場面監(jiān)視雷達(dá)介紹實(shí)用教案

1、內(nèi)容(nirng)提綱 雷達(dá)(lid)原理 o上海機(jī)場場面(chng min)監(jiān)視雷達(dá)簡介o雷達(dá)頭部分概述o自動化系統(tǒng)部分概述第1頁/共72頁第一頁，共73頁。雷達(dá)(lid)原理 RADAR (雷達(dá))一詞是Radio Detection And Ranging的縮寫，意思是以無線電波探測及測距。它利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備，發(fā)射電磁波對目標(biāo)進(jìn)行( jnxng)照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至雷達(dá)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。 o雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程(guchng)是：雷達(dá)發(fā)射機(jī)向空間發(fā)射電磁是：雷達(dá)發(fā)射機(jī)向空間發(fā)射電磁波，電磁波遇到空中目標(biāo)的反射后，一小部

2、分能量被反射回接收機(jī)，波，電磁波遇到空中目標(biāo)的反射后，一小部分能量被反射回接收機(jī)，地面雷達(dá)站接收到從目標(biāo)反射回來的回波信號，如果它超過一定的門地面雷達(dá)站接收到從目標(biāo)反射回來的回波信號，如果它超過一定的門限電壓值，那就稱為探測到了或是發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，通過雷達(dá)接收機(jī)將這限電壓值，那就稱為探測到了或是發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，通過雷達(dá)接收機(jī)將這部分回波加以放大后將射頻信息轉(zhuǎn)化為視頻或數(shù)字信號，經(jīng)信號處理部分回波加以放大后將射頻信息轉(zhuǎn)化為視頻或數(shù)字信號，經(jīng)信號處理和數(shù)據(jù)處理后，最終顯示出所需要的目標(biāo)信息。和數(shù)據(jù)處理后，最終顯示出所需要的目標(biāo)信息。 第2頁/共72頁第二頁，共73頁。雷達(dá)(lid)主要組成 脈沖調(diào)制雷達(dá)的

3、主要組成包括發(fā)射機(jī)、脈沖調(diào)制器、收發(fā)開關(guān)(kigun)、天線、接收機(jī)、顯示器和定時器等部分。 第3頁/共72頁第三頁，共73頁。雷達(dá)主要(zhyo)組成發(fā)射機(jī) 它可以(ky)是一個磁控管振蕩器。這是微波雷達(dá)發(fā)射機(jī)早期的方式，簡單的雷達(dá)仍在沿用。現(xiàn)代的高性能雷達(dá)要求有相干信號和高的頻率穩(wěn)定度。因此就需要用晶體振蕩器作為穩(wěn)定頻率源，并通過倍頻功率放大鏈得到所需的相干性、穩(wěn)定度和功率。o脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器 它產(chǎn)生供發(fā)射它產(chǎn)生供發(fā)射(fsh)機(jī)開關(guān)用的調(diào)制脈沖。它必須具有發(fā)射機(jī)開關(guān)用的調(diào)制脈沖。它必須具有發(fā)射(fsh)高頻脈高頻脈沖所需要的脈沖寬度，并提供開關(guān)發(fā)射沖所需要的脈沖寬度，并提供開關(guān)發(fā)射(

4、fsh)管所需的調(diào)制能量。管所需的調(diào)制能量。o收發(fā)開關(guān)收發(fā)開關(guān) 它在發(fā)射脈沖時切斷接收支路，盡量減少漏入接收支路的發(fā)射脈沖能量；當(dāng)發(fā)射脈沖結(jié)束時斷開發(fā)射支路，由天線接收的回波信號經(jīng)收發(fā)開關(guān)全部進(jìn)入接收支路。o天線天線 雷達(dá)要有很高的目標(biāo)定向精度，這就要求天線具有窄的波束。搜索目標(biāo)時，天線波束對一定的空域進(jìn)行掃描。第4頁/共72頁第四頁，共73頁。雷達(dá)主要(zhyo)組成接收機(jī) 一般(ybn)采用超外差式。在接收機(jī)的前端有一個低噪聲高頻放大級。放大后的載頻信號和本振信號混頻成中頻信號。模擬式信號處理（如脈沖壓縮和動目標(biāo)顯示等）在中頻放大級進(jìn)行，然后檢波并將目標(biāo)信號輸至顯示器。o顯示器顯示器 顯示

5、器除了可以顯示器除了可以(ky)直接顯示由雷達(dá)接收機(jī)輸出的原始視頻外，還可以直接顯示由雷達(dá)接收機(jī)輸出的原始視頻外，還可以(ky)顯示經(jīng)顯示經(jīng)過處理的信息。由自動檢測和跟蹤設(shè)備先將收到的原始視頻信號（接收機(jī)或信號處理機(jī)輸出）按距過處理的信息。由自動檢測和跟蹤設(shè)備先將收到的原始視頻信號（接收機(jī)或信號處理機(jī)輸出）按距離和方位分辨單元后分別積累，而后經(jīng)門限檢測，取出較強(qiáng)的回波信號而消去大部分噪聲，對門限離和方位分辨單元后分別積累，而后經(jīng)門限檢測，取出較強(qiáng)的回波信號而消去大部分噪聲，對門限檢測后的每個目標(biāo)建立航跡跟蹤，最后，按照需要，將經(jīng)過上述處理的回波信號加到終端顯示器去。檢測后的每個目標(biāo)建立航跡跟蹤

