對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的處理方法探討

周亞洲

摘要：雷達(dá)數(shù)據(jù)在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中起到了至關(guān)重要的作用。憑借準(zhǔn)確度雷達(dá)數(shù)據(jù)，空管指揮中心可以實(shí)時(shí)地完成各類航空設(shè)備的指揮調(diào)度工作。雷達(dá)數(shù)據(jù)是空中交通管理的重要參考指標(biāo)，為了提升空中交通的安全性和空管工作的合理性，有必要對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)進(jìn)行深入研究。基于此，本文對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的處理方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)數(shù)據(jù);空管自動(dòng)化系統(tǒng);交互式模型算法

引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)航空事業(yè)也呈現(xiàn)高速發(fā)展的狀態(tài)，但隨之而來(lái)的空中交通問(wèn)題也愈發(fā)嚴(yán)峻。為解決越來(lái)越擁堵的空中交通，需要對(duì)空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的探究和提升。本文首先闡述探究空管自動(dòng)化系統(tǒng)中雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法的目的及意義，并從雷達(dá)數(shù)據(jù)前端處理部分和單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理入手，分析多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊中馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理、加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理以及可變周期的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法。

1探究空管自動(dòng)化系統(tǒng)中雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法的目的和意義

空管自動(dòng)化系統(tǒng)是空中交通管制的重要依憑，空管指揮中心可以憑借自動(dòng)化系統(tǒng)中處理的雷達(dá)數(shù)據(jù)，對(duì)各類航空設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并幫助航空設(shè)備規(guī)劃飛行路線以及解決一些實(shí)時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。除此之外，飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)、ADS數(shù)據(jù)、氣象信息數(shù)據(jù)也可以由空管自動(dòng)化系統(tǒng)處理，進(jìn)一步為空中交通管制提供保障。

空管系統(tǒng)在經(jīng)歷了多年發(fā)展之后，從最初的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)逐漸發(fā)展成為空管信息備份系統(tǒng)，到如今的空管主用系統(tǒng)，已經(jīng)成為了空管工作最為依賴的系統(tǒng)設(shè)備之一。因此，對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的處理方法進(jìn)行探討，有利于明確各類雷達(dá)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程和處理方法，從細(xì)節(jié)和整體全方位多層次地提高空中交通管制水平，對(duì)于實(shí)現(xiàn)空管安全生產(chǎn)具有重要意義。

2雷達(dá)數(shù)據(jù)前端處理

雷達(dá)數(shù)據(jù)的前端處理是指在雷達(dá)數(shù)據(jù)處理之前，對(duì)空管自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)，主要是輸入各類雷達(dá)的數(shù)據(jù)型號(hào)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換公式以及各類雷達(dá)數(shù)據(jù)信息的處理算法，使得后續(xù)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，空管自動(dòng)化系統(tǒng)可以識(shí)別出不同的雷達(dá)數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確運(yùn)算出空中管制工作所需要的各類數(shù)據(jù)信息。雷達(dá)數(shù)據(jù)前段處理采用OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，利用同步HDLC協(xié)議完成雷達(dá)數(shù)據(jù)格式的傳輸。輸入空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的雷達(dá)數(shù)據(jù)會(huì)在統(tǒng)一格式之后，解析出雷達(dá)數(shù)據(jù)中包含的二次代碼、位置和高度等航空設(shè)備的信息。并且，由于航空設(shè)備在雷達(dá)設(shè)備中是以極坐標(biāo)的方式來(lái)標(biāo)明位置，所以在空管自動(dòng)化系統(tǒng)中還要對(duì)極坐標(biāo)進(jìn)行變換，用更加形象的方式顯示在空管自動(dòng)化系統(tǒng)的界面中。

3單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊

空管自動(dòng)化系統(tǒng)中包含單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊和多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊。其中，單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊主要是完成點(diǎn)跡雷達(dá)數(shù)據(jù)信息的處理。雷達(dá)探測(cè)到的航空設(shè)備的點(diǎn)跡信息會(huì)發(fā)送到空管自動(dòng)化系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別點(diǎn)跡數(shù)據(jù)信息，并與預(yù)設(shè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行相關(guān)，并利用交互式多模型算法對(duì)點(diǎn)跡數(shù)據(jù)信息進(jìn)行濾波處理，然后通過(guò)不同模型間的互協(xié)方差陣便可以更新各個(gè)模型的概率。經(jīng)過(guò)交互式多模型處理過(guò)的雷達(dá)數(shù)據(jù)會(huì)解析出二次代碼、位置、高度、速度、航向等信息，這些信息與相鄰周期的目標(biāo)相關(guān)聯(lián)，便可以生成航空設(shè)備的飛行軌跡。但需要注意的是，利用單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊分析航空設(shè)備的飛行軌跡，需要提取連續(xù)三個(gè)周期的雷達(dá)數(shù)據(jù)，如果在實(shí)際工作中提取雷達(dá)信號(hào)時(shí)中間有中斷，則需要重新提取三個(gè)連續(xù)周期并重新計(jì)算。

