1、會(huì)計(jì)學(xué)1場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)介紹場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)介紹o上海機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)簡(jiǎn)介o雷達(dá)頭部分概述o自動(dòng)化系統(tǒng)部分概述第1頁/共72頁o雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程是：雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的過程是：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(hào)，如果它超過一定的門限電壓值，那就稱為探測(cè)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(hào)，經(jīng)信號(hào)處理和數(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3頁/共72頁o脈沖調(diào)制器脈沖調(diào)制器 它產(chǎn)生供發(fā)射機(jī)開關(guān)用的調(diào)制脈沖。它必須具有發(fā)射高頻脈沖所需要的脈沖寬度，

2、并提供開關(guān)發(fā)射管所需的調(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(shí)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(shí)斷開發(fā)射支路，由天線接收的回波信號(hào)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(shí)，天線波束對(duì)一定的空域進(jìn)行掃描。第4頁/共72頁o顯示器顯示器 顯示器除了可以直接顯示由雷達(dá)接收機(jī)輸出的原始視頻外，還可以顯示經(jīng)過處理的信息。由自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤設(shè)備先將收到的原始視頻信號(hào)（接收機(jī)或信號(hào)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(cè)，取出較強(qiáng)的回波信號(hào)而消去大部分噪聲，對(duì)門限檢測(cè)后的每個(gè)目標(biāo)建立航跡跟蹤，

3、最后，按照需要，將經(jīng)過上述處理的回波信號(hào)加到終端顯示器去。第5頁/共72頁第6頁/共72頁第7頁/共72頁o此系統(tǒng)有兩大主要功能，分別是監(jiān)視和控制。第8頁/共72頁o雷達(dá)頭部分： 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(shí)工 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 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 均功率810W。o 虹橋：Terma X BAND雙頻雙冗余雷達(dá)頭，帶有頻率分級(jí)功能，東場(chǎng)監(jiān)西場(chǎng)監(jiān)各一套。雷達(dá)頭分成兩個(gè)獨(dú)立的通道，分別為RXTX#1與RXTX#2，每個(gè)通道由兩部收發(fā)

4、機(jī)構(gòu)成，同時(shí)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(gè)通道在工作狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)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(huì)詳細(xì)闡述。 第9頁/共72頁雙頻冗余雷達(dá)頭 雙頻雙冗余雷達(dá)頭 第10頁/共72頁第11頁/共72頁o對(duì)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，并向管制員發(fā) 出告警o能夠?qū)ο到y(tǒng)中的飛機(jī)、車輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)掛上識(shí)別標(biāo)牌。o可以提供全天候晝夜連續(xù)的場(chǎng)面情況監(jiān)視。o場(chǎng)面監(jiān)視系統(tǒng)可以引接的信號(hào)有場(chǎng)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

5、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13頁/共72頁o兩套獨(dú)立并且都帶有頻率分級(jí)功能的收發(fā)機(jī)，提供了一個(gè)全冗余的收發(fā)機(jī)子系統(tǒng)。第14頁/共72頁o頻率分集是指在兩個(gè)不同頻率上的順序傳送。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(duì)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(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)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(cè)性能。第15頁/共72頁l在每個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)，目標(biāo)被兩個(gè)脈沖同時(shí)發(fā)射到。在交互頻率 下，這個(gè)概念比接收或者發(fā)射一個(gè)頻率更為優(yōu)良。 l接收機(jī)有著足夠的動(dòng)

6、態(tài)范圍，處理來自各類大小目標(biāo)的不同信號(hào)。在 各種天氣因素下，能夠提供清晰的雷達(dá)圖像，避免了脈沖的延伸，改 善了對(duì)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(jí)相匹配，在所有范圍及方向上提供最 合適的監(jiān)測(cè)。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17頁/共72頁A1A2/A3 A4A12A13A15A17A20A21A22A23 A24 A25浦東場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭浦東場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭轉(zhuǎn)至虹橋場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭部分轉(zhuǎn)至虹橋場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭部分第18頁/共72頁第19頁/共72頁第20頁/共72頁第21頁/共72頁第22頁/共72頁第23頁/共72頁第24頁

7、/共72頁第25頁/共72頁第26頁/共72頁第27頁/共72頁第28頁/共72頁虹橋場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭虹橋場(chǎng)監(jiān)雷達(dá)頭轉(zhuǎn)至天線控制和開關(guān)單元天線控制和開關(guān)單元 第29頁/共72頁第30頁/共72頁第31頁/共72頁第32頁/共72頁第33頁/共72頁第34頁/共72頁第35頁/共72頁第36頁/共72頁o其主要功能有： 1）啟動(dòng)/關(guān)閉天線輻射 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 接口；天線馬達(dá)保護(hù)輸入。 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 上的觸發(fā)、視頻、方位增量信號(hào)。 第37頁/共72頁第38頁/共72頁第39頁/共72頁第40頁/共72頁第41頁/共72頁第42

8、頁/共72頁oCTP 綜合航跡處理器綜合航跡處理器 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(hào)，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別、目標(biāo)位置、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(duì)點(diǎn)跡信號(hào)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地硬盤上并進(jìn)一步刻成CD-R或者DVD-R光盤便于長(zhǎng)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(hào)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44頁/共72頁第

