空管自動化系統(tǒng)假目標(biāo)判斷依據(jù)

董睿

民航山西空管分局 山西太原 030031

以山西空管分局為例，某日開始管制員反映主用川大自動化系統(tǒng)一天之內(nèi)接連出現(xiàn)航空器在跑道五邊位置出現(xiàn)假目標(biāo)，造成目標(biāo)分裂DUPE告警。

技術(shù)人員通過多雷達(dá)回放查看兩套在用自動化系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)只有主用的川大自動化系統(tǒng)存在此問題，而二所備用自動化系統(tǒng)無此現(xiàn)象。繼續(xù)回放單雷達(dá)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在同一時間節(jié)點(diǎn)均存在目標(biāo)短時丟失后又出現(xiàn)的情況，可以斷定為主用自動化系統(tǒng)多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理存在問題。

多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理過程大致可以分為五個階段。第一步時空校準(zhǔn)，由于每個單雷達(dá)各自的掃描周期各不相同，向外傳送信號時都有各自的時鐘信號。因此需要有一個統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，把所有點(diǎn)跡、航跡數(shù)據(jù)都同統(tǒng)一到一個起點(diǎn)。第二步航跡相關(guān)，各單雷達(dá)有自己的作用距離也就是覆蓋范圍，一個目標(biāo)可能會只出現(xiàn)在一部雷達(dá)上，也可能會出現(xiàn)在多個雷達(dá)上，航跡相關(guān)就是要準(zhǔn)確在每一部雷達(dá)上找出屬于同一目標(biāo)的航跡信息。相關(guān)的條件包括偏差距離、高度和二次代碼[1]。第三步航跡融合：將符合相關(guān)條件的航跡信息融合起來，形成一個連續(xù)的航跡數(shù)據(jù)，這個航跡稱為系統(tǒng)航跡。第四步假目標(biāo)判斷，對不符合相關(guān)條件的目標(biāo)，進(jìn)行假目標(biāo)判斷。第五步將系統(tǒng)航跡輸出至終端席位供管制人員查看。技術(shù)人員經(jīng)過現(xiàn)場分析和咨詢廠家工程師后，得出結(jié)論，問題就出在第四步假目標(biāo)判斷上。

任意一部單雷達(dá)探測到一個新的目標(biāo)時，多雷達(dá)處理進(jìn)程mrdp檢測它能否與已有的系統(tǒng)航跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)。假目標(biāo)判定的前提，一定是首先已經(jīng)有了一個系統(tǒng)航跡，然后在它附近試圖新創(chuàng)建一個系統(tǒng)航跡時，才會進(jìn)行假目標(biāo)判定。假目標(biāo)檢測算法其實(shí)實(shí)現(xiàn)了兩個功能：1、判定是否為假目標(biāo)，是假目標(biāo)就屏蔽/丟棄；2、補(bǔ)充相關(guān)/融合處理，有些情況導(dǎo)致了該融合的目標(biāo)未能融合，此函數(shù)檢查能否進(jìn)行補(bǔ)充相關(guān)/融合。

假目標(biāo)判定步驟如下：

對于一個新探測到的單雷達(dá)航跡，把它與每一個已存在的系統(tǒng)航跡，進(jìn)行如下檢測：

（a）如果新的單雷達(dá)目標(biāo)與當(dāng)前系統(tǒng)航跡相距大于40km（可配），不認(rèn)為是當(dāng)前系統(tǒng)航跡的假目標(biāo)。本次檢測結(jié)束，跳回到a），繼續(xù)判定下一個系統(tǒng)航跡。

（b）如果單雷達(dá)目標(biāo)的SSR無效，且當(dāng)前系統(tǒng)航跡還沒有與來自這路單雷達(dá)的任意一個目標(biāo)關(guān)聯(lián)，則認(rèn)為這個單雷達(dá)目標(biāo)應(yīng)該與系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)（即補(bǔ)充相關(guān)/融合，此時不考慮高度差）。結(jié)束剩余檢測循環(huán)。

（c）如果當(dāng)前系統(tǒng)航跡的SSR無效，且當(dāng)前系統(tǒng)航跡還沒有與來自這路單雷達(dá)的任意一個目標(biāo)關(guān)聯(lián)，則認(rèn)為這個單雷達(dá)目標(biāo)應(yīng)該與系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)（即補(bǔ)充相關(guān)/融合，此時不考慮高度差）。結(jié)束剩余檢測循環(huán)。