6、，最后，按照需要，將經(jīng)過上述處理的回波信號加到終端顯示器去。第5頁/共72頁第五頁，共73頁。上海機(jī)場場面監(jiān)視雷達(dá)(lid)簡介 場面監(jiān)視系統(tǒng)簡介 場面監(jiān)視雷達(dá)設(shè)備概述(i sh) 場面監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能和用途 第6頁/共72頁第六頁，共73頁。場面(chng min)監(jiān)視系統(tǒng)簡介 浦東和虹橋的這兩套場監(jiān)雷達(dá)都是從荷蘭引進(jìn)的設(shè)備，該系統(tǒng)(xtng)是由荷蘭交通技術(shù)研究所HITT 開發(fā)生產(chǎn)的新一代機(jī)場場坪區(qū)域雷達(dá)管制系統(tǒng)(xtng)，這兩套系統(tǒng)(xtng)在天線以及雷達(dá)頭部分差別比較大，而在終端結(jié)構(gòu)以及信號處理流程上大致相同。場面監(jiān)視雷達(dá)的使用為機(jī)場提供了安全服務(wù)，使機(jī)場通航能力增強(qiáng)，同時也有效

7、減少了機(jī)場的擁擠，提高效率，在國際大型機(jī)場中場面監(jiān)視雷達(dá)得到了廣泛的應(yīng)用。 第7頁/共72頁第七頁，共73頁。場面(chng min)監(jiān)視系統(tǒng)簡介 場面監(jiān)視系統(tǒng)是空中交通管制系統(tǒng)的重要組成部分之一，它把計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、通信設(shè)備等先進(jìn)的電子設(shè)備綜合利用到空中交通管制方面的一個復(fù)雜(fz)的電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為核心、實(shí)現(xiàn)了對雷達(dá)、飛行計(jì)劃、氣象、人機(jī)對話等信息的自動化處理，為管制員提供了及時、準(zhǔn)確的飛行情報和管制參數(shù)，從而大大提高了空域的利用率，增強(qiáng)了空中飛行安全，減輕了管制人員的工作負(fù)擔(dān)。o此系統(tǒng)有兩大主要功能，分別(fnbi)是監(jiān)視和控制。第8頁/共72頁第八頁，共73頁。場面監(jiān)視雷達(dá)(l

8、id)設(shè)備概述天線部分： 浦東：Easat圓極化天線，天線是拋物面反射天線，長米，寬米，天線離地面高度(god)105米，天線盲區(qū)范圍250米。 虹橋：21英尺（米）圓極化反余割平方37dB裂縫式天線。東場監(jiān)天線位于華東空管局培訓(xùn)中心西側(cè)。西場監(jiān)天線位于西區(qū)綜合業(yè)務(wù)樓樓頂。 o雷達(dá)頭部分：o 浦東：Terma X BAND雙頻冗余雷達(dá)頭：雷達(dá)由兩部收發(fā)機(jī)構(gòu)成，同時工o 作在不同的載波頻率上，分別是9170兆赫、9438兆赫，都為x-band，電磁o 波發(fā)射元件是磁控管，脈沖重復(fù)頻率是8kHz，脈沖峰值功率25-30kW，脈沖平 o 均功率810W。o 虹橋：Terma X BAND雙頻雙冗余雷

9、達(dá)頭，帶有頻率分級(fn j)功能，東場監(jiān)西場監(jiān)各一套。雷達(dá)頭分成兩個獨(dú)立的通道，分別為RXTX#1與RXTX#2，每個通道由兩部收發(fā)機(jī)構(gòu)成，同時工作在不同的載波頻率上，分別是9170兆赫、9438兆赫，都為x-band，當(dāng)一個通道在工作狀態(tài)時，另一個通道處于熱備份狀態(tài)，與浦東的雷達(dá)頭設(shè)備相比，相當(dāng)于多了一倍的冗余，而且硬件更加模塊化，在接下來的介紹中會詳細(xì)闡述。 第9頁/共72頁第九頁，共73頁。場面監(jiān)視雷達(dá)(lid)設(shè)備概述雙頻冗余(rn y)雷達(dá)頭 雙頻雙冗余(rn y)雷達(dá)頭 第10頁/共72頁第十頁，共73頁。場面監(jiān)視(jinsh)雷達(dá)設(shè)備概述 雷達(dá)終端部分： 浦東：HITT雷達(dá)終端

10、處理系統(tǒng)：CMSP監(jiān)視控制系統(tǒng)（2臺）、CTP 中央處理系統(tǒng)（2臺）、DP席位(xwi)顯示處理系統(tǒng)（塔臺3臺，站坪樓1臺，機(jī)房內(nèi)1臺 共5臺）、RDP雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（2臺）、RRP數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)（2臺）、IP接口處 理系統(tǒng)（2臺）。 虹橋：HITT雷達(dá)終端處理系統(tǒng)：CMSP監(jiān)視控制系統(tǒng)（2臺）、CTP綜合航跡處理系統(tǒng)（2臺）、DP席位(xwi)顯示處理系統(tǒng)（塔臺5臺，站坪樓1臺，機(jī)房內(nèi)2臺，ACC區(qū)域管制中心1臺（現(xiàn)放在塔臺機(jī)房內(nèi)），塔臺11樓1臺，北面THALES雷達(dá)機(jī)房內(nèi)1臺，總共11臺）、RDP雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（4臺，東西場監(jiān)各兩臺）、RRP數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)（2臺）、IP接口處理系統(tǒng)（2臺

