淺談多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)

摘要：多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng)用于監(jiān)視進(jìn)近區(qū)域的目標(biāo)，相比于場(chǎng)面系統(tǒng)，其覆蓋范圍更廣，接收站構(gòu)造更加復(fù)雜，本文介紹了多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及維護(hù)維修經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后該型號(hào)設(shè)備的故障處理具有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng);故障排除;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：V355? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1007-9416（2020）04-0000-00

0 引言

捷克ERA公司生產(chǎn)的多點(diǎn)相關(guān)系統(tǒng)由場(chǎng)面系統(tǒng)（MSS-A）和進(jìn)近系統(tǒng)（MSS-PRM）構(gòu)成，2007年部署在首都機(jī)場(chǎng)，用于監(jiān)視機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面和進(jìn)近區(qū)域目標(biāo)。其中進(jìn)近系統(tǒng)由9個(gè)分布在北京周邊的接收＼發(fā)送臺(tái)站以及中央處理站CPS（Central Processing Station）組成。CPS包含了管理服務(wù)器MS（Management Server）、目標(biāo)處理服務(wù)器TP（Target Processor）、交換機(jī)等設(shè)備。多點(diǎn)系統(tǒng)定位原理為通過(guò)多個(gè)地面站接收航空器應(yīng)答機(jī)下發(fā)的二次雷達(dá)信號(hào)，處理后送至CPS進(jìn)行計(jì)算到達(dá)時(shí)間差TDOA（Time Difference Of Arrival），從而得到航空器所在位置。

多點(diǎn)進(jìn)進(jìn)系統(tǒng)采用了分布式的授時(shí)結(jié)構(gòu)，接收站（RXS）使用GNSS來(lái)計(jì)算到達(dá)時(shí)間（TOA）。這種設(shè)計(jì)雖然使接收機(jī)更加復(fù)雜，但是由于接收機(jī)距CPS較遠(yuǎn)，鏈路延時(shí)不固定，這樣分布式的設(shè)計(jì)可以在數(shù)據(jù)鏈路傳輸過(guò)程中排除不固定延時(shí)的影響。

1 多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng)的構(gòu)成與功能

1.1臺(tái)站功能和結(jié)構(gòu)

進(jìn)近系統(tǒng)的臺(tái)站擁有不同的配置，分別為單接收站、接收/發(fā)送站、雙發(fā)送站。

單接收站包括SSR接收天線和GNSS接收天線以及多個(gè)電子模塊，其中包括SSR接收器，數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，數(shù)據(jù)通信單元，電源和UPS，安裝在具有較高防護(hù)等級(jí)的金屬機(jī)柜中。

接收/發(fā)送站包括與單接收站相同的接收部分，以及SSR發(fā)射天線和SSR詢問(wèn)器。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共享數(shù)據(jù)通訊單元、電源和UPS。所有電子設(shè)備都放在擁有較高的防護(hù)等級(jí)的金屬機(jī)柜中。

雙發(fā)送站由兩個(gè)單發(fā)送站組成。每個(gè)發(fā)射站由SSR發(fā)射天線，SSR詢問(wèn)機(jī)，數(shù)據(jù)通信單元，電源和UPS組成。

SSR接收天線是一種增益定向天線，可以安裝在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上，如桅桿頂部，建筑物的屋頂，圍欄等。GPS天線用于接收GPS信號(hào)，連接到GPSD單元。

進(jìn)近系統(tǒng)還使用了場(chǎng)面系統(tǒng)接收機(jī)提供的數(shù)據(jù)。進(jìn)近系統(tǒng)通過(guò)安裝在場(chǎng)面系統(tǒng)機(jī)柜中的CT / DT轉(zhuǎn)換器來(lái)獲得這些數(shù)據(jù)。CT / DT轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)給場(chǎng)面系統(tǒng)目標(biāo)數(shù)據(jù)打上時(shí)標(biāo)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為進(jìn)近系統(tǒng)處理格式。進(jìn)近系統(tǒng)總共處理從九個(gè)臺(tái)站接收的數(shù)據(jù)，這些臺(tái)站分別屬于上述幾種類型[1]。

1.2中央處理站（CPS）功能和結(jié)構(gòu)

