試論民航多雷達目標分裂的問題

蘇倍 佟林

摘 要：該篇主要分析雷達目標分裂問題，以民航雷達設(shè)備、多雷達處理以及分析信號的傳輸狀況入手，對民航多雷達目標分裂造成的影響進行研究，并提出應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：民航領(lǐng)域；多雷達系統(tǒng)；目標分裂

一、民航空管與目標分裂概述

（一）民航空管多雷達系統(tǒng)

航空交通由于其快捷、舒適、安全、靈活以及航線不受人為干擾等多項優(yōu)點，是現(xiàn)代交通行業(yè)的重要組成部分，而在國家軍事與政治方面之外的航空活動則統(tǒng)稱為民用航空。為了應(yīng)對與日俱增的民航空管壓力，國際范圍內(nèi)開始將多雷達系統(tǒng)應(yīng)用與民航空管行業(yè)，多雷達系統(tǒng)是通過統(tǒng)一的格式，將不同雷達的數(shù)據(jù)顯示在多個席位上，達到信息統(tǒng)一、最大程度利用雷達設(shè)備的目的。在技術(shù)方面，多雷達系統(tǒng)利用雷達之間聯(lián)網(wǎng)的方式來擴大雷達覆蓋范圍，是一種信號融合的方式。

（二）目標分裂

目標分裂是多雷達系統(tǒng)運行過程中典型的故障現(xiàn)象，具體體現(xiàn)為同一架民航客機在多雷達系統(tǒng)接收雷達信息后經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理導(dǎo)致在DP上出現(xiàn)多個目標。多雷達系統(tǒng)主要采用馬賽克區(qū)融合方式，對雷達站目標斜距、海拔高度、經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)進行設(shè)置，各個雷達正常采集點跡數(shù)據(jù)和輸出航跡并且由多雷達系統(tǒng)正常處理則能夠?qū)⒛繕巳诤喜@示在DP上，否則便會出現(xiàn)目標分裂問題。

二、多雷達系統(tǒng)故障導(dǎo)致的目標分裂

多雷達系統(tǒng)的處理程序、自身參數(shù)等設(shè)置出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致目標分裂，通常的處理方法是軟件更新、軟件重啟以及雷達服務(wù)器切換。而下面是對多雷達系統(tǒng)的設(shè)置進行說明。

（一）位置參數(shù)誤差

正確雷達位置與錯誤雷達位置的具體情況如圖1和圖2所示。

其中黃圈表示多雷達系統(tǒng)的融合區(qū)域，綠圈表示多雷達系統(tǒng)在設(shè)置方面的誤差范圍，黑點表示飛機在航行中的真實位置，白點表示多雷達系統(tǒng)中飛機目標，紅點表示雷達目標出現(xiàn)了錯誤。造成錯誤雷達位置的原因可能是雷達網(wǎng)絡(luò)中某一雷達的位置參數(shù)出現(xiàn)了誤差，多雷達系統(tǒng)在將正確數(shù)據(jù)與誤差數(shù)據(jù)進行融合后就會產(chǎn)生錯誤雷達位置的情況。解決這種問題的主要方法是修改某一路雷達的參數(shù)，修正數(shù)據(jù)誤差。

（二）馬賽克區(qū)域設(shè)置

馬賽克區(qū)域的設(shè)置主要針對不同雷達站的位置差異而導(dǎo)致的航跡輸出不相同情況，能夠?qū)⑼患苊窈娇蜋C不同雷達提供的航跡進行融合。在馬賽克區(qū)域設(shè)置不合理的情況下，某一路雷達故障則會使航跡融合出現(xiàn)問題從而導(dǎo)致目標分裂，馬賽克區(qū)域設(shè)置過小的具體情況如圖3所示。

該圖表示三路雷達的融合，黃圈表示設(shè)置的馬賽克區(qū)域，藍、綠、紫圈分別表示不同路雷達，由于不同路雷達位置的差異導(dǎo)致了輸出不在同一點，從而導(dǎo)致目標分裂。除了馬賽克區(qū)域設(shè)置過小而導(dǎo)致的目標分裂，馬賽克區(qū)域設(shè)置過大也會導(dǎo)致雷達出現(xiàn)偏差以及沖突告警紊亂的問題。

（三）雷達接口單元

雷達的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與接口單元的流暢程度有著直接關(guān)系，數(shù)據(jù)堵塞在接口單元則會導(dǎo)致雷達信號延遲，影響多雷達系統(tǒng)融合航跡信息的效率與準確性，導(dǎo)致雷達信號與輸出目標實際距離出現(xiàn)偏差，而在偏差超過設(shè)置的馬賽克區(qū)域后，則會導(dǎo)致目標分裂問題。而針對這類問題，重啟雷達的接口單元就能夠很有效的解決。

三、某一路雷達輸出目標偏差導(dǎo)致的目標分裂

（一）雷達天線及驅(qū)動設(shè)備故障

雷達的工作原理是利用發(fā)射的電磁波來探測民航客機的航跡信息、海拔高度、航行速度等航行中的參數(shù)，使用天線中的編碼器來獲得民航客機方位信息，并通過脈沖原理及具體目標的應(yīng)答次數(shù)來算出民航客機與瞄準軸角度的精確偏離差距，最終定位目標。而在這個過程中，天線波瓣開裂、天線編碼器故障等問題都會導(dǎo)致雷達無法獲得目標的準確定位信息，造成目標位置的抖動、偏差，而多雷達系統(tǒng)在處理了這類錯誤信息后，則會導(dǎo)致目標分裂。解決這類問題的方法是對某一路故障雷達進行綜合性大修，將出現(xiàn)了波瓣開裂情況的天線進行直接更換，或縮短振子與天線的距離來提高波瓣探測效果，以及對老化、磨損較為嚴重的編碼器、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)進行維修處理。

（二）雷達處理部分的問題

雷達對采集信息的整合與處理需要依靠雷達內(nèi)部處理器的工作性能，大量的數(shù)據(jù)處理工作導(dǎo)致的處理器能力不足則會使輸出目標延遲并且出現(xiàn)目標直接丟失等情況。雷達的常年使用導(dǎo)致的老化磨損是產(chǎn)生這類問題的主要原因，老化所導(dǎo)致的EDF板處理門檻出現(xiàn)問題，將大量噪聲作為收集到的信息進行處理，大量無用信息會造成處理溢出情況，使多雷達系統(tǒng)出現(xiàn)目標分裂。

四、總結(jié)

多雷達系統(tǒng)出現(xiàn)目標分裂會對空中管制工作帶來嚴重影響，在出現(xiàn)目標分裂情況后應(yīng)第一時間對故障發(fā)生原因進行排查，包括多雷達系統(tǒng)設(shè)置與運行狀況、某一路雷達站信號傳輸與接收能力等多個方面。在進行雷達源維修時需要暫時切斷雷達信號，避免維修過程對空中管制帶來的影響?？傊?，在目標分裂發(fā)生的第一時間對故障原因進行排查并采用相應(yīng)的解決措施，是保障空中管制質(zhì)量，確保航空安全的關(guān)鍵所在，是空中管制部門與航空運輸領(lǐng)域需要重點聚焦的工作。

參考文獻：

[1]鄧矯龍.民航多雷達目標分裂的問題探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，16：82.

[2]鄧矯.民航多雷達目標分裂的問題探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，16：82-84.

[3]李永寧，游志勝，聶建蓀，楊紅雨. 一種分布式多雷達航跡數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)[J].四川大學學報（自然科學版），2013，02：305-309.