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基于Indra雷達(dá)的航管二次雷達(dá)數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方法研究

2015-05-30 01:37馮超
中國(guó)新通信 2015年22期

馮超

【摘要】 為了精確分析航管二次雷達(dá)在出現(xiàn)假目標(biāo)、信號(hào)質(zhì)量低等問(wèn)題時(shí)的具體原因,本文對(duì)二次雷達(dá)數(shù)據(jù)在ATC網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】 二次雷達(dá) 數(shù)據(jù)解析 ASTERIX Socket

隨著我國(guó)民航事業(yè)發(fā)展,空中交通管制方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的程序管制過(guò)渡到雷達(dá)管制,航管二次雷達(dá)也取代一次雷達(dá)在雷達(dá)管制中扮演越來(lái)越重要的角色。

但是在雷達(dá)信號(hào)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí),維護(hù)人員往往通過(guò)回放錄像等直觀方式查找原因,沒(méi)有具體數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)。因此,在雷達(dá)信號(hào)呈現(xiàn)給管制員使用之前對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控和分析顯得尤為重要。

一、二次雷達(dá)數(shù)據(jù)格式解析

ASTERIX(All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange)是國(guó)際民航組織為了監(jiān)視數(shù)據(jù)在ATC(Air Traffic Control)系統(tǒng)中各處理器之間進(jìn)行傳輸而制定的標(biāo)準(zhǔn),它屬于OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層協(xié)議。

通過(guò)ASTERIX對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,可以得到航班號(hào),飛行器飛行速度,飛行器位置,UTC時(shí)間等等所有航班相關(guān)信息。

1、CAT字段標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的類型,航管二次雷達(dá)數(shù)據(jù)主要分為四種類型,即CAT01、CAT02、CAT48、CAT34,每一種類型都對(duì)應(yīng)一種解析規(guī)則。

2、LEN字段標(biāo)識(shí)整個(gè)Data Block的字節(jié)長(zhǎng)度。

3、FSPEC(Field Specification)字段最為重要,是Record數(shù)據(jù)項(xiàng)的目錄索引,它的每一位與Record中的Data Item數(shù)據(jù)項(xiàng)相對(duì)應(yīng),表示對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)的有或無(wú),如為“1”則對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)存在,如為“0”則對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)不存在。在四種數(shù)據(jù)類型解析標(biāo)準(zhǔn)中均有解析FSPEC與Data Item對(duì)應(yīng)關(guān)系的UAP(User Application Profile)表格。

根據(jù)UAP表格對(duì)應(yīng)查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng),再根據(jù)每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)Data Item的具體解析方法就可以得到航班相關(guān)的具體信息。

二、二次雷達(dá)數(shù)據(jù)解析軟件結(jié)構(gòu)

本文根據(jù)ASTERIX標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合二次雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)所設(shè)計(jì)的二次雷達(dá)數(shù)據(jù)解析軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

為了得到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的二次雷達(dá)數(shù)據(jù),還需要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進(jìn)行解析。

通常有兩種方式來(lái)捕獲雷達(dá)設(shè)備終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù),一種是在雷達(dá)設(shè)備終端通過(guò)串口傳輸獲得,通過(guò)這種方式獲得的是OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù),其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為HDLC;

另一種獲取雷達(dá)數(shù)據(jù)的方式是通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),通過(guò)這種方式獲得的是OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的傳輸層數(shù)據(jù),其對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為UDP。

之后再根據(jù)不同傳輸方式和傳輸協(xié)議進(jìn)行解析,最終得到二次雷達(dá)數(shù)據(jù)。

最后根據(jù)ASTERIX協(xié)議再對(duì)二次雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析,獲得航班相關(guān)的所有信息,并根據(jù)所設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件功能提取相關(guān)信息進(jìn)行圖形或者文字顯示。

三、Indra二次雷達(dá)數(shù)據(jù)解析軟件

本文應(yīng)用C#語(yǔ)言和Socket,結(jié)合Indra二次雷達(dá),軟件界面分為三個(gè)部分,包括二次雷達(dá)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)屬性信息、雷達(dá)十六進(jìn)制原始數(shù)據(jù)和二進(jìn)制原始數(shù)據(jù)流以及經(jīng)過(guò)解析后的各數(shù)據(jù)包包含的相關(guān)航班信息。

通過(guò)此款軟件,再配合航行錄像文件,就可以對(duì)航班飛行過(guò)程雷達(dá)在某一時(shí)刻發(fā)生假目標(biāo),目標(biāo)丟失等常見(jiàn)故障進(jìn)行數(shù)據(jù)層面的分析。

四、總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)航管二次雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸流程進(jìn)行分析,提出了開(kāi)發(fā)二次雷達(dá)數(shù)據(jù)解析及應(yīng)用等功能軟件的方法,并實(shí)現(xiàn)了基于Indra二次雷達(dá)數(shù)據(jù)解析軟件。

對(duì)二次雷達(dá)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和雷達(dá)維護(hù)具有重要實(shí)用意義和參考價(jià)值。

并且,本文編寫軟件只涉及到對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)文字顯示方面的功能模塊,后續(xù)工作將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖形圖像顯示功能方面的擴(kuò)展和研究。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]Eurocontrol Standard Document For Surveillance Data Exchange,Patr 4:Category 048,Transmission of Monoradar Target Reports[Z].

[2]徐炎祥,張尉.二次雷達(dá)原理[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2009