11、）。 第11頁/共72頁第十一頁，共73頁。場面監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能(gngnng)和用途 向管制(gunzh)人員提供跑道、機(jī)坪、滑行道、停機(jī)橋位等需要監(jiān)視關(guān)心的區(qū)域中的飛機(jī)、車輛等物體的位置、大小、速度等信息。 o對于跑道（滑行道）上的飛機(jī)、車輛等物體可以預(yù)判有無碰撞發(fā)聲(f shn)，并向管制員發(fā)o 出告警o能夠?qū)ο到y(tǒng)中的飛機(jī)、車輛進(jìn)行自動識別，自動掛上識別標(biāo)牌。o可以提供全天候晝夜連續(xù)的場面情況監(jiān)視。o場面監(jiān)視系統(tǒng)可以引接的信號有場面監(jiān)視雷達(dá)、空域監(jiān)視雷達(dá)、飛行計(jì)劃信息、車載應(yīng)答器系統(tǒng)、停機(jī)坪橋位信息系統(tǒng)等，并將收到的信息與目標(biāo)作統(tǒng)一的融合處理。第12頁/共72頁第十二頁，共73頁。雷達(dá)

12、(lid)頭部分概述 系統(tǒng)組成 頻率(pnl)分級 收發(fā)機(jī)部分設(shè)備概述 天線控制和開關(guān)單元第13頁/共72頁第十三頁，共73頁。系統(tǒng)(xtng)組成 場面監(jiān)視雷達(dá)的雷達(dá)頭部分主要(zhyo)由天線系統(tǒng)和收發(fā)機(jī)系統(tǒng)組成。o兩套獨(dú)立(dl)并且都帶有頻率分級功能的收發(fā)機(jī)，提供了一個全冗余的收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)。第14頁/共72頁第十四頁，共73頁。頻率(pnl)分集 分集接收就是采用兩種或兩種以上(yshng)的不同的方法接收同一信號，以減少衰減帶來的影響，是一種有效的抗衰落的措施。其基本思想是將接收到的信號分成多路的獨(dú)立不相關(guān)信號，然后將這些不同能量的信號按不同的規(guī)則合并起來。 o頻率分集是指在兩個不同

13、頻率上的順序傳送。采用頻率分集處理技術(shù)可以處理幅度衰落，減少了目標(biāo)的不連續(xù)性和垂直波束的影響, 對目標(biāo)形狀的顯示和穩(wěn)定性也是非常好的。采用頻率分集所獲得的性能改善是非常顯著的, 并且, 場面監(jiān)視雷達(dá)(lid)運(yùn)行在頻率分集方式比運(yùn)行在單頻率方式具有更好的探測性能。第15頁/共72頁第十五頁，共73頁。頻率(pnl)分集 TERMA系統(tǒng)使用了“真頻率(pnl)分集”，這表示：l在每個脈沖重復(fù)(chngf)周期內(nèi)，目標(biāo)被兩個脈沖同時發(fā)射到。在交互頻率l 下，這個概念比接收或者發(fā)射一個頻率更為優(yōu)良。 l接收機(jī)有著足夠的動態(tài)范圍，處理來自各類大小目標(biāo)的不同信號。在 各種天氣因素下，能夠提供清晰的雷達(dá)圖

14、像，避免了脈沖的延伸，改 善了對雜波的分辨度，將需要的目標(biāo)和雜波區(qū)分開。l雷達(dá)的靈敏度與實(shí)際的雜波等級相匹配，在所有范圍及方向上提供最 合適的監(jiān)測。l在合理的運(yùn)算法則下，各種速度的目標(biāo)被最優(yōu)化，避免丟失快速目標(biāo)。第16頁/共72頁第十六頁，共73頁。收發(fā)機(jī)部分設(shè)備(shbi)概述 收發(fā)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)： 工作頻率： 峰值功率：25 OR 30KW 波段(bdun)：X-BAND 脈沖寬度：40ns+/-10% 重復(fù)頻率PRF：8000Hz 第17頁/共72頁第十七頁，共73頁。A1A2/A3 A4A12A13A15A17A20A21A22A23 A24 A25浦東場監(jiān)雷達(dá)(lid)頭轉(zhuǎn)至虹橋場監(jiān)

