ADS-B與空管監視雷達數據的融合處理方式分析

李牧

摘 要：文章從ADS-B在空管監視中的優勢入手，重點對ADS-B數據與空管監視二次雷達的融合處理方法進行了研究與分析，希望可以在維護人員開展維護工作、故障分析、改進融合機制等方面提供一定的參考和幫助。

關鍵詞：ADS-B;雷達;空管監視;融合處理

航管監視雷達系統是空管監視中重要的部分，但其在應用過程中還存在了一定的不足，陜西地區ADS-B設備于2020年已投入使用，其數據接入了自動化系統，與航管雷達數據融合處理后送至管制席位。ADS-B的應用能夠有效解決到雷達系統在運行過程中存在的不足，有效提升航班監視的整體水平。

1ADS-B在空管監視中的優勢

1.1ADS-B基本情況

ADS-B是廣播類型自動相關監控，由機載設備通過GPS定位數據為目標定位，給用戶提供各種信息和監控設備。ADS-B系統簡單，運行穩定，使用UAT通信鏈路，傳輸速率為1Mbps，傳輸穩定效率高，下行頻率為1090MHz，在報文傳輸中采用Asterix Cat021格式。

1.2優勢

與傳統的空中交通管制雷達相比，ADS-B有著明顯的優勢：ADS-B地面站可以在多種環境下使用，成本低，維護和部署方便，ADS-B有著較高的定位精度，更快的數據更新率，對加強和增強飛機之間的安全協同起到了積極的作用。長遠來說，可通過ADS-B系統的廣泛使用逐步推進航空器間隔的縮短，提高空域容量，對于更好地應對日益增長的空中交通有著積極的意義。

2ADS-B與航管監視雷達融合處理方法

2.1構建融合模型

為了實現ADS-B與航管雷達在自動化系統的融匯，需要建立一個數據校準、航跡識別、航跡相關的數據融合系統，在目標識別和定位相關的同時，構建相應的融合模型。民航主要是采用多雷達數據融合系統作為其空中交通管制的主要形式，不同的雷達協同監控不同目標區域，然后整合所有信息，進行數據校準，實現數據相關性[1]。

2.2數據融合的方式

為適應ADS-B系統與雷達的融合，自動化系統數據融合主要采用組合式、集中式、分布式的融合方法。現有的自動化系統是以航管雷達為主要監視源，ADS-B數據作為其中的一個新數據源進行有效的融合，而ADS-B數據需要在數據中心先進行數據驗證，通過與雷達數據比對、時間驗證法等仔細分析每個站點數據，剔除錯誤數據后對正確的數據進行處理，送至自動化系統。單雷達所得到的航跡則是以自身為參考的，而在ADS-B數據融合技術的支撐下，其能夠將位置信息進行轉換，進而形成為雷達數據形式。自動化系統對雷達和ADS-B數據進行充分的驗證，消除一些誤差數據，形成綜合航跡數據。所有傳輸到自動化系統的本地航跡都需要進行全面詳細的空間對準和坐標轉換，以減少信息不準確的情況。在目標關聯上，首先要對目標進行判斷，通過雷達二次代碼、ADS-B24位地址碼等進行目標關聯，在此基礎上實現與相應航跡的準確匹配[2]。

2.3多雷達和ADS-B數據融合處理

在自動化系統融合處理時，在對多數據源的數據進行格式轉換和坐標轉換時，要考慮不同數據源的數據差異，如時間參考點、空間參考坐標系等，這些內容并不統一。雷達從雷達的實際地理位置出發，以此為參考點來檢測飛機的運動參數。ADS-B以GPS數據為數據源，可得到84坐標，在雷達和ADS-B目標數據跟蹤融合時，其主要任務是對其中的數據和信息進行校準，實現統一的格式，例如北校準，中央軸校準，坐標轉換等。

①時空對準。 在這一系統中，各個雷達與 ADS-B 是各自進行獨立運行的，因此，需要借助時空對準來實現對參考坐標的有效轉換，進而避免數據融合過程中出現加大的誤差。 ②系 統誤差配準與航跡關聯。 在系統誤差配準上，為了避免基于ADS-B 設備下數據坐標出現偏差，則就需要以測量的方式，借助矢量差結構方程組來獲取這一誤差值，進而實現準確配準;在航跡關聯 上，所承擔的任務就是將雷達航跡與 ADS-B航跡進行關聯，進而實現系統性航跡的定位，在此過程中，則就需要借助馬賽克法以及統計加權法進行計算來獲取。 ③航跡融合。在完成上一工作內容之后，需要在獲取多雷達航跡的基礎上，與 ADS-B 航跡進行融合，經過實踐研究表明，采用優選法亦或是加權平均法則能夠更加準確且高效的來實現航跡融合[3]。生成系統綜合航跡后，由于ADS-B數據的存在，航跡中有了每個航班的24位地址碼，系統MST（多傳感器數據融合模塊）會使得飛行計劃與系統航跡之間更加有效地相關，提高標牌內容的豐富性與可靠性。

3結語

目前，ADS-B已經在我國民用航空領域廣泛使用，是空管對航班進行空中監視的重要手段。本文簡單闡述了ADS-B系統的優點，重點對目前ADS-B數據與航管雷達在數據融合上的機制進行了分析。ADS-B系統與雷達信號融合有時還存在個別目標無法相關，引發目標漂移、跳變、分裂等情況，需要我們進一步深入研究目標融合的方法，不斷優化融合機制，為ADS-B系統更加廣泛的應用打下基礎。

參考文獻

[1]嚴景謙. ADS-B與空管監視雷達數據的融合處理研究[J]. 科學與財富，2017（18）：188-188，189. DOI：10.3969/j.issn.1671-2226. 2017.18. 181.

[2]吳勝前. 空管雷達數據傳輸質量的評估[J]. 科學咨詢，2021（23）：62-63.

[3]周日紅. 空管雷達監視數據格式淺析[J]. 電子世界，2017（22）：56-57.