淺析ADS—B與空管監視雷達的融合處理方式

【摘要】：雷達監視中ADS-B具有目標信息豐富、數據庫更新速度快、目標位置精準等優勢。在我國，部分地區將ADS-B與空管監視雷達共同聯合，取得較為理想的應用效果。隨著我國空中交通管理監督機制的不斷提高，ADS-B與空管監視雷達有效融合處理已成為發展的必然趨勢。兩者的有效融合可有效提高雷達監視的覆蓋面積，并提高民航飛行的觀測精準度，具有較高的安全保障功能。故本文則主要闡述ADS-B與空管監視雷達的融合處理方式。

【關鍵詞】：ADS-B；空管監視雷達；融合處理

前言

隨著經濟的飛速發展，航空運輸行業也得到了空前的發展。空中飛機數量的急劇增加導致空中的運輸流量增加，安全性大幅度降低。然而，在我國民航的航空管理系統上仍然使用的是比較舊式的雷達監控。單純的雷達監控有很多的局限性，不能很好的保障空中飛行的安全。在一些特殊的地方如：海洋、沙漠等無法設置雷達，導致雷達監控存在盲區，這非常不利于航空系統的監管，也容易發生安全事故。[1]隨著ADS-B這一技術引入到了民航，如何將ADS-B與空管監視雷達進行融合，彌補雷達監測盲區的缺陷成為亟待解決的問題。本文就這一問題進行探討，希望能夠提供良好的借鑒。

1.ADS-B與空管監視雷達的基本概述

ADS-B中文名字叫自動相關監視-廣播式，即不需要進行人工操作或者詢問，可以自行從相關機載設備中提取參數，然后向其他的飛機或是地面站廣播飛機的高度、位置、速度、航向、識別號等信息，可以讓管制員對飛機狀態進行實時、全方位的監控。通過這一技術不僅可以讓管制員監控飛機，也可以讓附近的飛行員了解附近空域的情況。

目前，我國的航空監管上仍然使用的是比較舊式的雷達監控，但是雷達監控有一個致命的弱點即監控范圍有限，監控存在盲區。而ADS-B能夠實現空對空、空對地的實時通信，而且僅需要一部電子設備，里面只需要有GPS接受器、天線和ADS-B位置收發器這三個部分就可以了。而雷達監測需要建設雷達發射和接受器，成本資金較高。ADS-B不僅僅能夠提供各種監控數據，還可以實時的推送天氣、地形等相關信息。[2]ADS-B和雷達監視相比具有造價低廉、不存在監控盲區、經久耐用等優點。所以ADS-B技術在我國的民航航空系統中運用十分的廣泛。

2 ADS-B與空管監視雷達數據融合模型的搭建

現在，新型的航空監管系統將ADS-B、雷達系統和定位系統的數據進行融合。由于定位系統與雷達系統的數據融合在以前就很完善。本節主要講的是ADS-B與監視雷達系統的數據融合。一般來說，數據融合是將信息進行校正、識別、評估等，其中的校正是為了后期目標的識別和評估。[3]真正的數據融合是在識別和評估時發生的，圖1為具體的數據融合時的結構模型。只有ADS-B和雷達數據進行了融合才能進行實時的監控。

數據融合的方式主要有3種，分別為：集中模式、混合模式和分布模式。本文主要是討論分布模式下的數據融合，將ADS-B所接受的信息和雷達監測系統進行融合。分布模式下的數據融合的運行方式是將ADS-B、雷達系統、GPS定位多個系統收集來的系統上傳至中央融合處理器，在中央融合處理器中進行融合處理，最后形成準確的信息。分布模式能夠盡可能的壓縮數據的數量，減少中央處理器的工作量，大大減輕中央處理器的負擔。在新的航空監管系統中，要先將多個雷達和ADS-B系統中信息進行預處理，處理完成以后會分別出現多個單個的雷達航空軌跡，多個單個的雷達航空軌跡進行融合才能形成多雷達航空軌跡處理，ADS-B處理以后也能出現ADS-B航空軌跡。最后兩個系統出來的軌跡進行時間、空間等多方面對比，最后形成系統的航空軌跡。

2.1前端雷達的數據處理

由ADS-B系統和雷達系統傳遞到航空管理中心的數據，可能因為系統不同，數據的格式也不盡相同，中途的傳送過程也可能會出現各式各樣的問題。因此對于前端傳送回來的數據還要進行格式適應性分析，對數據進行篩查，將顯而易見的錯誤信息進行刪減，確保前段數據的正確性才能進行后面的步驟。一旦前端數據出現問題，后面的所以工作都是無用功。

2.2單雷達與ADS-B的數據處理

對ADS-B系統和雷達系統傳回的數據篩選完成以后，倆大系統的數據格式需要進行統一，將不同系統的數據進行轉換，轉換成統一的系統語言。因為系統最后生成的軌跡要有具體的坐標，能夠定位。所以數據的格式需要轉換成坐標形式，這樣才能很好的配合GPS進行定位。

2.3多雷達與ADS-B的融合處理

因為各個雷達都是以雷達所處的地方作為參照物進行探測周邊的活動，并沒有統一的空間，也沒有統一的位置坐標。ADS-B系統和單個的雷達系統所產生的數據必須要經過處理，經過時間校準、空間定位、坐標轉換等多個環節才能往后端進行傳送。只有在前期將數據都進行標準化處理，才能減少在中央融合處理器里進行融合時出現的問題。

中央融合處理器接受到ADS-B系統和雷達系統經過處理后的格式標準化的雷達數據，采用分布模式下的多系統信息數據融合結構模型進行數據處理，其除了要對單個的雷達數據進行航空軌跡分析，還要將多個雷達系統下相同的航空軌跡進行融合，進行合并同類項操作。主要是根據一下幾個方面進行合并的：最主要的是根據位置、時間、高度、飛機的速度和一個特殊的代碼及24bit的地址碼。[4]

系統會收到ADS-B系統和雷達系統倆個系統的航空軌跡信息，對于這倆個系統的軌跡分析進行對比分析，動態的監控，當發現某個系統的數據出現中斷或者信號微弱時，可以用另一系統進行補充，兩個系統相互融合使用可以實現全方位、實時監控。

結語

將ADS-B引入航空管制監控系統后，帶了翻天覆地的變化。如果將ADS-B與雷達監控系統進行很好的融合，將能夠很大程度上提高現在的航空管制監控的效率。ADS-B可以在雷達無法建造的特殊的區域如：海洋、沙漠等發揮巨大的作用，能夠很好的彌補雷達監測的盲區，也能夠增強雷達監測系統的監測能力。ADS-B與雷達監測系統進行融合使用能夠更好的發揮各自的優勢，也能彌補各自的缺點，能夠更好的為航空監控管理工作服務，提升航空監控管理工作的效率，也能夠更好的確保航空交通運輸的安全。因此ADS-B與空管監視雷達的融合是大勢所趨。

參考文獻：

[1]翟羽佳.多雷達信號與ADS-B數據融合技術淺析[J].空中交通，2017（04）：24-27.

[2]盧升云.空管自動化系統的多雷達與ADS-B數據融合技術綜述[J].通訊世界，2016（06）：109-110.

[3]楊金鳳.ADS-B技術在空管中的應用[J].中國科技博覽，2015（44）：197-197.

[4]劉軒宇.淺析ADS-B與空管監視雷達的融合處理方式[J].通訊世界，2015（16）：246-247.