試析MDS技術在我國民用航空的應用

丁秦

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，我國民用航空事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。當前場面的監(jiān)視雷達只建設在大型的國際樞紐機場，如首都機場和浦東機場等，其主要作用就是監(jiān)視機場的跑道、滑行道以及移動目標的活動等。在我國民用航空中應用MDS技術對傳統(tǒng)的監(jiān)視雷達畫面進行了重要的補充，因此文章就是對MDS技術在我國民用航空中的應用進行了具體的研究。

關鍵詞：MDS技術；民用航空；具體應用

中圖分類號：V243.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0177-02

前言

隨著我國民用航空數(shù)量的增加，在機場的監(jiān)視雷達中越來越多的使用MDS技術，這種技術可以對監(jiān)視的精度進行改善，同時能夠獨立工作，這一技術的應用對我國民用航空的發(fā)展具有重要的推動作用。

1 MDS技術的基本介紹

1.1 MDS技術的基本內(nèi)容

所謂的MDS就是多點監(jiān)視應答機的一個系統(tǒng)，其計算應答機的位置和標識以及對其脈沖的捕獲主要是通過多個接收機來完成的[1]。其對機場場面和周圍地區(qū)相應目標的準確監(jiān)視主要是通過地面接收機來完成的。對非S模式和S模式應答機的飛機以及車輛等跟蹤定位和識別安裝是由其極高的刷新率來實現(xiàn)的，這也是MDS技術非常重要的一個特點。

1.2 MDS的特點

詢問能力和對目標單元進行先進的處理是MDS系統(tǒng)所具備的，其具有靈活的配置系統(tǒng)，因此其對任何機場環(huán)境都具有良好的適應性，同時具有極高的耐用性。另外，特別容易維護和安裝這個系統(tǒng)。MDS主要具有以下幾個特點：（1）對精度進行改善，從一秒更新率方面來說，其多點定位的處理方式可以在9m以內(nèi)控制場面監(jiān)視的精度，同時在30m以內(nèi)控制廣域監(jiān)視精度。（2）MDS最重要的一個特點就是對機載電子設備不需要附加，其可以共同與任何機載應答機工作。其次，對于接收1090ES的ADS-B的數(shù)據(jù)MDS同樣支持[2]。（3）安裝需求降到最小的程度，小的室外機箱和非旋轉(zhuǎn)天線就是MDS的設備，因此在通信塔上或者其他的建筑物上都非常容易安裝。而且其與中央處理器的通信方式也是各種各樣的。

2 比較MDS與現(xiàn)有的技術

SMR是傳統(tǒng)機場地面監(jiān)視主要應用的設備，監(jiān)視場面的活動目標是其主要的監(jiān)視內(nèi)容，因此管制員和地面服務部門對場面動態(tài)活動狀況的掌握就是通過這一監(jiān)視內(nèi)容來獲取的，一次雷達是其主要使用的方式，因此其存在著相應的問題：（1）對飛機的代碼不能進行直接確定；（2）用極高的標準要求現(xiàn)場環(huán)境；（3）在天氣惡劣的情況下，會降低探測目標的效率和準確度。管制員不確定的數(shù)據(jù)就是由這些問題造成的，所以在天氣惡劣的情況下，要通過航班升降次數(shù)減少的方式為其安全性提供保障。

“分布式二次監(jiān)視雷達”就是所謂的MDS，這種技術就是將一部二次場面監(jiān)視雷達添加到塔臺一次場面監(jiān)視雷達的基礎上[3]。接收機是組成MDS系統(tǒng)的主要部分，即機場周圍和候機樓旁邊的等，同時中央處理器也是其不可缺少的一部分。

監(jiān)視場面和終端區(qū)的新技術手段就是MDS，同時其補充了場面雷達的監(jiān)視系統(tǒng)，而且對傳統(tǒng)技術中存在的問題都進行了克服，其能夠非常靈活的布置接收機，其對機場場面的覆蓋可以按照客戶的實際需求進行。另一方面，MDS可以對飛機的應答和自動相關進行及時的接收，同時可以準確定位飛機。如果MDS、SMR和車輛的代碼跟蹤這三個方面同時工作，其監(jiān)視機場地面的精度就可以大大提高。

3 國外應用MDS的情況

當前MDS接收機已經(jīng)經(jīng)過四代的更新，其可靠性和準確性都得到了大大提高，而且歐洲和美國民航局對其技術認證已經(jīng)完成，其對于空中管制要求也完全滿足。當前在多倫多、底特律和法蘭克福等世界范圍內(nèi)的大型機場中都已經(jīng)安裝了MDS接收機，其主要是在場面活動的引導控制系統(tǒng)中進行應用，同時美國的FAA的ASDE-X合同中已經(jīng)采用MDS，而且將其安裝在美國所有的機場中。在馬蘭里的測試基地和墨西哥灣的石油平臺低直升機和其他飛機的跟蹤過程中，也已經(jīng)應用了MDS。

4 MDS系統(tǒng)的組成和配置

4.1 系統(tǒng)的組成

遠端單元、校標機、目標處理單元、系統(tǒng)接口單元、維護和便攜顯示終端這六部分組成了機場場面監(jiān)視的MDS系統(tǒng)，以下就是對這六部分的具體概述：

（1）遠端單元。收發(fā)和接收這兩種單元使MDS主要使用的，對非S模式和S模式的解碼以及對信號的恢復等兩種單位都可以完成這些工作。這些被處理的數(shù)據(jù)回到目標處理單元主要是通過通信介質(zhì)來完成的。目標處理單元也可以將A模式等編碼信息想收發(fā)機進行請求[4]。另外，耐用性和全天候使用的機箱都是兩種單元具備的功能，其中機場的機構、所需要的性能和可靠度直接決定了每種單元的數(shù)量和安放程度。

