大面積目標分裂自動判別系統軟件設計

楊昌錦

摘? ?要：空管自動化系統大面積目標分裂的情況對雷達管制運行有著較大的影響，有必要探尋簡易、快速的方式判別導致空管自動化系統大面積目標分裂的原因。本文針對監視源異常導致空管自動化系統大面積目標分裂的情況，提出了一種基于AeroTrac自動化系統的大面積目標分裂自動判別系統軟件設計方法，本軟件采用C#編程語言完成設計，通過解析AeroTrac自動化系統單監視源航跡及綜合航跡數據，可在3個雷達周期內自動判別出導致大面積目標分裂的異常監視源并在基于GMap.Net開源控件開發的態勢顯示界面上告警提示。經過測試平臺測試、數據回放測試及日常運行監控，驗證了該設計的可行性和有效性。

關鍵詞：目標分裂? GMap.NET? 軟件設計

中圖分類號：TN958.93? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0069-02

隨著我國民航事業的蓬勃發展，航班量日益增長，空管自動化系統缺乏自動判別導致大面積目標分裂的異常監視源并告警功能的背景下，急需一款能快速自動判別導致大面積目標分裂異常監視源的系統，以減少大面積目標分裂對管制運行的影響。本設計在AreoTrac自動化系統的基礎上，針對異常監視源導致大面積目標分裂的情況，根據導致大面積目標分裂的原理，設計了能在3個雷達周期內自動判別導致大面積目標分裂的異常監視源并提示告警的功能，簡化了技術保障人員異常處置的過程，提高了工作效率，滿足運行需要。

同時，本設計在GMap.NET開源控件的基礎上開發了類似AeroTrac自動化系統DP顯示終端的態勢顯示界面，能更加直觀的將疑似分裂目標顯示在態勢界面上，方便技術保障人員進行異常排查與操作。

1? 大面積目標分裂產生原因

空管自動化系統大面積目標分裂的產生原因主要有以下幾點：（1）空管自動化系統監視源參數設置有誤。（2）空管自動化系統進程異常。（3）監視源異常。

對于監視源參數設置錯誤的問題，在引接監視源信號時經參數調整和測試平臺測試后才正式接入在用自動化系統，正式運行后一般不會因該問題導致大面積目標分裂;而因自動化進程異常導致的目標分裂可通過切換主備服務器或使用備用自動化系統快速解決。最常見的為因監視源異常導致大面積目標分裂，該問題只能通過屏蔽或斷開異常監視源解決，所以如何快速、準確的判斷出異常監視源尤為重要。

2? 人工判別導致大面積目標分裂的異常監視源存在的缺點

人工判別導致大面積目標分裂的異常監視源需要逐個觀察、對比各監視源的目標，具有耗長、受技術人員技術水平限制等缺點，在確認異常監視源并將其信號屏蔽或斷開前，嚴重影響正常管制運行。如何快速、自動地判斷出異常監視源并提示告警為本設計的重點。

3? 軟件設計

本設計通過對AeroTrac系統的單監視源航跡、綜合航跡數據進行處理，獲取飛機目標的地理坐標、二次碼、航跡號、高度、航班號、24位地址碼等數據，自動在3個雷達周期內完成對導致大面積目標分裂的異常監視源的判斷。本軟件設計主要分為3大模塊：AeroTrac航跡數據處理、監控告警、態勢顯示界面，如圖1所示。

（1）AeroTrac航跡數據處理模塊具有解析單監視源航跡數據和綜合航跡數據、單監視源航跡數據信息補充、記錄單監視源航跡和綜合航跡數據等功能。

（2）監控告警模塊具有監視源信號中斷、恢復監控、判斷目標是否是疑似分裂目標或反射假目標、告警提示、生成告警日志等功能。

（3）態勢顯示界面模塊提供了類似于AeroTrac系統的態勢顯示界面，具有地圖及航線顯示、目標顯示更新[1]、目標標牌調整及過濾、扇區設置、顯示范圍調整、標牌公英制單位轉換、單監視源顯示或綜合航跡顯示模式切換、用戶個性化數據存儲、加載等功能。

3.1 數據處理告警流程設計

本軟件數據處理告警流程設計如圖2所示。

（1）系統解析AeroTrac系統的單監視源航跡數據和綜合航跡數據，判斷數據中是否有DUP告警標志位，同時過濾模擬應答機，將含有DUP告警的航跡數據移交給數據修正線程進行數據補齊、修正。

（2）數據修正線程通過綜合航跡數據補齊單監視源航跡數據中的24位地址碼、航班號等信息，以便告警線程更好區別真實目標和分裂目標。

（3）數據告警線程對修正后的單監視源航跡進行對比、計算，確認是否存在連續3個雷達周期被單個監視源掃到的疑似分裂目標或是否因航速過大導致的分裂目標或是否因反射導致的分裂目標，確認其異常監視源、記錄并在態勢顯示界面給與告警提示。

（4）統計管制區域內告警的異常監視源目標數占各監視源目標數的比例，對超過設定的告警閾值的監視源，提示其大面積目標分裂告警。

3.2 告警設計

3.2.1 判別疑似分裂目標告警設計

本系統定義了對比容器“Compare_List”用于存儲修正后的各航跡的各個單監視源DUP告警數據，告警線程對每個單監視源航跡數據跟“Compare_List”中的數據進行對比，通過二次碼、航跡號、航班號、24位地址碼來區別各航跡，若某DUP告警航跡連續3個雷達周期（對于ADS-B信號需進行數據過濾，設置為每4s一個周期）被單個監視源掃到，將其航跡判定為疑似分裂目標并確認其監視源于態勢顯示界面顯示“FAKE”加監視源名稱的告警提示。如圖3所示。

3.2.2 判別反射目標告警設計

本系統根據反射目標的特征，對除模擬應答機外的二次碼相同的不同航跡，計算其中是否有因反射導致的分裂目標。反射假目標與真實目標相比較一般存在以下特征[2]：（1）與真實目標高度、二次碼相同;（2）出現時間晚于真實目標，且距雷達的距離大于真實目標;（3）與真實目標方位不同;

告警線程確認兩個不同航跡目標在滿足二次碼、監視源相同且時間差在1個雷達周期內和高度差在所設容差范圍等條件下，比對航跡初始化時間并采用大圓算法計算目標到監視源的距離[3]，同時計算兩航跡目標間的方位夾角。若航跡的初始化時間較晚、距雷達的距離較大且兩航跡目標間的方位夾角不為0，則判定該航跡為反射目標，確認其監視源于態勢顯示界面顯示“RLT”加監視源名稱的告警提示。如圖4所示。

3.2.3 判別大面積目標分裂設計

告警線程統計管制區域內提示分裂告警的異常監視源目標數占其監視源掃到目標數的比例，對超過設定的閾值的監視源，提示大面積目標分裂告警，同時可在態勢顯示界面對分裂假目標自動進行屏蔽，如圖5所示。

4? 結語

本設計能在3個雷達周期內自動判別導致大面積目標分裂的異常監視源并提示告警，同時在態勢顯示界面自動對分裂假目標進行屏蔽，簡化了技術保障人員異常處置的過程，提高了工作效率，減小了對管制運行的影響，滿足現場運行、監控需要。

參考文獻

[1] 吳小龍，吳杰.西沙雷達目標顯示終端的軟硬件設計[J].民航管理，2017（6）：81-87.

[2] 鄔偉偉.二次雷達假目標的產生和抑制[J].科技傳播，2014，6（11）：127-128.

[3] 孔祥元.大地測量學基礎[M].武漢：武漢大學出版社，2010.