雷達(dá)信號(hào)屏蔽區(qū)在空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

關(guān)鍵詞：雷達(dá)信號(hào)屏蔽區(qū);空中交通管制;自動(dòng)化系統(tǒng)

1甘肅航空管制自動(dòng)化系統(tǒng)雷達(dá)信號(hào)處理概況

不同類型內(nèi)的管制自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)雷達(dá)信號(hào)質(zhì)量的要求也各不相同。當(dāng)前甘肅航空管制使用的自動(dòng)化系統(tǒng)為法國(guó)歐洲貓系統(tǒng)，這一系統(tǒng)對(duì)使用的雷達(dá)信號(hào)質(zhì)量要求較高，遠(yuǎn)高于美國(guó)Areotrac系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)川大系統(tǒng)要求。在日常的系統(tǒng)保障中，會(huì)遇到雷達(dá)信號(hào)問(wèn)題引發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行故障的情況，結(jié)合實(shí)際，故障情形與故障處理可劃分為兩大類：第一類：雷達(dá)源部分、全部故障、傳輸故障會(huì)導(dǎo)致單路雷達(dá)信號(hào)無(wú)法完全使用。第二大類：雷達(dá)信號(hào)在某些方位會(huì)受到干擾，雷達(dá)老化會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)參數(shù)錯(cuò)誤計(jì)算。

為有效地將上述被動(dòng)情況改變，需要將故障處理的主動(dòng)性增強(qiáng)，要設(shè)法抑制歐洲貓系統(tǒng)的錯(cuò)誤雷達(dá)信號(hào)，技術(shù)人員通過(guò)觀察、研究，可確定出雷達(dá)計(jì)算錯(cuò)誤的區(qū)域，這些現(xiàn)象被統(tǒng)稱為盲點(diǎn)。通過(guò)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(jìn)行某一路雷達(dá)信號(hào)的讀取，可抑制錯(cuò)誤輸送雷達(dá)信號(hào)的出現(xiàn)[1]。本文以某地區(qū)雷達(dá)信號(hào)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(dá)信號(hào)內(nèi)，航班目標(biāo)的速度矢量線頻繁地出現(xiàn)異常擺動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)融合信號(hào)、速度矢量線擺動(dòng)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(shì)數(shù)值，雷達(dá)能夠計(jì)算目標(biāo)速度參數(shù)，可顯示出一條矢量線。管制員通過(guò)矢量線，能夠判斷目標(biāo)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、運(yùn)動(dòng)速度方向，這一線的異常擺動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管制員錯(cuò)誤判斷航班目標(biāo)趨勢(shì)。

2.3造成速度矢量線異常擺動(dòng)

究其原因，可能是因?yàn)槟车乩走_(dá)信號(hào)在南方位（188-192度上）受到一些雜波的干擾，使得目標(biāo)參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤。結(jié)合進(jìn)近管制使用的MRTS（雷達(dá)融合處理方式），處理器在某一時(shí)間點(diǎn)上會(huì)融合計(jì)算錯(cuò)誤映射目標(biāo)參數(shù)，導(dǎo)致該路雷達(dá)目標(biāo)矢量線出現(xiàn)異常的擺動(dòng)。

2.4多雷達(dá)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(dá)送禮愛(ài)的飛機(jī)點(diǎn)跡（Plots）信號(hào)，實(shí)施融合計(jì)算，以此生成系統(tǒng)航跡（System Track）信號(hào)，在下圖1內(nèi)，點(diǎn)1到點(diǎn)2屬于系統(tǒng)航跡更新周期T，時(shí)間T內(nèi)，會(huì)依次受到三路正常雷達(dá)信號(hào)提供的點(diǎn)跡 1、2、3，依次計(jì)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(dá)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(jì)算出錯(cuò)導(dǎo)致錯(cuò)誤系統(tǒng)航跡圖解

見(jiàn)下圖2，某地雷達(dá)受到區(qū)域內(nèi)雜波的干擾，錯(cuò)誤映射點(diǎn)跡為點(diǎn)跡3。與圖1比較，可見(jiàn)圖2內(nèi)最后一個(gè)隱形航跡是點(diǎn)跡3計(jì)算出的異常隱形航跡，外推系統(tǒng)航跡是錯(cuò)誤的，包含錯(cuò)誤參數(shù)、矢量線方向等，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)融合航跡矢量線擺動(dòng)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(dá)目標(biāo)點(diǎn)跡，能夠用于估算雷達(dá)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(jì)算，本身是由大禾章雷達(dá)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(dá)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(dòng)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(dá)目標(biāo)點(diǎn)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(dá)目標(biāo)點(diǎn)跡應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)估算，可錯(cuò)誤映射，不需要更新原航跡，也不需要初始化原航跡，針對(duì)某地雷達(dá)錯(cuò)誤映射情況，屏蔽區(qū)設(shè)定為以下3種：

1號(hào)屏蔽區(qū)：就某地的二次雷達(dá)點(diǎn)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(dá)目標(biāo)點(diǎn)跡應(yīng)用于雷達(dá)雜波區(qū)域地圖估算，不用原航跡更新與初始化。

2號(hào)屏蔽區(qū)：就某地一次融合雷達(dá)點(diǎn)跡、二次融合雷達(dá)點(diǎn)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(dá)點(diǎn)跡、二次融合雷達(dá)點(diǎn)跡應(yīng)用于雷達(dá)雜波區(qū)域地圖的估算，不應(yīng)用于原航跡的更新與初始化。

3號(hào)屏蔽區(qū)：就所有的目標(biāo)點(diǎn)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(dá)點(diǎn)跡、二次融合雷達(dá)點(diǎn)跡應(yīng)用于雷達(dá)雜波區(qū)域地圖的估算，不應(yīng)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(lái)，3個(gè)“屏蔽區(qū)”內(nèi)矢量線擺動(dòng)異常出現(xiàn)率明顯減少，融合雷達(dá)信號(hào)，能夠符合管制使用需求，不會(huì)影響空中交通管制。

4 結(jié)論

雷達(dá)管制屬于當(dāng)前應(yīng)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(dá)管制，需要確保空管自動(dòng)化系統(tǒng)雷達(dá)融合信號(hào)正常，促使系統(tǒng)成為多雷達(dá)融合信號(hào)的提供者，各個(gè)單路雷達(dá)的信號(hào)好壞不一，情況不一?；诖?，需要結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜，選擇多技術(shù)手段，促使單路雷達(dá)信號(hào)更好地為空管自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)，產(chǎn)生更多的好雷達(dá)融合信號(hào)，可提供管制使用，確?？罩薪煌ㄖ笓]的安全運(yùn)行，順暢運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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

作者簡(jiǎn)介：

王榕（1994-）女，漢，籍貫：甘肅定西，職務(wù)職稱：機(jī)務(wù)員，助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：空中交通管制。