4多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊

目前，空管自動(dòng)化系統(tǒng)中的多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊主要應(yīng)用馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及可變周期更新多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

4.1? 馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理

馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)就是常說(shuō)的選擇處理技術(shù)。利用馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)處理雷達(dá)數(shù)據(jù)時(shí)，需要先將空管自動(dòng)化系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控的空域分成若干個(gè)馬賽克單元，每個(gè)馬賽克單元都需要有獨(dú)立的雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行覆蓋，并且，馬賽克單元內(nèi)目標(biāo)探測(cè)的效果也要提前確立優(yōu)先級(jí)。探測(cè)工作要根據(jù)雷達(dá)設(shè)備的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行，首先利用優(yōu)先級(jí)最高的雷達(dá)設(shè)備探測(cè)目標(biāo)的航跡，如果最高優(yōu)先級(jí)的雷達(dá)設(shè)備失去目標(biāo)，再利用次先級(jí)的雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行探測(cè)，以此類推。雖然馬賽克多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)較為簡(jiǎn)單，但是這種技術(shù)不能充分利用雷達(dá)探測(cè)到的全部信息，存在一定的局限性，而且需要的雷達(dá)設(shè)備較多，存在一定的資源浪費(fèi)。

4.2? 加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理

加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理技術(shù)又稱為加權(quán)平均法，我們常說(shuō)的重心法或者最小二乘估計(jì)法也是指加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理方法。利用該技術(shù)處理雷達(dá)數(shù)據(jù)，首先需要對(duì)各個(gè)雷達(dá)設(shè)定融合權(quán)值，這樣一來(lái)，當(dāng)多個(gè)雷達(dá)發(fā)送航跡信息到空管自動(dòng)化系統(tǒng)中時(shí)，系統(tǒng)便可根據(jù)各雷達(dá)的權(quán)值進(jìn)行融合計(jì)算，以此來(lái)獲得系統(tǒng)行跡。隨著雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷革新，如今加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理已經(jīng)不局限于利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定融合權(quán)值進(jìn)行計(jì)算，還可以根據(jù)動(dòng)態(tài)權(quán)值進(jìn)行實(shí)時(shí)雷達(dá)數(shù)據(jù)的分析處理。動(dòng)態(tài)加權(quán)融合數(shù)據(jù)處理是將本地航跡的權(quán)重系數(shù)與系統(tǒng)航跡融合更新處理，其中動(dòng)態(tài)權(quán)值可以直接反映本地航跡的數(shù)據(jù)質(zhì)量，動(dòng)態(tài)權(quán)值和數(shù)據(jù)質(zhì)量呈正比例相關(guān)。動(dòng)態(tài)權(quán)值取0 的數(shù)據(jù)則表示該數(shù)據(jù)不參與融合數(shù)據(jù)計(jì)算。

4.3? 可變周期更新多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理

可變周期更新多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)比較適合具有ADS數(shù)據(jù)融合技術(shù)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)中。利用ADS數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)信息的處理速度，提高空管自動(dòng)化系統(tǒng)的報(bào)告更新頻率，可以有效增強(qiáng)空管工作的時(shí)效性。并且，可變周期更新多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理在定位精度方面更具優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)在保證目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)連續(xù)性的同時(shí)，雷達(dá)數(shù)據(jù)信息的利用率也得到了提升，使目標(biāo)精度和航跡平滑之間達(dá)到了最佳水平。

總結(jié)：綜上所述，空管自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)空中交通管制工作的核心，加強(qiáng)空管自動(dòng)化系統(tǒng)的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以有效提高空管水平，為提高航空生產(chǎn)安全作出有力保障。本文首先從空管自動(dòng)化系統(tǒng)中雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的目的和意義入手，分析了雷達(dá)數(shù)據(jù)前端處理、單雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊和多雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊的技術(shù)應(yīng)用，希望可以為相關(guān)工作人員提供參考。

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