15、雷達(dá)(lid)頭部分第18頁/共72頁第十八頁，共73頁。集成(j chn)低噪聲接收機(jī)（A1） 接收(jishu)目標(biāo)信號回波，信號從環(huán)行器出來經(jīng)過到3級固態(tài)限幅器，再送至2級低噪聲放大，然后跟由自動頻率控制的本振頻率混頻后送到帶通濾波器，產(chǎn)生兩路視頻和一路100MHz的噪聲。第19頁/共72頁第十九頁，共73頁。調(diào)制器組合（A2/A4）和脈沖分析(fnx)組件（A3） 通過各觸發(fā)信號(xnho)控制充放電過程；通過脈沖形成網(wǎng)絡(luò)PFN的充放電過程，得到一個-8KV/8A的電壓送到磁控管。 第20頁/共72頁第二十頁，共73頁。噪聲因子(ynz)及功率計(jì)（A12） 機(jī)內(nèi)計(jì)量監(jiān)控：正向功率(gn

16、gl)；反射功率(gngl)；噪聲因子。第21頁/共72頁第二十一頁，共73頁。內(nèi)部(nib)接口組件（A13） 產(chǎn)生STC曲線(qxin)的輸出；AFC延時的調(diào)節(jié)；各觸發(fā)信號的緩沖作用。 第22頁/共72頁第二十二頁，共73頁。分集控制器（A15） 本機(jī)的LIN/LOG視頻一路送至另一收發(fā)(shuf)通道，另一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，/4Retimer處理后和另一通道的視頻（同樣也經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，/4Retimer處理后）送至分集結(jié)合器處理。一路經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，還原成模擬視頻；另一路和B觸發(fā)（T0經(jīng)觸發(fā)產(chǎn)生器產(chǎn)生的）結(jié)合成一個8位數(shù)字視頻+B觸發(fā)；T0觸發(fā)經(jīng)觸發(fā)產(chǎn)生器產(chǎn)生的B觸發(fā)直接送到底板。 第23

17、頁/共72頁第二十三頁，共73頁。雷達(dá)信號(xnho)分配板（A17） 分配3路觸發(fā)，視頻和方位增量；選擇視頻，取決于其他內(nèi)部功能；選擇觸發(fā)，取決于其他內(nèi)部功能的范圍；方位校正是通過調(diào)整調(diào)諧信息(xnx)，例如正北信號；扇區(qū)發(fā)射控制。 第24頁/共72頁第二十四頁，共73頁。定時(dn sh)組件（A20） 產(chǎn)生各種內(nèi)部和外部的觸發(fā)；由板內(nèi)同步信號(xnho)或一個外部觸發(fā)來控制；提供本地BITE功能；通過底板串行通信線和控制組件（A21）相連接。 第25頁/共72頁第二十五頁，共73頁。控制器組件(z jin)（A21） 是收發(fā)機(jī)功能流程的主要控制器，提供內(nèi)部（主/輔）通道通信和外部通信；提

18、供本地用戶接口（BITE/SERVICE）面板；電源(dinyun)電壓為+5 V。 第26頁/共72頁第二十六頁，共73頁。天線(tinxin)接口2型（A22） 天線接口控制天線馬達(dá)，雙路系統(tǒng)中波導(dǎo)開關(guān)的位置，和天線的極化。當(dāng)天線接口板接收到熱敏電阻傳來的天線馬達(dá)過熱的信號時，天線馬達(dá)受到溫度過熱保護(hù)。所有的輸入(shr)和輸出都連接到板上的微控制器。設(shè)置在天線接口上，通過串行通信線從主用的CPU連接到天線接口板上的微控制器。 第27頁/共72頁第二十七頁，共73頁。電源模塊（A23/A24/A25） 230Vac主電源經(jīng)A25變壓后產(chǎn)生兩個340Vdc的電壓：DC-P以及DC-N送至脈沖

19、分析組件（A3）；A25經(jīng)A24變壓調(diào)制出+26V，-15V，-5V的電壓；最后送至A23產(chǎn)生+5V polot（供板子），+5V-S（供溫度測試(csh)板），+15V，以及燈絲電壓。 第28頁/共72頁第二十八頁，共73頁。虹橋(hn qio)場監(jiān)雷達(dá)頭轉(zhuǎn)至天線控制(kngzh)和開關(guān)單元 第29頁/共72頁第二十九頁，共73頁。接收機(jī) 接收目標(biāo)信號回波，并實(shí)現(xiàn)以下功能：首次回波信號的放大，限幅器以及STC曲線功能；射頻中頻視頻(shpn)的轉(zhuǎn)化；正向功率的測量。 第30頁/共72頁第三十頁，共73頁。調(diào)制器（Modulator）相當(dāng)于整合了浦東場監(jiān)A2 A4和A3模塊(m kui)，得到

20、一個-8KV/8A的電壓送到磁控管。第31頁/共72頁第三十一頁，共73頁。主電源(dinyun)分配單元（Mains Distribution Unit） 通過電源控制開關(guān)，為主板供電，進(jìn)而為內(nèi)部的各個(gg)模塊（諸如VP3 TC3）等供電。同時，該模塊還為天線馬達(dá)供電。 第32頁/共72頁第三十二頁，共73頁。主板（Motherboard） 為各單元提供直流電源；產(chǎn)生(chnshng)系統(tǒng)觸發(fā)；提供各單元（包括收發(fā)機(jī)，RSD）內(nèi)部接口；安全環(huán)路控制；提供兩個收發(fā)機(jī)柜、收發(fā)機(jī)與維護(hù)顯示器（Service Display）、收發(fā)機(jī)與RDP（雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器）內(nèi)部接口。 第33頁/共72頁第三十