（d）如果單雷達(dá)目標(biāo)和當(dāng)前系統(tǒng)航跡的SSR均有效且不同，則不認(rèn)為是假目標(biāo)。本次檢測結(jié)束，跳回到a），繼續(xù)判定下一個系統(tǒng)航跡。

（e）如果單雷達(dá)目標(biāo)和當(dāng)前系統(tǒng)航跡的SSR均有效且相同，且單雷達(dá)目標(biāo)是處于低空剛起飛的飛機(jī)（低空起飛判斷條件：與已有系統(tǒng)航跡高度差大于2倍CorelationAlt，且高度低于ShowAllTargetAltitude），則不認(rèn)為是假目標(biāo)。本次檢測結(jié)束，跳回到a），繼續(xù)判定下一個系統(tǒng)航跡[2]。

（f）如果單雷達(dá)目標(biāo)和當(dāng)前系統(tǒng)航跡的SSR均有效且相同，且單雷達(dá)目標(biāo)不是處于低空剛起飛的飛機(jī)，則認(rèn)為是假目標(biāo)。此時繼續(xù)下面兩種判定：

如果單雷達(dá)目標(biāo)高度與當(dāng)前系統(tǒng)航跡高度差小于280米（可配）：①當(dāng)前系統(tǒng)航跡還沒有與來自這路單雷達(dá)的任意一個目標(biāo)關(guān)聯(lián)，則認(rèn)為這個單雷達(dá)目標(biāo)應(yīng)該與系統(tǒng)航跡關(guān)聯(lián)（即補(bǔ)充相關(guān)/融合）；結(jié)束剩余檢測循環(huán)。②當(dāng)前系統(tǒng)航跡已經(jīng)與來自這路單雷達(dá)的某一個目標(biāo)關(guān)聯(lián)，則認(rèn)為這個單雷達(dá)目標(biāo)是假目標(biāo)，屏蔽/丟棄。結(jié)束剩余檢測循環(huán)。

如果單雷達(dá)目標(biāo)高度與當(dāng)前系統(tǒng)航跡高度差不小于280米（可配），認(rèn)為它是假目標(biāo)，屏蔽/丟棄。結(jié)束剩余檢測循環(huán)。

（g）當(dāng)這個新的單雷達(dá)航跡與所有系統(tǒng)航跡全部做完檢測，并沒有被補(bǔ)充相關(guān)/融合，也沒有被屏蔽/丟棄，則該單雷達(dá)目標(biāo)會被用來創(chuàng)建一個新的系統(tǒng)航跡。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證對假目標(biāo)判斷的可行性，可以對雷達(dá)模擬程序?qū)λ鋮?shù)進(jìn)行分組數(shù)據(jù)驗(yàn)證，最終找到了相關(guān)參數(shù)。在sdp．ini參數(shù)中MRDP字段增加DetecFalseTarget=1（是否進(jìn)行假目標(biāo)判斷0不進(jìn)行，1進(jìn)行），F(xiàn)alseTargetDis=6000（假目標(biāo)判斷水平門限單位：米 默認(rèn)40000米），在radar．ini參數(shù)中TOTAL項增加ShowAllTargetAltitude=2000（地空起飛判斷條件：與已有系統(tǒng)航跡高度差大于2倍CorelationAlt，且高度低于ShowAllTargetAltitude）[3]。將主用自動化系統(tǒng)的單路雷達(dá)原始數(shù)據(jù)拷貝至實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行測試，在關(guān)閉假目標(biāo)判斷標(biāo)椎情況下，出現(xiàn)與在用自動化系統(tǒng)同樣的短時分裂現(xiàn)象并伴隨短時DUPE；在開啟假目標(biāo)判斷標(biāo)椎情況下沒有出現(xiàn)短時分裂現(xiàn)象，故障得到圓滿解決。

引起空管自動化出現(xiàn)假目標(biāo)的原因多種多樣，對故障的原因進(jìn)行匯總，主要包含空管自動化系統(tǒng)處理方面的故障與信號傳輸源的故障。當(dāng)使用常規(guī)的方法無法進(jìn)行故障的定位時，就可以對原始雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過假目標(biāo)判定步驟進(jìn)行逐一的原因排除，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的故障定位。另外，在進(jìn)行故障的判斷時，還可以關(guān)注不同設(shè)備之間雷達(dá)頭參數(shù)與性能指標(biāo)設(shè)置的匹配性來進(jìn)行全面的分析。