姜山

(黑龍江省空管分局,黑龍江哈爾濱 150000)

0 引言

現(xiàn)代航空業(yè)飛速發(fā)展,各大機(jī)場(chǎng)航班起降架次猛增,機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)愈加復(fù)雜。如何在有限的空間內(nèi),利用現(xiàn)有的設(shè)備管理好越來越多的飛機(jī)及相應(yīng)的地服車輛,提高機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行效率和安全水平,成為場(chǎng)面監(jiān)視技術(shù)必須解決的問題。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)情況較為復(fù)雜,除了飛機(jī)、車輛外,建筑、草坪、積雪和標(biāo)識(shí)牌等物體都會(huì)反射電磁波,并被雷達(dá)所接收,因此,場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)總是不可避免的生成一些靜態(tài)目標(biāo)。目前,國內(nèi)場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)大多采用劃設(shè)屏蔽區(qū)的方式將靜態(tài)目標(biāo)屏蔽,但實(shí)際應(yīng)用中存在的諸多問題和安全隱患亟待解決。

1 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)使用現(xiàn)狀

圖1 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)靜態(tài)目標(biāo)示意圖Fig.1 Schematic diagram of static target of field surveillance radar

場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)(Surface Movement Radar,SMR)是通過輻射電磁波,并檢測(cè)、處理地面物體對(duì)輻射電磁波的反射信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)所有交通工具(航空器、引導(dǎo)車輛、擺渡車輛等)檢測(cè)的雷達(dá)設(shè)備。其工作原理與一次雷達(dá)相同。安裝在機(jī)場(chǎng)的陸基場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá),其信號(hào)通常送到A-SMGCS進(jìn)行融合處理?？罩薪煌ü苤频冗\(yùn)行單位利用SMR監(jiān)視信息判斷、跟蹤機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面動(dòng)目標(biāo)位置,掌握航空器軌跡、意圖及間隔,監(jiān)視機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行態(tài)勢(shì),提高地面運(yùn)行安全的保障能力。

A-SMGCS(高級(jí)場(chǎng)面活動(dòng)引導(dǎo)和控制系統(tǒng),Advanced—Surface Movement Guidance and Control System)是在滿足機(jī)場(chǎng)能見度運(yùn)行等級(jí)的所有氣象條件下,為了航空器和車輛能保持公布的運(yùn)動(dòng)速率且同時(shí)保持要求的安全性而對(duì)其提供監(jiān)視、控制、路由、引導(dǎo)的綜合集成和自動(dòng)化管理系統(tǒng)。目前國內(nèi)A-SMGCS系統(tǒng)常用的監(jiān)視源包括一二次雷達(dá)、場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)、ADS-B及多點(diǎn)定位系統(tǒng),塔臺(tái)管制員、機(jī)場(chǎng)調(diào)度或站坪管理部門根據(jù)A-SMGCS融合處理后的監(jiān)視信號(hào)對(duì)場(chǎng)面的飛機(jī)及車輛進(jìn)行指揮。以哈爾濱機(jī)場(chǎng)為例,場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)生成靜態(tài)目標(biāo)如圖1所示。

在場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)監(jiān)控上觀察,跑道、滑行道附近的靜態(tài)目標(biāo)多達(dá)22個(gè)。由機(jī)場(chǎng)場(chǎng)務(wù)協(xié)調(diào)引領(lǐng)進(jìn)入跑道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查,并通過對(duì)監(jiān)控軟件靜態(tài)目標(biāo)與指示牌真實(shí)位置比對(duì),基本確認(rèn)這些靜態(tài)目標(biāo)是由跑道、滑行道及連接道周邊指示牌形成,如圖2、3所示。

若目標(biāo)反射面較大,目標(biāo)回波較強(qiáng),則該目標(biāo)的場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)信號(hào)連續(xù)穩(wěn)定。若目標(biāo)反射面相對(duì)較小,目標(biāo)回波相對(duì)較弱,則該目標(biāo)的場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)信號(hào)不穩(wěn)定、時(shí)有時(shí)無。在A-SMGCS上觀察靜態(tài)目標(biāo)如圖4、5所示。

2 對(duì)場(chǎng)面靜態(tài)假目標(biāo)解決方法

哈爾濱本場(chǎng)繪制的屏蔽區(qū)圖6～圖8所示。

可以看出,除跑道、滑行道、部分機(jī)坪外,絕大部分區(qū)域在場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)上都劃設(shè)了屏蔽區(qū),根據(jù)航跡繪制的雷達(dá)覆蓋圖9所示。

經(jīng)場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)屏蔽處理后,場(chǎng)面上大部分假目標(biāo)已被屏蔽,仍有少部分目標(biāo)依舊存在。

