雷達信號屏蔽區(qū)在空中交通管制自動化系統(tǒng)中的應用

摘 要：本文介紹了空中交通管制自動化系統(tǒng)內(nèi)雷達數(shù)據(jù)處理的方式，將一路雷達信號特殊情況處理作為案例，分析影響多雷達信號融合處理的問題，究其原因，假設(shè)使用雷達信號屏蔽區(qū)的方式解決問題，所得結(jié)論僅供參考。

關(guān)鍵詞：雷達信號屏蔽區(qū);空中交通管制;自動化系統(tǒng)

1甘肅航空管制自動化系統(tǒng)雷達信號處理概況

不同類型內(nèi)的管制自動化系統(tǒng)，對雷達信號質(zhì)量的要求也各不相同。當前甘肅航空管制使用的自動化系統(tǒng)為法國歐洲貓系統(tǒng)，這一系統(tǒng)對使用的雷達信號質(zhì)量要求較高，遠高于美國Areotrac系統(tǒng)和國產(chǎn)川大系統(tǒng)要求。在日常的系統(tǒng)保障中，會遇到雷達信號問題引發(fā)系統(tǒng)運行故障的情況，結(jié)合實際，故障情形與故障處理可劃分為兩大類：第一類：雷達源部分、全部故障、傳輸故障會導致單路雷達信號無法完全使用。第二大類：雷達信號在某些方位會受到干擾，雷達老化會導致部分區(qū)域內(nèi)的目標參數(shù)錯誤計算。

為有效地將上述被動情況改變，需要將故障處理的主動性增強，要設(shè)法抑制歐洲貓系統(tǒng)的錯誤雷達信號，技術(shù)人員通過觀察、研究，可確定出雷達計算錯誤的區(qū)域，這些現(xiàn)象被統(tǒng)稱為盲點。通過設(shè)法在系統(tǒng)文件內(nèi)定義“屏蔽區(qū)”，能夠促使系統(tǒng)在該區(qū)域內(nèi)部進行某一路雷達信號的讀取，可抑制錯誤輸送雷達信號的出現(xiàn)[1]。本文以某地區(qū)雷達信號處理情況作為案例，定義“屏蔽區(qū)”的作用，探討其步驟。

2 屏蔽區(qū)的作用

2.1 設(shè)置原因

某地雷達信號內(nèi)，航班目標的速度矢量線頻繁地出現(xiàn)異常擺動，會導致系統(tǒng)融合信號、速度矢量線擺動異常，影響近距離管制指揮。

2.2速度矢量線的定義

速度矢量線指的是航班軌跡具備的速度趨勢數(shù)值，雷達能夠計算目標速度參數(shù)，可顯示出一條矢量線。管制員通過矢量線，能夠判斷目標運動趨勢、運動速度方向，這一線的異常擺動會導致管制員錯誤判斷航班目標趨勢。

2.3造成速度矢量線異常擺動

究其原因，可能是因為某地雷達信號在南方位（188-192度上）受到一些雜波的干擾，使得目標參數(shù)計算錯誤。結(jié)合進近管制使用的MRTS（雷達融合處理方式），處理器在某一時間點上會融合計算錯誤映射目標參數(shù)，導致該路雷達目標矢量線出現(xiàn)異常的擺動。

2.4多雷達航跡融合（MRTS）處理方式

MRTS的處理方式是處理器直接接收雷達送禮愛的飛機點跡（Plots）信號，實施融合計算，以此生成系統(tǒng)航跡（System Track）信號，在下圖1內(nèi)，點1到點2屬于系統(tǒng)航跡更新周期T，時間T內(nèi)，會依次受到三路正常雷達信號提供的點跡 1、2、3，依次計算產(chǎn)生的各類隱形系統(tǒng)航跡，從T周期最后接收到的隱形航跡3朝外推，形成雷達顯示屏上的系統(tǒng)航跡，也就是更新后系統(tǒng)航跡。

2.5融合計算出錯導致錯誤系統(tǒng)航跡圖解

見下圖2，某地雷達受到區(qū)域內(nèi)雜波的干擾，錯誤映射點跡為點跡3。與圖1比較，可見圖2內(nèi)最后一個隱形航跡是點跡3計算出的異常隱形航跡，外推系統(tǒng)航跡是錯誤的，包含錯誤參數(shù)、矢量線方向等，會導致系統(tǒng)融合航跡矢量線擺動異常[2]。