21、三頁，共73頁。雷達(dá)(lid)信號分配板（Radar Signal Distribution） 將處理完的雷達(dá)視頻信號分配到各個后續(xù)設(shè)備(shbi)。提供收發(fā)機(jī)柜到外部設(shè)備(shbi)接口；ACP（方位計(jì)數(shù)脈沖）控制；提供數(shù)字/模擬混合視頻；多視頻、觸發(fā)以及方位角信息輸出。 第34頁/共72頁第三十四頁，共73頁。VP3（Video Processor 3） 兩路收發(fā)機(jī)處理過的原始視頻輸入（不同頻率），經(jīng)過VP卡的A/D轉(zhuǎn)換，噪聲過濾，F(xiàn)TC處理，以及頻率分集融合處理（Diversity）輸出3路視頻到RSD（雷達(dá)(lid)信號分配板）。3路視頻分別是數(shù)字視頻、模擬視頻以及數(shù)字模擬混合視頻。

22、第35頁/共72頁第三十五頁，共73頁。TC3（Transceiver Controller 3） 收發(fā)機(jī)控制模塊，實(shí)現(xiàn)以下功能：對收發(fā)機(jī)實(shí)施監(jiān)控；修改收發(fā)機(jī)各模塊參數(shù)；從在運(yùn)行(ynxng)的RAM導(dǎo)入?yún)?shù)到內(nèi)部模塊；提供本地BITE功能。 第36頁/共72頁第三十六頁，共73頁。天線控制(kngzh)和開關(guān)單元 天線控制和開關(guān)單元的功能是轉(zhuǎn)換來自(li z)收發(fā)機(jī)單元的雷達(dá)信號（視頻，觸發(fā)和方位增量）。 o其主要功能有：o 1）啟動/關(guān)閉天線輻射o 2）天線和收發(fā)機(jī)單元的安全環(huán)路：連接至外部安全開關(guān)的o 接口；天線馬達(dá)保護(hù)輸入。o 3）切換兩路收發(fā)機(jī)單元的功能：選擇來自主用收發(fā)機(jī)單元 o

23、上的觸發(fā)、視頻、方位增量(zn lin)信號。 第37頁/共72頁第三十七頁，共73頁。自動化系統(tǒng)(xtng)部分概述 系統(tǒng)組成 各服務(wù)器功能介紹( jisho) 場監(jiān)雷達(dá)視頻處理 告警 第38頁/共72頁第三十八頁，共73頁。系統(tǒng)(xtng)組成 浦東場監(jiān)雷達(dá)自動化系統(tǒng)由CMSP監(jiān)視控制系統(tǒng)(kn zh x tn)（2臺）、CTP綜合航跡處理系統(tǒng)（2臺）、RDP雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（2臺）、RRP數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)（2臺）、IP接口處理系統(tǒng)（2臺）組成。如下圖所示第39頁/共72頁第三十九頁，共73頁。第40頁/共72頁第四十頁，共73頁。系統(tǒng)組成(z chn)（虹橋） 虹橋場監(jiān)自動化系統(tǒng)由CMSP監(jiān)

24、視控制系統(tǒng)（2臺）、CTP綜合航跡處理系統(tǒng)（2臺）、DP席位顯示處理系統(tǒng)（塔臺5臺，站坪樓1臺，機(jī)房內(nèi)2臺，ACC區(qū)域管制中心1臺（現(xiàn)放在塔臺機(jī)房內(nèi)），塔臺11樓1臺，北面THALES雷達(dá)(lid)機(jī)房內(nèi)1臺，總共11臺）、RDP雷達(dá)(lid)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（4臺，東西場監(jiān)各兩臺）、RRP數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)（2臺）、IP接口處理系統(tǒng)（2臺）。 第41頁/共72頁第四十一頁，共73頁。第42頁/共72頁第四十二頁，共73頁。各服務(wù)器功能(gngnng)介紹 CMSP 監(jiān)視控制處理器 主要功能有，提供系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)( ji din)狀態(tài)顯示、節(jié)點(diǎn)( ji din)的啟動停止，提供ADSL電話線遠(yuǎn)程登錄用于遠(yuǎn)

25、程維護(hù)，提供地圖修改等維護(hù)工具?？刂坪捅O(jiān)視系統(tǒng)采用的開放式的SNMP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 oCTP 綜合航跡處理器綜合航跡處理器o 主要功能有，航跡初始化和航跡校準(zhǔn)，多雷達(dá)航跡融合處理以獲得最終的航跡主要功能有，航跡初始化和航跡校準(zhǔn)，多雷達(dá)航跡融合處理以獲得最終的航跡信號，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動識別、目標(biāo)位置信號，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動識別、目標(biāo)位置(wi zhi)、速度和方向的判定。、速度和方向的判定。oRDP 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器 主要功能有，通過平滑窗口處理方式對點(diǎn)跡信號進(jìn)行點(diǎn)跡處理、點(diǎn)跡校正、點(diǎn)跡相關(guān)。oRRP 數(shù)據(jù)回放處理器數(shù)據(jù)回放處理器 主要功能有，將感興趣的錄像數(shù)據(jù)從專用錄像硬盤中拷貝到本