中央處理站（CPS）是系統(tǒng)的核心，其中目標(biāo)處理服務(wù)器（TP）用于執(zhí)行TODA計(jì)算、處理目標(biāo)以及數(shù)據(jù)，管理服務(wù)器（MS）用于系統(tǒng)管理。該系統(tǒng)使用了高度可靠且完全冗余的解決方案。目標(biāo)處理器（TP）和管理服務(wù)器（MS）是雙冗余的，以提供最佳的性能可靠性。CPS安裝在19英寸機(jī)柜中。

在CPS內(nèi)部，TP執(zhí)行信號(hào)解碼，包括恢復(fù)損壞的應(yīng)答內(nèi)容，計(jì)算準(zhǔn)確的位置并關(guān)聯(lián)相應(yīng)的應(yīng)答機(jī)A ＼ C 、S模式代碼。然后，將具有指定參數(shù)（如輸出數(shù)據(jù)格式和更新速率）的點(diǎn)跡或航跡通過(guò)輸出端口發(fā)送到RMT或自動(dòng)化系統(tǒng)上。通過(guò)使用GPS信號(hào)的NTP服務(wù)器進(jìn)行時(shí)間同步，可以確保輸出帶有正確時(shí)間戳的數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)還配備了一個(gè)遠(yuǎn)程管理終端RMT，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)MSS-PRM管理系統(tǒng)。該終端允許維護(hù)工程師監(jiān)視，控制和管理整個(gè)系統(tǒng)。RMT也啟用了“運(yùn)行狀況顯示”以顯示MSS-PRM的當(dāng)前輸出數(shù)據(jù)。

使用MSS-PRM管理系統(tǒng)，維護(hù)工程師可以監(jiān)視，控制和維護(hù)MSS-PRM。管理終端和管理服務(wù)器與MSS-PRM內(nèi)部的集成控制單元一起構(gòu)成管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理功能。系統(tǒng)狀態(tài)在輸出信息（例如ASTERIX）中傳輸，也使用簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）傳輸?shù)娇蛻籼峁┑募斜O(jiān)控系統(tǒng)[1]。

1.3信號(hào)和數(shù)據(jù)處理流程

接收站接收到來(lái)自目標(biāo)的SSR信號(hào)，將該電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。將該電子信號(hào)傳輸至測(cè)量單元，在此單元解碼數(shù)據(jù)并計(jì)算TOA。將計(jì)算結(jié)果傳輸?shù)絋P服務(wù)器，TP根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算TDOA提供目標(biāo)定位。信號(hào)和數(shù)據(jù)處理流程，如圖1所示。

2 故障分析

用戶可以通過(guò)設(shè)置在航管樓的遠(yuǎn)程管理終端RMT（Remote Management Terminal）監(jiān)控各個(gè)地面站和CPS的工作狀態(tài)和告警信息，查看設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行配置。筆者在對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)的維修維護(hù)工作中，積累了一些故障的判斷經(jīng)驗(yàn)以及排除故障的方法，RMT主界面介紹，如圖2所示。

2.1對(duì)進(jìn)近系統(tǒng)RPU系統(tǒng)進(jìn)行備份、恢復(fù)操作

在監(jiān)控終端RMT上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)臺(tái)站失去鏈接的現(xiàn)象，此類故障會(huì)在RMT上觀察到Receiving Subsystem模塊中的某臺(tái)站顏色由綠色變?yōu)榧t色，同時(shí)在Communication Subsystem中顯示該臺(tái)站失去連接。

出現(xiàn)這種狀況有兩種可能性，一種是臺(tái)站上的RPU出現(xiàn)了故障，另一種可能性是鏈路中斷，在排除鏈路故障的可能性后，需要赴臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)嘗試恢復(fù)RPU操作系統(tǒng)。

恢復(fù)系統(tǒng)需要使用Acronis？ True Image這款軟件，該軟件在出廠時(shí)已經(jīng)內(nèi)置在系統(tǒng)里了，在進(jìn)入操作系統(tǒng)之前就開(kāi)始引導(dǎo)，即使Windows操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障，Acronis依然可以獨(dú)立于操作系統(tǒng)運(yùn)行。

（1）首先，將鼠標(biāo)鍵盤顯示器連接上RPU，用筆尖等尖銳物體點(diǎn)擊正面的重啟按鈕，使RPU重新啟動(dòng)。

（2）在進(jìn)入系統(tǒng)之前的啟動(dòng)界面點(diǎn)擊F11鍵，進(jìn)入Acronis True Image恢復(fù)軟件，在軟件里選擇要恢復(fù)的鏡像，這個(gè)鏡像保存在D盤里，選擇C盤為恢復(fù)磁盤。