2.6屏蔽區(qū)作用圖解

屏蔽區(qū)設(shè)定參數(shù)生效，在該區(qū)一次、二次及一二次融合雷達目標點跡，能夠用于估算雷達雜波區(qū)地圖，可不用更新原航跡，也不用初始化原航跡。航跡更新與初始化計算，本身是由大禾章雷達完成，外推為隱形航跡。

3屏蔽區(qū)的設(shè)置和效果

歐洲貓系統(tǒng)借助下線定義文件配置參數(shù)，技術(shù)人員在NAI_AND_BLK.ASF文件內(nèi)，設(shè)定某雷達屏蔽區(qū)域——BLK_POLAR_AREAS。該文件定義為兩種類型的區(qū)域，包含：NAI_POLAR_AREAS（系統(tǒng)不自動初始化區(qū)域）。在該區(qū)域內(nèi)，一次、二次與一二次融合雷達目標點跡能夠更新原航跡。不初始化原航跡（BLK_POLAR_AREAS，屏蔽區(qū)域）。該區(qū)域內(nèi)，一次、二次及一二次融合雷達目標點跡應用于雷達目標估算，可錯誤映射，不需要更新原航跡，也不需要初始化原航跡，針對某地雷達錯誤映射情況，屏蔽區(qū)設(shè)定為以下3種：

1號屏蔽區(qū)：就某地的二次雷達點跡（SECONDARY_PLOTS），某地中心為BLK_POLAR_AREAS，半徑為45KM～400KM，角度為環(huán)形（角度218度到235度），在該區(qū)域內(nèi)，包含主瓣波束、旁瓣波束，掃到的二次雷達目標點跡應用于雷達雜波區(qū)域地圖估算，不用原航跡更新與初始化。

2號屏蔽區(qū)：就某地一次融合雷達點跡、二次融合雷達點跡（PRIMARY_AND_COMBINED_PLOTS），某地中心為BLK_POLAR_AREAS區(qū)域，半徑為45KM～200KM，環(huán)形角度為218度到235度。在該區(qū)域內(nèi)，主瓣波束和旁瓣波束掃到的一次融合雷達點跡、二次融合雷達點跡應用于雷達雜波區(qū)域地圖的估算，不應用于原航跡的更新與初始化。

3號屏蔽區(qū)：就所有的目標點跡（ALL_PLOTS），某地中心為BLK_POLAR_AREAS區(qū)域，半徑為0.1NM到8.2NM，環(huán)形角度為315.7度～337.9度。在這一區(qū)域內(nèi)，主瓣波束和旁瓣波束掃到的一次融合雷達點跡、二次融合雷達點跡應用于雷達雜波區(qū)域地圖的估算，不應用于原航跡的更新與初始化。

自從“屏蔽區(qū)”設(shè)定且生效以來，3個“屏蔽區(qū)”內(nèi)矢量線擺動異常出現(xiàn)率明顯減少，融合雷達信號，能夠符合管制使用需求，不會影響空中交通管制。

4 結(jié)論

雷達管制屬于當前應用最為廣泛的管制手段，隨著日益增加的航班流量、有限的空域資源智慧，管制員很難使用程序管制替代雷達管制，需要確保空管自動化系統(tǒng)雷達融合信號正常，促使系統(tǒng)成為多雷達融合信號的提供者，各個單路雷達的信號好壞不一，情況不一。基于此，需要結(jié)合實際情況，因地制宜，選擇多技術(shù)手段，促使單路雷達信號更好地為空管自動化系統(tǒng)服務，產(chǎn)生更多的好雷達融合信號，可提供管制使用，確保空中交通指揮的安全運行，順暢運行。

參考文獻：

[1]羅正陽.民航空中交通管理中自動化系統(tǒng)的應用[J].中國高新區(qū)，2017（15）：23+25.

作者簡介：

王榕（1994-）女，漢，籍貫：甘肅定西，職務職稱：機務員，助理工程師，學歷：本科，研究方向：空中交通管制。