3 A-SMGCS上劃設(shè)非初始化區(qū)域

航跡非初始化區(qū)域是指對(duì)于某些質(zhì)量較差的單監(jiān)視源,可能出現(xiàn)某個(gè)區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)假目標(biāo)的情況,為了防止這種情況的出現(xiàn),系統(tǒng)允許為指定監(jiān)視源劃定區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的新目標(biāo),直接丟棄不用,以避免假目標(biāo)的產(chǎn)生。但對(duì)于區(qū)域外進(jìn)入該區(qū)域的目標(biāo)將保持。最大程度避免監(jiān)視源質(zhì)量不佳帶來的干擾。處理流程如圖10所示。

圖2 指示牌1Fig.2 Sign 1

圖3 指示牌2 Fig.3 Sign 2

圖4 A-SMGCS上假目標(biāo)1Fig.4 Fake target 1 on A-SMGCS

圖5 A-SMGCS上假目標(biāo)2Fig.5 Fake target 2 on A-SMGCS

圖6 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)屏蔽區(qū)簡(jiǎn)圖1Fig.6 Schematic diagram of the field surveillance radar shielding area 1

圖7 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)屏蔽區(qū)簡(jiǎn)圖2Fig.7 Schematic diagram of the field surveillance radar shielding area 2

劃設(shè)非初始化區(qū)域步驟:(1)在A-SMGCS系統(tǒng)的參數(shù)配置終端DBM中,打開SMR數(shù)據(jù)引接配置,修改航跡非初始化區(qū)域。(2)根據(jù)假目標(biāo)位置大致描繪非初始化區(qū)域。(3)調(diào)整非初始化區(qū)域的中心點(diǎn)經(jīng)緯度、半徑等參數(shù)。(4)發(fā)布SMR數(shù)據(jù)引接配置至對(duì)應(yīng)MSDP主機(jī)。(5)重啟相應(yīng)MSDP主機(jī)的smrdp進(jìn)程后,在SDD觀察現(xiàn)象。

非初始化區(qū)域啟用前圖11所示,非初始化區(qū)域啟用后圖12所示。

4 劃設(shè)非初始化區(qū)域相對(duì)于劃設(shè)屏蔽區(qū)的優(yōu)點(diǎn)

相比于在場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)上直接劃設(shè)屏蔽區(qū),在ASMGCS上通過非初始化區(qū)域處理此類靜態(tài)目標(biāo),存在著幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):

(1)安全性高。利用雷達(dá)屏蔽區(qū)將回波輻射降低后,車輛等小型目標(biāo)進(jìn)入到屏蔽區(qū)內(nèi)無法顯示,在A-SMGCS上劃設(shè)非初始化區(qū),可以保持從外部進(jìn)入該區(qū)域的目標(biāo)顯示。同時(shí),在雷達(dá)上劃設(shè)屏蔽區(qū)時(shí),屏蔽區(qū)內(nèi)的航班常出現(xiàn)掉點(diǎn)的情況,利用非初始化區(qū)同樣可以解決該問題。(2)易于修改與監(jiān)視。在場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)上劃設(shè)屏蔽區(qū),經(jīng)常需要工程師或技術(shù)人員進(jìn)行修改參數(shù)并不斷調(diào)試,同時(shí)需要雷達(dá)工程師與A-SMGCS的監(jiān)控人員聯(lián)系,在A-SMGCS上對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控,以確認(rèn)調(diào)試效果,在A-SMGCS上劃設(shè)非初始化區(qū)域,對(duì)技術(shù)人員來說更直接,易于修改與監(jiān)視。(3)易于統(tǒng)計(jì)查詢。在雷達(dá)上劃設(shè)的屏蔽區(qū),是一塊一塊分開劃設(shè),對(duì)于后續(xù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、上報(bào),包括與管制員之間的交流、溝通起來存在著諸多不便。在A-SMGCS上劃設(shè)的非初始化區(qū)域更為直觀,從整體上更易于統(tǒng)計(jì)查詢。

圖8 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)屏蔽區(qū)簡(jiǎn)圖3Fig.8 Schematic diagram 3 of the field surveillance radar shielding area

圖9 場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)覆蓋圖Fig.9 Field surveillance radar coverage map

圖10 非初始化區(qū)域處理流程Fig.10 Non-initialized area processing flow

圖11 非初始化區(qū)域啟用前Fig.11 Before the non-initialized area is activated

圖12 非初始化區(qū)域啟用后Fig.12 After the non-initialized area is activated

5 結(jié)語

為了保障機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行的安全,對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面飛行器和車輛實(shí)施有效的監(jiān)視,提升場(chǎng)面監(jiān)視能力至關(guān)重要,相比于場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)對(duì)場(chǎng)面靜態(tài)目標(biāo)的處理,在A-SMGCS上進(jìn)行處理同樣可行,并在實(shí)際應(yīng)用中存在著相應(yīng)優(yōu)勢(shì),本文以哈爾濱現(xiàn)場(chǎng)為示例,將兩種處理方式進(jìn)行對(duì)比,供大家參考,旨在為未來場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)及A-SMGCS的使用提出合理化建議。