26、地硬盤上并進(jìn)一步刻成CD-R或者DVD-R光盤便于長期保存。oIP 接口處理器接口處理器 主要功能有，飛行計(jì)劃信號的連接和格式轉(zhuǎn)換，然后傳送到綜合航跡處理器進(jìn)行進(jìn)一步的處理。第43頁/共72頁第四十三頁，共73頁。場監(jiān)雷達(dá)視頻(shpn)處理 數(shù)據(jù)流 場監(jiān)雷達(dá)(lid)視頻處理 第44頁/共72頁第四十四頁，共73頁。數(shù)據(jù)流 為了了解場監(jiān)自動化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，首先我們來了解一下這套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。如圖顯示了系統(tǒng)的正常運(yùn)行數(shù)據(jù)以及(yj)回放數(shù)據(jù)。第45頁/共72頁第四十五頁，共73頁。場監(jiān)雷達(dá)(lid)視頻處理 視頻(shpn)處理機(jī) 門限處理 視頻(shpn)處理地圖 跟蹤（Tracking）

27、 第46頁/共72頁第四十六頁，共73頁。視頻(shpn)處理機(jī)(VP) 視頻處理機(jī)（VP video processor）把模擬雷達(dá)信號在掃描的基礎(chǔ)上數(shù)字化，同時，天線方位計(jì)數(shù)脈沖被看作是方位信息。每個雷達(dá)掃描都提供了一個精確的方位角計(jì)數(shù)。雷達(dá)數(shù)據(jù)被匯集到板上的內(nèi)存，傳輸?shù)紿TP設(shè)備。 VP是由一個專用的硬件板組成，這個板被安裝(nzhung)在RDP的PCI-slot中。 視頻樣本： 雷達(dá)的作用范圍區(qū)域被分成很多小塊，這些小塊被成為視頻樣本。視頻樣本的大小由以下因素決定 方位角計(jì)數(shù)脈沖 采樣頻率 VP把模擬視頻轉(zhuǎn)化為8位的數(shù)字視頻，采樣頻率為40MHZ。 VP將接收到的視頻與本地門限進(jìn)行比

28、較，當(dāng)接收到的視頻等級超過門限等級，則把他們視為一個點(diǎn)，然后送至HTP處理。 第47頁/共72頁第四十七頁，共73頁。門限(mnxin)處理理論(lln)概述 Hit threshold 計(jì)算的定義域：（“十字”計(jì)算法）。 為了計(jì)算某個單元格cell的回波(hu b)門限hit threshold取相鄰的以及本身共10個cell作為統(tǒng)計(jì)平均計(jì)算區(qū)域，以算得該單元格cell的回波(hu b)門限。相鄰cell的取法為沿半徑方向向內(nèi)取4個，向外取3個，沿圓周方向各取相鄰的1個。 回波門限TH(,)計(jì)算式： TH(,)AVE(,)DEV(,)COMPOFFSET(,)第48頁/共72頁第四十八頁，共

29、73頁。門限(mnxin)處理 門限(mnxin)單元格 雷達(dá)的作用范圍被分成很多小塊，成為門限單元格，每個門限單元格都包含了度的方位角和8塊采樣。對于每個單元格，視頻特性（平均值和偏差(pinch)值）都是給定的，這些信息被送至HTP，作為雜波信息。點(diǎn)門限處理(HTP Hit Threshold Processing)HTP設(shè)備處理點(diǎn)和雜波信息（來自VP），生成點(diǎn)跡信息。第49頁/共72頁第四十九頁，共73頁。門限(mnxin)處理 目標(biāo)(mbio)圈 點(diǎn)信息是用來組成同軸的目標(biāo)圈，臨近的且有相同范圍和回波強(qiáng)度的點(diǎn)被圈在同一個圈內(nèi)，一個目標(biāo)圈由一個或者多個相近的目標(biāo)圈組成，它的范圍和回波取決

30、于目標(biāo)探測標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)圈被送至顯示(xinsh)子系統(tǒng)，作為未處理的視頻顯像處理。第50頁/共72頁第五十頁，共73頁。門限(mnxin)處理 點(diǎn)跡估算 目標(biāo)圈同樣(tngyng)也可以用作點(diǎn)跡的估算，一個點(diǎn)跡描述了一個目標(biāo)的位置、長度、寬度、方位以及回波強(qiáng)度。這個點(diǎn)跡信息被送到航跡子系統(tǒng)作航跡處理用途。o雜波o 一個門限單元格的雜波信息被它周圍單元格的雜波信息平均化，被平均化的雜波是用來計(jì)算(j sun)門限單元格的點(diǎn)跡門限，然后被送回VP。第51頁/共72頁第五十一頁，共73頁。視頻(shpn)處理地圖 視頻處理地圖描述了場監(jiān)覆蓋范圍內(nèi)的雷達(dá)(lid)視頻信號，對跑 道（滑行道）和草坪上的視

