國際民航組織ICAO確定為未來監視技術發展的主要方向，歐美主要航空強國正在加速推進多點定位技術的應用。近年來我國民航行業也在積極推動多點定位系統設備國產化，同時制定技術標準和相應政策，以及開展專業執照考核，促使系統推廣應用日趨完善。

多點定位技術主要是利用多個接收站接收目標發射的同一應答信號，通過對各個接收站接收的信號到達時間差進行解算處理實現目標定位。從系統結構（時間同步方式）上看，多點定位系統可分為分布式和集中式，它們均具有主動式和被動式兩種工作模式。跟雷達設備對比，多點定位系統具有定位精度高、更新率快、系統構成簡單、部署和維護成本低等優勢。

根據應用場景不同，多點定位系統可分成兩種類型：機場場面多點定位系統（簡稱場面多點）和廣域多點定位系統（簡稱廣域多點）。前者主要應用于機場場面，對場面上的航空器和車輛進行監視；而后者應用于終端（進近）或航路。

國內民航行業將多點定位系統技術要求也劃分成兩部分，分別是機場場面多點定位系統通用技術要求[1]和廣域多點定位系統通用技術要求[2]。國內外廠家研制生產的多點定位系統根據設備型號須滿足對應的技術要求，才能獲得使用許可證，才允許作為合法設備投入安全生產。

由于不同應用場合的關注點不一樣，場面多點和廣域多點的技術要求的內容存在差異性。本文主要通過對比分析這兩個技術要求，總結歸納出異同點，可以為技術人員深入研究多點定位系統提供鋪墊和幫助。

1 技術要求差異性對比

1.1 系統組成

場面多點和廣域多點的系統組成是基本一致的。無論是系統主要組成、支持雙網、支持雙機、手動/自動切換功能，還是采用商業貨架產品、成熟操作系統等，兩者要求均相同。不過需要注意一下，測試應答機在場面多點屬于必選，但在廣域多點屬于可選。

1.2 總體要求

場面多點和廣域多點的總體要求是完全相同的。它們都擁有以下功能或能力：物理防錯安裝設計、防雷設計、重啟時間、切換時間、BITE自檢、抗干擾和分辨交織應答、過流和過壓保護、設計壽命、系統年度可用性、MTBCF和MTTR、處理模A/C/ S類信號等。

1.3 性能要求

場面多點和廣域多點在性能要求上關注不一樣。除了系統容量相同之外，存在以下區別：

（1）系統處理時延。場面多點要求不大于0.5s，而廣域多點根據不同模式來定義：在數據驅動模式（通信設施時延不超過500ms）不大于1s，在周期性延遲模式不大于目標報告輸出周期加1s，在周期性預測模式不大于0.5s。

（2）目標報告平均更新率。場面多點要求按照每秒至少1次設計，以達到每秒1次的概率來統計，在系統監視范圍內和機動區不小于95%，在停機坪不小于70%，在停機位不小于50%。而廣域多點則要求航路和終端（進近）的目標報告更新最大間隔值分別是8s和5s，系統更新ACID和模式A代碼變化的概率不小于95%（3倍更新最大間隔），系統更新緊急代碼和SPI的概率不小于95%（1倍更新最大間隔）。

（3）系統周期性服務報更新率。場面多點要求不大于每次1s，而廣域多點要求不大于每次5s。

（4）目標水平位置精度。場面多點僅對場面目標有要求：在跑道、滑行道和停機坪中心線，達到7.5m和12m的置信度分別是95%和99%；在停機位，在5s內目標平均水平位置誤差不超過20m。而廣域多點要求航路和終端（進近）的目標水平位置精度最大值分別是350m和150m。

（5）探測目標概率。場面多點要求對模式S目標的探測概率如下：在跑道、滑行道和停機坪中心線2s內不小于99.9%；在停機位5s內不小于99.9%。而廣域多點要求位置探測概率不小于97%。

（6）系統錯誤探測概率。場面多點要求小于10-4，而廣域多點要求不大于10-3。

（7）系統目標識別概率。場面多點要求模式S目標應大于99.9%，而廣域多點要求在1個目標報告更新最大間隔內，系統識別航空器地址碼概率不小于99%，系統識別模式A代碼和C代碼概率分別不小于98%和96%。