（2）校標機。系統(tǒng)同步的準確性以及系統(tǒng)范圍內(nèi)部測試功能，都是有校標機來提供的。一般在全天候機箱中安裝子系統(tǒng)，子系統(tǒng)的超高可靠性就是通過收發(fā)機的配置來保障的。

（3）目標處理單元。中央計算機是自動切換目標的處理單元，其回復收發(fā)機的消息、對目標進行跟蹤以及對計算機位置的定位都是從遠端單元中對數(shù)據(jù)進行獲取的。目標處理單元也將絕對的時間參考提供所有的報告，同時對回復信號的探測時間進行標記。另外，目標處理單元對全部MDS子系統(tǒng)的運行和使用狀況進行監(jiān)視，而且可以將指定時間表提供給收發(fā)機的詢問信號。目標處理單元可以對波慮的數(shù)據(jù)和通信系統(tǒng)進行靈活處理，使其可以連接外界的系統(tǒng)。

（4）系統(tǒng)接口單元。目標處理單元的轉(zhuǎn)換格式功能和協(xié)議就是由系統(tǒng)接口單元來提供的。系統(tǒng)接口對遠端單元數(shù)據(jù)的接收主要是通過對解調(diào)器進行調(diào)制來完成的，其主要是用TCP/IP局域網(wǎng)協(xié)議代替連續(xù)數(shù)據(jù)。

（5）維護顯示終端。MDS系統(tǒng)對圖形進行操作過程中的用戶界面就是維護顯示終端[5]。其主要的功能包括對系統(tǒng)設置進行提供、回放和記錄數(shù)據(jù)以及控制系統(tǒng)等。維護顯示終端可以安裝在各個位置，如目標處理安裝單元等，這為監(jiān)視和控制系統(tǒng)的靈活性提供了保障。endprint

（6）便攜顯示終端。一般在windows的軟件上應用便攜顯示終端，如果在筆記本上對其進行安裝，則可以對維護的遠端單元進行簡化。

4.2 初始化航跡

2-5份位置報告是MDS目標處理單元所要求的，其主要目的就是使航跡初始化的目標可以實現(xiàn)。如果在目前的航跡列表中不存在模式S的ID或者模式3/A的目標位置，那么就可以說明潛在的航跡是存在的。兩個額外的數(shù)據(jù)，其與航跡具有相同代碼的數(shù)據(jù)，這就是在后面連續(xù)的4秒中航跡追蹤系統(tǒng)所等待的，如果受到多個位置估計的相同模式S的ID模式3/A，這時就可以對新的航跡進行報告。另外，一般在一秒中內(nèi)會有一次機會接收到每個目標在一秒中內(nèi)發(fā)送的信息，所以系統(tǒng)對航跡的初始化可以在接收或回復目標5秒鐘內(nèi)進行。

4.3 回放和記錄

用戶的回放和記錄功能是由維護顯示終端來提供的。培訓、排除系統(tǒng)的故障以及優(yōu)化和評估系統(tǒng)使其主要的內(nèi)容，以下就是對四種主要功能進行了具體的介紹：（1）記錄用戶事件和90天的信息狀態(tài)；（2）對報告記錄可以24小時利用目標處理單元進行輸出；（3）對從遠端單元和外部接口得到的報告記錄可以通過目標處理單元進行24小時的輸入；（4）報告的回

放是通過目標處理單元的輸入和輸出來完成的。

4.4 系統(tǒng)的安全性

用戶的安全訪問機制是通過維護顯示終端進行設定和提供的，其是根據(jù)客戶的實際需求進行提供和設定的，因此其適合任何一個客戶。

對密碼的訪問特性具有多層性，這也是維護顯示終端所要求的，其主要目的是可以有效控制不同等級的用戶[6]。用戶的選擇主要包括三層等級，同時不同的控制等級會存在每一層中?？梢栽谡J可測試工廠之前配置相應的等級。操作員和管理員這兩個安全等級是由系統(tǒng)自動默認的。控制基本的系統(tǒng)和調(diào)整相應的參數(shù)這是允許操作用等級的工作?？刂葡到y(tǒng)的關鍵要素是允許管理員等級的工作。管理員的權限以此只能對一個維護顯示終端單元進行操作，但是其他的維護顯示終端可以通過登錄的維護顯示終端進行控制。

5 結束語

綜上所述，將MDS應用在機場場面以及將MDS系統(tǒng)應用在場面監(jiān)視雷達上，是我國民用航空的一大進步，其可以與A-SMGCS系統(tǒng)進行同步建設。另外，可以將MDS直接作為場面監(jiān)視和終端區(qū)監(jiān)視的方法建設在沒有場面監(jiān)視雷達和終端區(qū)二次雷達的機場。可以根據(jù)國際上MDS技術的發(fā)展進度以及與我國復雜環(huán)境的機場相結合，對終端區(qū)的航路進行監(jiān)視。同時要將我國MDS技術水平進行不斷提高和創(chuàng)新，從而可以促進我國民用航空事業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]呂小平.MDS技術在我國民用航空的應用探討[J].空中交通管理，2006，09（02）：4-11.

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[3]王文博.民用航空器搜尋技術研究[D].中國民用航空飛行學院，2015（05）.

[4]馬安祥.民用航空發(fā)動機適航信息管理系統(tǒng)設計與開發(fā)[D].南京航空航天大學，2015（06）.

[5]王婷.現(xiàn)代租憑在航空公司飛機融資中的應用與發(fā)展[D].對外經(jīng)濟貿(mào)易大學，2002（09）.

[6]康永，許哲，王大中.民用航空導航技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].現(xiàn)代導航，2012，06（11）：428-432.endprint