9、45頁/共72頁第46頁/共72頁第47頁/共72頁 Hit threshold 計(jì)算的定義域：（“十字”計(jì)算法）。 為了計(jì)算某個(gè)單元格cell的回波門限hit threshold取相鄰的以及本身共10個(gè)cell作為統(tǒng)計(jì)平均計(jì)算區(qū)域，以算得該單元格cell的回波門限。相鄰cell的取法為沿半徑方向向內(nèi)取4個(gè)，向外取3個(gè)，沿圓周方向各取相鄰的1個(gè)。 回波門限TH(,)計(jì)算式： TH(,)AVE(,)DEV(,)COMPOFFSET(,)第48頁/共72頁 雷達(dá)的作用范圍被分成很多小塊，成為門限單元格，每個(gè)門限單元格都包含了度的方位角和8塊采樣。對(duì)于每個(gè)單元格，視頻特性（平均值和偏差值）都是給定的

10、，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 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(gè)圈內(nèi)，一個(gè)目標(biāo)圈由一個(gè)或者多個(gè)相近的目標(biāo)圈組成，它的范圍和回波取決于目標(biāo)探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)圈被送至顯示子系統(tǒng)，作為未處理的視頻顯像處理。第50頁/共72頁o雜波 一個(gè)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)算門限單元格的點(diǎn)跡門限，然后被送回VP。第51頁/共72頁 靜止區(qū)域：在這塊區(qū)域中，只有視頻信號(hào)無軌跡信號(hào)，

11、如草坪。 這個(gè)區(qū)域有單獨(dú)的門限計(jì)算。 移動(dòng)區(qū)域：在這塊區(qū)域中，視頻及航跡信號(hào)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(cè)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(dòng)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(gè)區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)跡才會(huì)被計(jì)算。第52頁/共72頁第53頁/共72頁o在上圖底下部分，顯示了場(chǎng)監(jiān)視頻處理的第一階段，場(chǎng)監(jiān)視頻“通過”靜止區(qū)域、移動(dòng)區(qū)域、跟蹤區(qū)域，然后輸出為：n場(chǎng)監(jiān)視頻（移動(dòng)視頻和靜止視頻）到TRADISn點(diǎn)跡輸

12、出到Targhitt第54頁/共72頁第55頁/共72頁oTarghittint使用一系列地圖n抑制地圖：在這個(gè)區(qū)域，點(diǎn)跡的回波信號(hào)小于系統(tǒng)參數(shù)（回波信號(hào)小于300），則在Targhitt不會(huì)被處理。n非自動(dòng)生成地圖（NAI）：在這個(gè)區(qū)域，點(diǎn)跡將不會(huì)被Targhitt使用來自動(dòng)生成航跡，意味著沒有新的航跡在nai這個(gè)區(qū)域中產(chǎn)生。已存在的航跡將被維持。第56頁/共72頁第57頁/共72頁oTarghitt把Targhitt軌跡送到TFP處理 第58頁/共72頁第59頁/共72頁單雷達(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)。如果Targhitt在雷

13、達(dá)覆蓋區(qū)域丟失點(diǎn)跡，那它就會(huì)終止航跡。 多雷達(dá)區(qū)域：如果一個(gè)目標(biāo)在多雷達(dá)覆蓋區(qū)域被探測(cè)到，表明有兩個(gè)或 兩個(gè)以上的傳感器探測(cè)到次目標(biāo)。如果只有一個(gè)傳感器探測(cè) 到該目標(biāo)，那么這個(gè)目標(biāo)就會(huì)被認(rèn)為是假目標(biāo)，Targhitt 就會(huì)抑制這個(gè)目標(biāo)。第60頁/共72頁oTFP模塊包含了以下子處理功能：n多雷達(dá)融合 （MSF）n驗(yàn)證 （IDT）n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ID也會(huì)在系統(tǒng)中被融合。 第61頁/共72頁第62頁/共72頁第63頁/共72頁跑道侵入監(jiān)視 (RIM)區(qū)域侵入監(jiān)視 (APM)停止排燈

14、狀態(tài)監(jiān)視 (SVM)滑行道沖突監(jiān)視(TCM)限制區(qū)違規(guī)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RunwayareaapproachingaircrafttrackapproachareaRunwaythreshold第65頁/共72頁當(dāng)進(jìn)近跑道時(shí)，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)占用的跑道時(shí)，如果飛機(jī)距離跑道入口的當(dāng)前距離和時(shí)間在預(yù)先確定的臨界值以下，則發(fā)出RIM告警。距離/時(shí)間臨界值與機(jī)場(chǎng)的能見度狀態(tài) (正常或低能見度)有關(guān)。 當(dāng)飛機(jī)在跑道上著陸時(shí)，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

15、卻被一個(gè)飛機(jī)所占用時(shí)，則發(fā)出跑道侵入告警信號(hào)。 當(dāng)飛機(jī)從跑道起飛時(shí)，發(fā)生RIM告警當(dāng)飛機(jī)從跑道起飛時(shí)，而飛機(jī)前面的跑道正被一個(gè)飛機(jī)占用時(shí)。則發(fā)生跑道侵入告警。 第66頁/共72頁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。Assignment runway mismatch (AR)：起飛或降落所分配的跑道與正在使用的跑道不符所產(chǎn)生的告警。Departure aborted (DA)：起飛取消告警。Static object on runway (OR)：跑道上有靜止物體時(shí)產(chǎn)生的告警。Runway direction conflict (RD)：目標(biāo)使用跑道方向錯(cuò)誤所產(chǎn)生的告警，如起飛的目標(biāo)使用專門用于降落的跑道。第67頁/共72頁 當(dāng)檢測(cè)到保留區(qū)有侵入發(fā)生時(shí)，區(qū)域侵入監(jiān)視就生成一個(gè)告警信號(hào)。保留區(qū)是一個(gè)高度受最大APM告警飛行高度限制的區(qū)域。 APM告警標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)飛機(jī)即將要進(jìn)入或?qū)嶋H已經(jīng)進(jìn)入了系統(tǒng)設(shè)置的