基于Indra雷達的航管二次雷達數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件開發(fā)方法研究

馮超

【摘要】 為了精確分析航管二次雷達在出現(xiàn)假目標、信號質(zhì)量低等問題時的具體原因，本文對二次雷達數(shù)據(jù)在ATC網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式進行研究。

【關(guān)鍵詞】 二次雷達 數(shù)據(jù)解析 ASTERIX Socket

隨著我國民航事業(yè)發(fā)展，空中交通管制方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的程序管制過渡到雷達管制，航管二次雷達也取代一次雷達在雷達管制中扮演越來越重要的角色。

但是在雷達信號出現(xiàn)質(zhì)量問題時，維護人員往往通過回放錄像等直觀方式查找原因，沒有具體數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)。因此，在雷達信號呈現(xiàn)給管制員使用之前對雷達信號進行監(jiān)控和分析顯得尤為重要。

一、二次雷達數(shù)據(jù)格式解析

ASTERIX（All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange）是國際民航組織為了監(jiān)視數(shù)據(jù)在ATC（Air Traffic Control）系統(tǒng)中各處理器之間進行傳輸而制定的標準，它屬于OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層協(xié)議。

通過ASTERIX對雷達數(shù)據(jù)進行解析，可以得到航班號，飛行器飛行速度，飛行器位置，UTC時間等等所有航班相關(guān)信息。

1、CAT字段標識數(shù)據(jù)的類型，航管二次雷達數(shù)據(jù)主要分為四種類型，即CAT01、CAT02、CAT48、CAT34，每一種類型都對應(yīng)一種解析規(guī)則。

2、LEN字段標識整個Data Block的字節(jié)長度。

3、FSPEC（Field Specification）字段最為重要，是Record數(shù)據(jù)項的目錄索引，它的每一位與Record中的Data Item數(shù)據(jù)項相對應(yīng)，表示對應(yīng)數(shù)據(jù)項的有或無，如為“1”則對應(yīng)的數(shù)據(jù)項存在，如為“0”則對應(yīng)的數(shù)據(jù)項不存在。在四種數(shù)據(jù)類型解析標準中均有解析FSPEC與Data Item對應(yīng)關(guān)系的UAP（User Application Profile）表格。

根據(jù)UAP表格對應(yīng)查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)項，再根據(jù)每一個數(shù)據(jù)項Data Item的具體解析方法就可以得到航班相關(guān)的具體信息。

二、二次雷達數(shù)據(jù)解析軟件結(jié)構(gòu)

本文根據(jù)ASTERIX標準，結(jié)合二次雷達數(shù)據(jù)傳輸特點所設(shè)計的二次雷達數(shù)據(jù)解析軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

為了得到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的二次雷達數(shù)據(jù)，還需要對其網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進行解析。

通常有兩種方式來捕獲雷達設(shè)備終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，一種是在雷達設(shè)備終端通過串口傳輸獲得，通過這種方式獲得的是OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)，其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為HDLC；

另一種獲取雷達數(shù)據(jù)的方式是通過以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過這種方式獲得的是OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的傳輸層數(shù)據(jù)，其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為UDP。

之后再根據(jù)不同傳輸方式和傳輸協(xié)議進行解析，最終得到二次雷達數(shù)據(jù)。

最后根據(jù)ASTERIX協(xié)議再對二次雷達數(shù)據(jù)進行解析，獲得航班相關(guān)的所有信息，并根據(jù)所設(shè)計的應(yīng)用軟件功能提取相關(guān)信息進行圖形或者文字顯示。

三、Indra二次雷達數(shù)據(jù)解析軟件

本文應(yīng)用C#語言和Socket，結(jié)合Indra二次雷達，軟件界面分為三個部分，包括二次雷達數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)屬性信息、雷達十六進制原始數(shù)據(jù)和二進制原始數(shù)據(jù)流以及經(jīng)過解析后的各數(shù)據(jù)包包含的相關(guān)航班信息。

通過此款軟件，再配合航行錄像文件，就可以對航班飛行過程雷達在某一時刻發(fā)生假目標，目標丟失等常見故障進行數(shù)據(jù)層面的分析。

四、總結(jié)

本文通過對航管二次雷達數(shù)據(jù)傳輸流程進行分析，提出了開發(fā)二次雷達數(shù)據(jù)解析及應(yīng)用等功能軟件的方法，并實現(xiàn)了基于Indra二次雷達數(shù)據(jù)解析軟件。

對二次雷達應(yīng)用軟件開發(fā)和雷達維護具有重要實用意義和參考價值。

并且，本文編寫軟件只涉及到對雷達數(shù)據(jù)文字顯示方面的功能模塊，后續(xù)工作將在此基礎(chǔ)上進行圖形圖像顯示功能方面的擴展和研究。

參 考 文 獻

[1]Eurocontrol Standard Document For Surveillance Data Exchange，Patr 4：Category 048，Transmission of Monoradar Target Reports[Z].

[2]徐炎祥，張尉.二次雷達原理[M].國防工業(yè)出版社，2009