烏魯木齊國產(chǎn)一、二次雷達(dá)數(shù)據(jù)格式

任登國

摘? 要：介紹烏魯木齊國產(chǎn)一、二次合裝雷達(dá)的組成、數(shù)據(jù)處理流程，通過對該雷達(dá)出現(xiàn)假目標(biāo)事件進(jìn)行分析，進(jìn)而對國產(chǎn)一、二次合裝雷達(dá)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行分析，證實(shí)該雷達(dá)一、二次融合時存在缺項(xiàng)，對改進(jìn)提出相應(yīng)建議。

關(guān)鍵詞：ASTERIX;一、二次合裝雷達(dá);數(shù)據(jù)格式

中圖分類號：V355.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）24-0061-03

Abstract： This paper introduces the composition and data processing flow of the home-made primary and secondary combined radar in Urumqi， analyzes the false target event of the radar， and then analyzes the data format of the home-made primary and secondary combined radar. It is confirmed that there are deficiencies in the primary and secondary fusion of the radar， and the corresponding suggestions for improvement are put forward.

Keywords： ASTERIX; primary and secondary combined radar; data format

引言

民航新疆空管局烏魯木齊國產(chǎn)一、二次合裝雷達(dá)于 2017年7月投產(chǎn)運(yùn)行，該套雷達(dá)是國產(chǎn)一、S模式二次合裝雷達(dá)，一次雷達(dá)為四創(chuàng)電子3821型雷達(dá)，二次雷達(dá)為恩瑞特DLD-100C型S模式雷達(dá)。S模式二次雷達(dá)的工作可以為常規(guī)AC模式（ATCRBS）、交互模式以及S模式。其中交互模式是一種過渡的S模式，它兼容常規(guī)AC模式又具備S模式的功能，目前烏魯木齊區(qū)管二次雷達(dá)設(shè)置為交互模式。與傳統(tǒng)的A/C模式二次雷達(dá)相比，S模式二次雷達(dá)在詢問方式、信息交換技術(shù)都有絕對的優(yōu)勢，但在實(shí)際運(yùn)行中，該套合裝國產(chǎn)雷達(dá)一、二次雷達(dá)的融合信號出現(xiàn)多起假目標(biāo)、高度、二次代碼異常事件，嚴(yán)重影響了管制的正常工作。本文就烏魯木齊國產(chǎn)一、二次合裝雷達(dá)融合后的輸出信號出現(xiàn)一起假目標(biāo)事件進(jìn)行深入分析，對一、二次雷達(dá)的原始雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)解碼，探討該套雷達(dá)的融合信號的輸出數(shù)據(jù)格式與參數(shù)設(shè)置對輸出信號的影響。

1 設(shè)備現(xiàn)狀

烏魯木齊國產(chǎn)DLD100

C二次雷達(dá)是中國電子科技集團(tuán)第14研究所獨(dú)立研發(fā)的第三代民航二次雷達(dá)設(shè)備，獲得民航局頒發(fā)的設(shè)備使用許可證。3821型雷達(dá)是中國電子科技集團(tuán)第38研究所（以下簡稱中電集團(tuán)38所）研制的3821近程空管一次雷達(dá)。烏魯木齊現(xiàn)場采用一、二次合裝的工作方式、一次雷達(dá)負(fù)責(zé)提供整系統(tǒng)的定時、方位信號及對天線驅(qū)動部分進(jìn)行控制。此外一次雷達(dá)還接收二次雷達(dá)的輸出監(jiān)視信號，并將該信號與一次雷達(dá)自身產(chǎn)生的監(jiān)視信號進(jìn)行融合輸出。該套系統(tǒng)的雷達(dá)信號傳輸路由如圖1所示。

該系統(tǒng)二次雷達(dá)輸出有4路雷達(dá)信號，其中有2路信號直接通過傳輸設(shè)備輸送至空管自動化處提供給管制使用;另外2路二次雷達(dá)信號分別輸出給一次雷達(dá)的兩個通道。一次雷達(dá)接收處理產(chǎn)生一次雷達(dá)監(jiān)視信號，并將其與接收到的二次雷達(dá)監(jiān)視信號進(jìn)行融合后，輸出2路一、二次融合雷達(dá)數(shù)據(jù)輸出至空管自動化系統(tǒng)。