（3）按提示逐步選擇，一般按默認(rèn)選項(xiàng)即可。

（4）恢復(fù)成功后RPU會(huì)自動(dòng)重啟，重新后進(jìn)入Windows系統(tǒng)，備份恢復(fù)成功。

故障分析：RPU是一臺(tái)ERA公司定制的微型計(jì)算機(jī)，裝有windows操作系統(tǒng)以及ERA公司的軟件，主要用于為TP提供盡可能多的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及壓縮數(shù)據(jù)。RPU在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，可能會(huì)積累各種錯(cuò)誤導(dǎo)致其無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)RPU發(fā)生故障后，首先想到的就是對(duì)C盤進(jìn)行恢復(fù)操作，這樣既可輕易恢復(fù)軟件故障。

2.2 接收臺(tái)站故障排除過(guò)程

（1）在RMT上發(fā)現(xiàn)Receiving Subsystem RX-3臺(tái)站出現(xiàn)告警，鏈路正常，RPU運(yùn)行正常，查看各項(xiàng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)在Time Subsystem上RX-3臺(tái)站雖然無(wú)告警，但在Satellites? 一欄顯示搜到衛(wèi)星數(shù)量和使用衛(wèi)星數(shù)量均遠(yuǎn)少于正常臺(tái)站。

（2）赴臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)GPSD模塊指示燈有異常，判斷可能是GPS天線故障，決定更換GPS天線，故障沒(méi)有解決。

（3）使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量連接GPS天線和GPSD模塊之間的饋線駐波比，駐波比正常，排除饋線故障的可能性。

（4）為了排除干擾因素，把一臺(tái)同樣提供授時(shí)功能的NTP帶到臺(tái)站，將NTP配備的GPS天線放至該臺(tái)站GPS天線附近，等待片刻后NTP可以正常工作，可以正常搜星并提供GPS時(shí)間，排除臺(tái)站附近有干擾GPS信號(hào)的可能性。

（5） GPSD模塊有四個(gè)指示燈，正常情況下為TICK、D1、DIAG三個(gè)指示燈交替閃爍，而該GPSD只有TICK、DIAG兩個(gè)燈閃爍，查閱資料可知，D0指示燈不閃爍表示無(wú)數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)COM1口，懷疑是GPSD模塊有故障，決定更換GPSD模塊，故障依然沒(méi)有解決。

（6）將整個(gè)臺(tái)站機(jī)柜拆下，送至正常臺(tái)站安裝，發(fā)現(xiàn)設(shè)備依然故障，將正常臺(tái)站的RPU和GPSD調(diào)換至故障機(jī)柜上，設(shè)備告警消失，設(shè)備可以正常工作。

故障分析：此故障排除較為困難的原因在于兩個(gè)模塊同時(shí)發(fā)生故障，而RMT上缺乏告警信息，查閱廠家提供的技術(shù)資料也缺乏相關(guān)描述，只能靠多次嘗試來(lái)修復(fù)故障。

3 結(jié)語(yǔ)

以上介紹了多點(diǎn)進(jìn)近系統(tǒng)臺(tái)站、CPS的功能和結(jié)構(gòu)，以及兩個(gè)設(shè)備故障的排除過(guò)程和故障分析。詳細(xì)的了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理、學(xué)習(xí)以前的維修經(jīng)驗(yàn)對(duì)今后的維護(hù)維修工作有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]MSS PRM PEK Technical Description – Text Part[Z].

收稿日期：2020-03-17

作者簡(jiǎn)介：張旭（1993—），男，北京人，本科，助理工程師，研究方向：雷達(dá)維護(hù)與維修。

Talking About the Structure and Maintenance Experience of the Multilateration？Surveillance？System？Parallel？Runway？Monitor

ZHANG Xu

（China Civil Aviation North China Air Traffic Management Bureau，Beijing? 100621）

Abstract： The multi-point approach system is used to monitor the target in the approach area. Compared with the surface system， the coverage is wider and the receiving station structure is more complicated. This paper introduces the structure and maintenance experience of the multi-point approach system. In the future， troubleshooting of this type of equipment has practical significance.

Keywords： multi-point approach system; troubleshooting; system structure