（8）系統錯誤識別概率。場面多點要求在5s周期內小于10-6，而廣域多點要求對航空器地址碼、模式A代碼、模式C代碼、ACID的錯誤識別均不大于0.1%。

（9）航跡初始化。場面多點要求系統航跡起始時間不大于5s。而廣域多點要求在5倍更新最大間隔內（起飛目標以3倍更新最大間隔來計算），系統航跡起始概率達到99%。

此外，廣域多點要求能夠區分間隔超過10NM的具有相同航空器地址碼的目標。僅配置模式A/C應答機的航空器在表1所示空域范圍和間隔水平下，須滿足以下要求：位置探測概率在間隔1和間隔2須分別達到不小于60%和98%；代碼識別概率在間隔1和間隔2分別達到不小于30%和90%。

表1 模式A/C航空器水平間隔

1.4 詢問站

場面多點和廣域多點對詢問站的描述類似，包括詢問站主要設施組成、詢問控制、工作頻率、發射脈沖指標、被動運行模式、模式S 選擇性詢問、天線極化等。唯一不同點就是：發射機作用范圍。場面多點要求不小于2.5 km，而廣域多點要求發射機的脈沖峰值功率應滿足系統監視范圍覆蓋要求，輸出功率可調。

1.5 接收站

場面多點和廣域多點對接收站的描述僅有部分相同，包括接收站主要組成、信號解碼處理、工作頻率、天線極化等。存在以下區別：

（1）接收站之間時差測量精度。場面多點要求是任意兩個接收站之間時差測量精度不大于10ns（分布式系統），廣域多點沒有這個要求。

（2）接收機靈敏度。場面多點和廣域多點分別要求不大于-75 dBm和-85 dBm。

（3）接收機動態范圍。場面多點和廣域多點分別要求不小于65 dB和75dB。

（4）解碼能力。場面多點要求接收機正確探測解碼率須滿足：功率為MTL+3dBm（廣域多點要求一樣）時不小于99.9%，功率為-78dBm（廣域多點要求-88dBm）時不小于90%，功率為-81dBm（廣域多點要求-91dBm）時不小于15%。

1.6 測試應答機

場面多點和廣域多點對測試應答機的描述完全一致，包括主要組成、發射機工作頻率、發射脈沖指標（幅度差值、頻譜、雜散和二次諧波）、接收機工作頻率、切線靈敏度、天線極化等。

1.7 中心處理站

場面多點和廣域多點對在中心處理站的描述僅部分相同，包括目標信息處理、輸出ASTERIX格式報文（CAT019服務報、CAT020目標報告和CAT021 ADS-B目標報告）、數據傳輸協議、時間同步功能等。存在以下區別：

（1）數據輸出模式。場面多點沒有此項要求，而廣域多點要求支持數據驅動模式、周期性延遲模式和周期性預測模式。

（2）CAT010場面移動數據報。場面多點要求輸出，廣域多點不需要。

（3）目標報告數據項。場面多點和廣域多點對目標報告數據項輸出有區別，詳細見表2所示。

表2 多點定位目標報告數據項

1.8 監控維護單元

場面多點和廣域多點對監控維護單元的描述一樣，包括目標實時顯示和記錄回放、本地和遠程監控能力、實時監視系統模塊及通信網絡、周期性檢查關鍵性能參數、配置和控制功能、連續性檢查系統完好性、初始化故障組件、分析系統數據輸出質量、日志記錄和查詢、系統用戶權限分級管理等。

1.9 工作環境

場面多點和廣域多點對工作環境的描述也相同，包括工作電源（接收站、發射站、測試應答機擁有交流和直流，中央處理站、監控維護單元僅有交流）、室內設備環境適應性（溫度、濕度）、室外設備環境適應性（溫度、濕度、風速、降雨、冰雹、冰載、鹽霧、外殼防護等級）。

2 總結

多點定位系統未來將會在我國民航進行大規模推廣建設。通過對比分析場面多點技術要求和廣域多點技術要求之間的差異性，認真研究和透徹理解行業標準，提高設備保障和維護測試水平。

參考文獻

[1] 多點定位系統通用技術要求 第1部分：機場場面多點定位系統（征求意見稿）.中國民用航空局空中交通管理局技術中心，2016：1-8.

[2] 多點定位系統通用技術要求 第2部分：廣域多點定位系統（征求意見稿）.中國民用航空局空中交通管理局技術中心，2016：1-9.