烏魯木齊國產(chǎn)一、二雷達(dá)支持的雷達(dá)數(shù)據(jù)格式有：歐標(biāo)ASTERIX01、02、34、48，國標(biāo)MH4008格式、GJB5779格式。根據(jù)中國民航管制工作特點(diǎn)及新疆地區(qū)空管自動化系統(tǒng)特點(diǎn)和S模式雷達(dá)應(yīng)用狀況，目前烏魯木齊一、二次雷達(dá)輸出格式均設(shè)置為了ASTERIX34、48。

2 ASTERIX數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

ASTERIX是EUPOCONTORL組織為監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸和交換而定義的標(biāo)準(zhǔn)。首字母縮略語代表ALL Purpose Structured Euro-control Surveillance Information Exchange。它為不同監(jiān)視信息的交換提供標(biāo)準(zhǔn)的信息傳輸格式，保證了通信數(shù)據(jù)的可靠描述，并受到由多國組成的RDE-TF機(jī)構(gòu)的關(guān)注和支持，因此在國際上得到廣泛應(yīng)用。

ASTERIX共定義了256種數(shù)據(jù)類型，前127種為民用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，后127種為軍用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。其中CAT 001和CAT002為二次雷達(dá)A/C模式下的雷達(dá)目標(biāo)報告和雷達(dá)服務(wù)報告，CAT048和CAT034分別為CAT001和CAT002的升級版，是二次雷達(dá)S模式下的雷達(dá)目標(biāo)報告和雷達(dá)服務(wù)報告?，F(xiàn)場一、二次融合輸出的目標(biāo)報文格式為CAT048，故本文以CAT048進(jìn)行分析。

3 案例分析

3.1 現(xiàn)象

管制部門反映出現(xiàn)空管自動化系統(tǒng)出現(xiàn)DUP（重碼）告警，監(jiān)視屏幕上出現(xiàn)有兩個代碼相同的二次監(jiān)視信號（代碼為0602），其中近距離的目標(biāo)為假目標(biāo)，如圖2所示。設(shè)備維護(hù)單位利用雷達(dá)數(shù)據(jù)記錄回放發(fā)現(xiàn)：只有區(qū)管一次雷達(dá)（一、二次融合后的輸出）發(fā)現(xiàn)該假目標(biāo)。該目標(biāo)距離區(qū)管雷達(dá)24公里左右，方位為北偏西47度，S模24位地址碼為48433a，持續(xù)時間約為1分鐘。在此期間在區(qū)管二次雷達(dá)設(shè)備、以及ADS-B設(shè)備上回放僅發(fā)現(xiàn)二次代碼0602的真實(shí)目標(biāo)。該真實(shí)目標(biāo)距離區(qū)管雷達(dá)約478公里，高度、方位、二次代碼、S模24位地址碼與假目標(biāo)一致。維護(hù)人員在空管自動化系統(tǒng)進(jìn)行單雷達(dá)回放，發(fā)現(xiàn)區(qū)管一次雷達(dá)發(fā)現(xiàn)假目標(biāo);區(qū)管二次雷達(dá)未能發(fā)現(xiàn)假目標(biāo)與真目標(biāo);ADS-B設(shè)備發(fā)現(xiàn)真實(shí)目標(biāo)。將雷達(dá)站獲取信息與空管自動化信息進(jìn)行比對，詳細(xì)見表1。

表1 0602統(tǒng)計表

3.2 報文分析

維護(hù)人員首先使用自動化統(tǒng)計分析工具對自動化系統(tǒng)獲取的區(qū)管一、二融合輸出報文、區(qū)管單二次雷達(dá)輸出報文進(jìn)行譯碼統(tǒng)計，詳見圖3。

圖3中第四列為目標(biāo)（0602）距自動化系統(tǒng)中心距離，第二列為SIC（217為區(qū)管二次雷達(dá)，218為一二次雷達(dá)融合數(shù)據(jù)）。從圖中，可以發(fā)現(xiàn)報告開始時區(qū)管二次、區(qū)管一、二次雷達(dá)距離均小于10海里，其后突然跳變至253海里。

維護(hù)人員為了解決一下兩個問題：（1）為什么二次雷達(dá)發(fā)現(xiàn)了假目標(biāo)，而空管自動化系統(tǒng)卻不進(jìn)行顯示？（2）假目標(biāo)是如何產(chǎn)生的？為此，維護(hù)人員對一、二次雷達(dá)融合原始報文、二次雷達(dá)原始報文進(jìn)行解碼。詳細(xì)雷達(dá)報文內(nèi)容如圖4所示。