31、頻處理是不一樣的。 靜止區(qū)域：在這塊區(qū)域中，只有視頻信號(xnho)無軌跡信號(xnho)，如草坪。 這個區(qū)域有單獨(dú)的門限計(jì)算。 移動區(qū)域：在這塊區(qū)域中，視頻及航跡信號都存在，如跑道。 這塊區(qū)域中，執(zhí)行門限計(jì)算（低門限 高探測性） 跟蹤（tracking）區(qū)域：跟蹤區(qū)域是雷達(dá)覆蓋區(qū)域的一部分，區(qū) 域中有航跡生成。典型的跟蹤區(qū)域有， 移動區(qū)域中較小的一塊（包括停機(jī)坪區(qū) 域）。 注意：點(diǎn)跡被輸入到Targhitt-tracker，生成航跡。 只有當(dāng)目標(biāo)（或部分目標(biāo)）在這個區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)跡才會被計(jì)算。第52頁/共72頁第五十二頁，共73頁。第53頁/共72頁第五十三頁，共73頁。視頻處理(chl)地圖

32、不同的處理(chl)階段： 視頻處理(chl)（用VP及HTP） 航跡（用Targhittint and Targhitt） 產(chǎn)生系統(tǒng)航跡（用TFP） o在上圖底下部分，顯示了場監(jiān)視頻處理的第一階段，場監(jiān)視頻“通過”靜止區(qū)域、移動(ydng)區(qū)域、跟蹤區(qū)域，然后輸出為：o場監(jiān)視頻（移動(ydng)視頻和靜止視頻）到TRADISo點(diǎn)跡輸出到Targhitt第54頁/共72頁第五十四頁，共73頁。跟蹤(gnzng)（Tracking） 作用(zuyng)與以下不同的輸入源 場監(jiān)雷達(dá)點(diǎn)跡 來自進(jìn)近雷達(dá)的位置報告和（或）進(jìn)近航跡 FDPS系統(tǒng)的飛行計(jì)劃信息 來自飛機(jī)靠橋系統(tǒng)（docking syste

33、m）的橋位信息 來自門管理系統(tǒng)（機(jī)場數(shù)據(jù)庫）的飛行計(jì)劃，橋位信息 第55頁/共72頁第五十五頁，共73頁。Targhittint Targhitt接口（TargHITT-INT）支持了Targhitt用途，處理來自Targhitt的輸入和輸出。TargHITT-INT接收包括(boku)： 來自場監(jiān)雷達(dá)的點(diǎn)跡信號 來自進(jìn)近雷達(dá)的進(jìn)近點(diǎn)跡信號 oTarghittint使用一系列地圖o抑制地圖：在這個區(qū)域，點(diǎn)跡的回波信號小于系統(tǒng)參數(shù)（回波信號小于300），則在Targhitt不會被處理(chl)。o非自動生成地圖（NAI）：在這個區(qū)域，點(diǎn)跡將不會被Targhitt使用來自動生成航跡，意味著沒有新的

34、航跡在nai這個區(qū)域中產(chǎn)生。已存在的航跡將被維持。第56頁/共72頁第五十六頁，共73頁。Targhittint Targhittint模塊包括以下與輸入有關(guān)的功能 把HTP和進(jìn)近點(diǎn)跡轉(zhuǎn)換成一個Targhitt點(diǎn)跡類型 選擇一個激活的“傳感器”，設(shè)置成兩個或更多冗余的數(shù)據(jù)流。這個選擇是以已存在的數(shù)據(jù)接收為基礎(chǔ)。如果激活的傳感器沒有傳輸數(shù)據(jù)（點(diǎn)跡或者航跡），數(shù)據(jù)還要蔥這組傳感器中輸出，那其他傳感器就會被激活。 一個或多個傳感器狀態(tài)告警。如果傳感器狀態(tài)變化，則會提供(tgng)一個信息。 第57頁/共72頁第五十七頁，共73頁。Targhitt Targhitt處理來自一個或多個(du )傳感器的

35、目標(biāo)報告，執(zhí)行以下功能： 航跡延續(xù)，將輸入的目標(biāo)報告與現(xiàn)有的航跡進(jìn)行相關(guān) 航跡生成 航跡修飾管理，維持航跡質(zhì)量及種類 環(huán)境評估，維持由區(qū)域決定的雜波，監(jiān)測概率以及系統(tǒng)誤差估計(jì)oTarghitt把Targhitt軌跡(guj)送到TFP處理 第58頁/共72頁第五十八頁，共73頁。Targhitt Targhitt使用一系列地圖，在環(huán)境的因素下，一些地圖可能不被使用。 全覆蓋地圖：在此區(qū)域(qy)內(nèi)，雷達(dá)有精確覆蓋（或覆蓋不強(qiáng)） 半覆蓋地圖：在此區(qū)域(qy)，雷達(dá)沒有覆蓋或?qū)ΡO(jiān)視來講不很重要，也可能由于其他傳感器在此區(qū)域(qy)有很好的覆蓋或者對整個區(qū)域(qy)來講并不重要。Targhitt使用

