歐洲貓V5系統(tǒng)多監(jiān)視源數據融合處理

鄒繼科

摘要 現中南地區(qū)自動化主用系統(tǒng)采用歐洲貓v5系統(tǒng)，經多監(jiān)視源數據處理器MST （Multi-SensorTracking Function）對收到的A/C模式雷達數據進行處理，產生歐洲貓系統(tǒng)綜合航跡。根據民航局統(tǒng)一部署，后續(xù)將引接S模式雷達及ADS-B信號進行融合處理。本文將對中南地區(qū)目前雷達融合情況及后續(xù)多監(jiān)視源數據處理進行綜合分析。

【關鍵詞】歐洲貓 MST 雷達 融合處理

1 前言

中南地區(qū)自動化歐洲貓V5系統(tǒng)采用雙機冗余MST服務器對A/C模式雷達進行融合處理，產生系統(tǒng)綜合航跡。在多路A/C模式雷達進行融合處理的過程中，MST先對每部雷達進行預處理及BIAS修正。當雷達對飛機的位置進行測量時，在方位角和距離上定會存在一定的偏差。因此對雷達數據需要進行一定的BIAS補償，使其更趨近于飛機的實際位置。方位角和距離的補償值有兩種模式，一種是手動模式，即設定一個固定值的BIAS數值，在融合計算時始終按此值進行補償;另一種是自動模式，即依靠系統(tǒng)中算法固定周期選取10個點跡報告，計算一次BIAS數值，作為動態(tài)調整的參數。BIAS數值的選取不合理會導致對此雷達信號修正的不準確，當系統(tǒng)航跡使用此雷達航跡更新時，即會造成偏差，從而導致矢量線擺動或者假信號的問題。可見BIAS的修正對雷達信號處理十分必要。

2 多監(jiān)視源數據融合處理

MST多監(jiān)視源數據跟蹤處理器可以處理AiC模式雷達數據、S模式雷達數據、ADS-B數據以及WAM報告。MST先對收到的各項監(jiān)視源信息進行預處理，主要是對各監(jiān)視源的報告信息進行檢查，查看報告信息的完整性，并檢查報告信息與系統(tǒng)航跡是否匹配。經過MST預處理，多監(jiān)視源數據信息開始進行融合航跡運算，不同的數據源信息輸入系統(tǒng)，同時更新系統(tǒng)航跡。處理流程如圖1所示。

根據MSTS多監(jiān)視源數據跟蹤處理功能流程圖分析，系統(tǒng)收到雷達航跡（ Multi-RadartracHng），首先進入Buffer緩沖處理，即將雷達覆蓋的區(qū)域分成點跡扇區(qū)和航跡扇區(qū)。通過接收到雷達點跡的位置，判斷其參與計算的航跡扇區(qū)，并最終進行雷達航跡融合計算。

如圖1所示，參與系統(tǒng)融合處理的雷達航跡（ Multi-Radar tracking）、廣播式自動相關監(jiān)視ADS-B報告、廣域多點定位（WAMtracking）報告等多監(jiān)視源數據信息，均經過Pre-Correlation預相關處理。預相關處理是將點跡、航跡信息進行粗略分類的階段，即將同一或相鄰的點跡扇區(qū)內的點跡，參與同一航跡扇區(qū)內的航跡計算。實現多個相關點跡與多個相關航跡對應。預相關處理是多監(jiān)視源數據融合處理的初步計算，條件選擇相對寬泛，主要目的是濾除多監(jiān)視源送入的無相關的點跡報告，減少系統(tǒng)運算成本，便于MST更高效完成數據融合處理。

預相關處理是多點跡對多航跡的相關，要進行更準確地關聯運算，下一步將進行相關處理（ Correlation）。相關功能會對點跡和航跡進行配對可能性計算，產生匹配可能性的評估值，評估值反映了航跡與點跡匹配程度。通過評估值比較，計算出一個點跡最具可能性匹配的三個航跡，或一個航跡最具可能性匹配的三個點跡。剩余淘汰掉不相關的點跡，將送回Pre-Correlation預相關進行重新處理。

配對處理（Association）關聯功能，是將點跡和航跡進行1對1判斷匹配的重要過程。主要目的是為了解決1對3，或是3對1的相關沖突，最終雷達航跡和融合點跡實現一一對應的關系。同時也可能存在某些融合航跡或雷達點跡未收到任何與之關聯的信息，這時我們將這些融合航跡或雷達點跡送Initiation初始化進行處理。

融合航跡和雷達點跡實現了1對1的匹配后，進入航跡更新處理階段（ TrackUpdate）。MST采用自適應卡爾曼濾波器進行航跡更新，當系統(tǒng)受到航跡報告時，立即根據報告信息內容，判斷航跡趨勢，根據卡爾曼濾波器提供的三種數據轉換模型進行匹配。利用均分誤差最小的方法，對多個信息報告進行平均運算，即可更新系統(tǒng)融合航跡，使系統(tǒng)融合處理不間斷，提高了航跡參數判斷的準確性。

對一些未參與航跡更新的點跡將送入Initiation初始化，生成新的系統(tǒng)航跡。航跡更新后，即進入航跡管理（ TrackManagement）。航跡管理是對航跡質量的評估，對一些低質量或速度過高的不標準的航跡進行刪除。

MSTS服務器根據雷達信號的時標進行相應的融合計算。在離線參數中設定了每個雷達是否采用時標（UNIVERSAL TIMESTAMPING）解析參數，若為TRUE，則以雷達端添加的GPS時標為準;若為FALSE，則以THALES系統(tǒng)pline接收端的時標為準，雷達選取接收到的正北報和扇區(qū)0的時間為參考時間，用以判斷雷達的狀態(tài)以及雷達數據是否有效。如果雷達數據超過參考時間一定范圍，則認為數據無效，被MSTS服務器丟棄;如果3次未收到正北報或扇區(qū)O的雷達數據，或者此雷達數據超過一定參數時間被丟棄處理，則雷達的狀態(tài)自動切換為FAILED。

3 結語

經過MSTS多監(jiān)視源數據跟蹤處理，自動化歐洲貓V5系統(tǒng)可以輸出穩(wěn)定準確的綜合航跡信息提供給管制員使用。現階段中南區(qū)主要引接信號源以A/C模式雷達信號為主，后續(xù)根據國家對民航系統(tǒng)服務要求的統(tǒng)一部署，我局將進一步引接S模式雷達信號以及ADS-B信號，以為民航事業(yè)蓬勃發(fā)展提供更有力的技術保障！

參考文獻

[1] Thales ATM Pty Ltd NESACC EUROCAT-XSystem/Segment Specification.