通過分析上述兩個目標(biāo)報告發(fā)現(xiàn)：區(qū)管二次雷達(dá)輸出報文中提供有了兩個目標(biāo)位置坐標(biāo)，并且該雷達(dá)的輸出報文中的030報告項(xiàng)指明了目標(biāo)性質(zhì)為假目標(biāo)，詳細(xì)報告內(nèi)容如表2所示;而區(qū)管一、二次融合目標(biāo)報告只提供了目標(biāo)的極坐標(biāo)，且無030目標(biāo)性質(zhì)報告項(xiàng)。據(jù)此，維護(hù)人員判斷，自動化系統(tǒng)通過檢查二次雷達(dá)報文的030項(xiàng)，獲取了該目標(biāo)性質(zhì)為假目標(biāo)，從而過濾了區(qū)管二次輸出的錯誤信號。一次雷達(dá)接收了二次雷達(dá)的輸出監(jiān)視信號，但其不處理該報文的030報告項(xiàng)，故將錯誤的目標(biāo)信息認(rèn)定為正確目標(biāo)并進(jìn)行了融合輸出，且在一次雷達(dá)的輸出報文格式中沒有030報告項(xiàng)，故在空管自動化接收該信號，并將其在的雷達(dá)屏幕上顯示，而沒有顯示區(qū)管二次輸出的錯誤信號。

3.3 總結(jié)

維護(hù)人員查閱區(qū)管二次使用的ASTERIX48格式說明，發(fā)現(xiàn)該格式對距離顯示的表述如圖5所示。

該格式中限定了雷達(dá)最遠(yuǎn)距離為256海里即470公里。而自動化系統(tǒng)出現(xiàn)假目標(biāo)時，真實(shí)目標(biāo)距離區(qū)管雷達(dá)約有490公里，48格式已經(jīng)無法顯示該距離。維護(hù)人員懷疑當(dāng)距離超過470公里時，該數(shù)據(jù)位將清零，重新計數(shù)。即490-470=20。

此案例中，當(dāng)目標(biāo)距離超出范圍后，二次雷達(dá)輸出的監(jiān)視目標(biāo)報告的030項(xiàng)提示目標(biāo)性質(zhì)為假目標(biāo)，但一次雷達(dá)未能處理該項(xiàng)，依舊將錯誤的二次代碼信息進(jìn)行融合，并進(jìn)行輸出，而其輸出報文中不報告030項(xiàng)，導(dǎo)致在一次雷達(dá)回放及空管自動化系統(tǒng)中均出現(xiàn)假目標(biāo)。

4 應(yīng)對措施

通過對烏魯木齊國產(chǎn)一、二次雷達(dá)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式分析，維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)目標(biāo)距雷達(dá)站超過256海里后，由于格式限定，會導(dǎo)致二次雷達(dá)輸出目標(biāo)的距離發(fā)生錯誤。一次雷達(dá)不能處理48格式中的部分項(xiàng)，會導(dǎo)致其輸出的一二次融合數(shù)據(jù)錯誤。因此建議采取下述措施：

（1）根據(jù)ASTERIX格式對目標(biāo)距離的限定，建議區(qū)管二次廠家對該雷達(dá)的最遠(yuǎn)作用距離進(jìn)行限制，從而從根本上避免再次出現(xiàn)此類假目標(biāo)。目前二次廠家已采納我方建議，將雷達(dá)最大作用距離限定至450公里。

（2）建議區(qū)管一次雷達(dá)廠家數(shù)據(jù)融合處理中，增加對030等報告項(xiàng)的檢查，其目標(biāo)輸出報告采用二次廠家的報告形式，兩者報告信息應(yīng)保持一致，建議增加030等項(xiàng)的輸出。

5 結(jié)束語

近年來，隨著我國民航空管設(shè)備國產(chǎn)化的不斷推進(jìn)，越來越多的國產(chǎn)一二次進(jìn)入空管系統(tǒng)。國產(chǎn)雷達(dá)設(shè)備由于進(jìn)行空管市場時間比較短，對空管系統(tǒng)需求理解不深，不同廠家一部分設(shè)備兼容性、規(guī)范性存在差異，導(dǎo)致實(shí)際使用效果不夠理想，需要不斷完善改進(jìn)。但相信隨著國內(nèi)市場的不斷開拓，與空管業(yè)務(wù)的交流日益密切，未來國產(chǎn)化設(shè)備競爭優(yōu)勢會越來越大。

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