36、不同的全覆蓋以及半覆蓋地圖來保證區(qū)域(qy)的覆蓋。 陰影地圖：在此區(qū)域(qy)，雷達(dá)的覆蓋與否取決于目標(biāo)的大小或者有沒有其他雷達(dá)的覆蓋，在這些區(qū)域(qy)中，航跡被盡可能長得保持，用來覆蓋間隙，使航跡不丟失。 跑道地圖 停機(jī)坪地圖第59頁/共72頁第五十九頁，共73頁。Targhitt Targhitt在單雷達(dá)覆蓋與多雷達(dá)覆蓋區(qū)域(qy)的不同作用 單雷達(dá)區(qū)域：如果Targhitt在系統(tǒng)航跡中丟失了點(diǎn)跡，比如處于 盲區(qū)中，那么航跡仍然被繼續(xù)(jx)。如果Targhitt在雷 達(dá)覆蓋區(qū)域丟失點(diǎn)跡，那它就會終止航跡。 多雷達(dá)區(qū)域(qy)：如果一個目標(biāo)在多雷達(dá)覆蓋區(qū)域(qy)被探測到，表明有兩個或

37、 兩個以上的傳感器探測到次目標(biāo)。如果只有一個傳感器探測 到該目標(biāo)，那么這個目標(biāo)就會被認(rèn)為是假目標(biāo)，Targhitt 就會抑制這個目標(biāo)。第60頁/共72頁第六十頁，共73頁。TFP TFP接收： 來自(li z)Targhitt航跡信號 來自(li z)進(jìn)近雷達(dá)的航跡 來自(li z)飛行計(jì)劃系統(tǒng)的飛行計(jì)劃 oTFP模塊包含了以下子處理(chl)功能：o多雷達(dá)融合 （MSF）o驗(yàn)證 （IDT）o告警 （ALR） TFP模塊用這些航跡來匹配TFP產(chǎn)生的系統(tǒng)航跡，這些航跡附帶了告警顯示(如果可行)。如果航跡被確定，那么相應(yīng)的計(jì)劃(jhu)ID也會在系統(tǒng)中被融合。 第61頁/共72頁第六十一頁，共73

38、頁。IDT 系統(tǒng)接收飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)，然后送至TFP模塊。TFP嘗試(chngsh)匹配驗(yàn)證碼（包括SSR碼、應(yīng)答機(jī)碼和應(yīng)答機(jī)名）和飛機(jī)精確發(fā)射出的代碼。要是他們匹配，那計(jì)劃的ID與系統(tǒng)航跡相融合。這被稱為自動驗(yàn)證。 TFP會把計(jì)劃送到TRADIS，管制也可以手動地為航跡掛上計(jì)劃。 第62頁/共72頁第六十二頁，共73頁。第63頁/共72頁第六十三頁，共73頁。告警(gojng) 系統(tǒng)(xtng)提供給管制員一系列自動告警功能，可以發(fā)出危險情況（包括潛在的危險）和違反運(yùn)行規(guī)則的告警信息。 跑道侵入監(jiān)視 (RIM)區(qū)域侵入監(jiān)視 (APM)停止排燈狀態(tài)監(jiān)視 (SVM)滑行道沖突監(jiān)視(TCM)限制區(qū)違規(guī)

39、監(jiān)視(RVM)占用停機(jī)位的監(jiān)視 (OSM)SID / 跑道監(jiān)視 (SRM)匹配沖突監(jiān)視(ICM)第64頁/共72頁第六十四頁，共73頁。跑道(podo)侵入監(jiān)視 目的(md) 跑道侵入監(jiān)視 (RIM)的功能是分析場面運(yùn)行狀況并監(jiān)視是否發(fā)生跑道侵入的告警。下圖顯示的跑道侵入監(jiān)視的示意圖。RunwayareaapproachingaircrafttrackapproachareaRunwaythreshold第65頁/共72頁第六十五頁，共73頁。跑道侵入(qnr)監(jiān)視 兩個(lin )航跡產(chǎn)生的RIM告警 當(dāng)進(jìn)近跑道時，發(fā)出RIM告警當(dāng)一架飛機(jī)正在接進(jìn)已被其他飛機(jī)占用(zhn yn)的跑道時，如

40、果飛機(jī)距離跑道入口的當(dāng)前距離和時間在預(yù)先確定的臨界值以下，則發(fā)出RIM告警。距離/時間臨界值與機(jī)場的能見度狀態(tài) (正?；虻湍芤姸?有關(guān)。 當(dāng)飛機(jī)在跑道上著陸時，發(fā)生RIM告警當(dāng)一架飛機(jī)已經(jīng)在跑道上著陸，而飛機(jī)前面的跑道卻被一個飛機(jī)所占用時，則發(fā)出跑道侵入告警信號。 當(dāng)飛機(jī)從跑道起飛時，發(fā)生RIM告警當(dāng)飛機(jī)從跑道起飛時，而飛機(jī)前面的跑道正被一個飛機(jī)占用時。則發(fā)生跑道侵入告警。 第66頁/共72頁第六十六頁，共73頁。跑道侵入(qnr)監(jiān)視 單個航跡產(chǎn)生(chnshng)的RIM告警 Closed runway approach（CA）：在關(guān)閉的跑道上降落所產(chǎn)生的告警。Closed runway Departure (CD)： 在關(guān)閉的跑道上起飛所產(chǎn)生的告警。Assignm