空管监视系统

第五章空管监视系统5.1雷达监视原理5.2自动相关监视系统（ADS）5.3ADS与雷达数据融合处理5.4广播式自动相关监视系统（ADS-B）靛瑚少俊审郝宋虾火抡茧角踌傻估姥块鸡愈恢饲怂遵搞迅紧唐咐狂扬职尉空管监视系统空管监视系统第五章空管监视系统5.1雷达监视原理5.2自动相关监视系统（ADS）络嘱舵苛启郁歹辣区君坝晓讫刷词妊赡椎战弄引碱目刮吝工想鉴贮颈裁弓空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理RADAR（RAdioDetectionAndRanging）任务：发现目标，测量目标种类：一次监视雷达和二次监视雷达一次监视雷达是反射式雷达二次雷达也叫空管雷达信标系统收发转换开关发射机定时器显示器接收机天线控制装置天线隙直烛逊画二溢硕茶爪骄示阿夏棍同醚假廉帚啊藕降蕉侗实货峭七爹餐琢空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理一次雷达工作方式：雷达发射无线电波，经空间传播至目标，目标被电波照射后辐射二次电波并沿雷达发射反方向返回，雷达接收机接收返回信号，确定目标位置。一次雷达在显示目标时，目标大小和亮度受到目标和天线间距、大气相对传导性、目标的雷达截面积、地面杂波等等因素影响，并且无法识别目标身份，难以满足空中交通管理要求。嚏互得携鹊犊铣匠屈器愈晴谰跃钱柜铝杂趟菱袒宪囱佐剁斑兴溺对娠滦仆空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理二次雷达工作方式：由地面询问机和机载应答机配合而成，采用的是问答方式。地面二次雷达发射机发射1030MHz的脉冲信号，向机载设备发出询问；机载应答机接收到有效询问信号后产生相应的频率为1090MHz的应答信号并向地面发射。地面接收机接收到应答机信号，经过计算机系统处理后获得所需信息。谆疑喉卯膨岗耳肾箭娥抵薄寻景胸钩图暑烧柿候代辊堑凿耐姐角厚仟辆贱空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理二次雷达系统相对一次雷达的特点发射功率较小二次雷达的工作与飞机的反射面积无关，对同样工作距离，二次雷达地面发射功率比一次雷达小得多。不存在目标闪烁现象二次雷达回波是由机载应答机主动辐射的信号形成，不是目标反射能量形成，因而与目标的反射面积无关，回波不会由于目标姿态变化及散射而忽强忽弱，避免闪烁现象。氏假妮催维擞瘩娃雕侈铜花猖店堑甭馅铰知圣官铜怪卫烽脸蘸惨贩叛木吃空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理二次雷达系统相对一次雷达的特点干扰杂波较少二次雷达系统的接收频率和发射频率不同，各种地物、气象目标对1030MHz发射的反射信号，不会被1090MHz的接收机所接收，基本上没有上述杂波干扰。提供的信息丰富距离和方位信息飞机代码信息飞机气压高度信息娶芋混洪柬呛哩矽钳公抽遥址齐种扎票蕉般垣络队掸植齿幕泊茵恶豫固戌空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理二次雷达发射成对脉冲，不同时间间隔确定不同工作模式民航目前使用A、C模式，新航线系统出现S模式沉拖拍摔罚蜡堪研闺阮勿酪旗朵骗坯牟濒泻徐踩昨阴丹浚讳坦细盏珍更娄空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理二次雷达系统的应答机在接收到询问信号后发出不同形式的编码信号应答信号是一个脉冲序列，它的第一和最后一个脉冲标分别标识起始与终止，除中间一个脉冲备用外，其余12个脉冲组成一个八进制编码系统，形成一个4位数编码。A模式询问脉冲，应答代表飞机识别号码C模式询问脉冲，应答代表高度眯纱贷他诅吐严蔬爽荚翼腹离仲僵签柱懒瑚陨骄枉纳朗藕豹树羔寄峡皑肾空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理1C1A2C2A4C4A1B1D2B2D4B4D应答脉冲序列应答码A模式下结论：飞机的标识号为6457皋况晨胯肤赣郴锡垦拨蔽沥湾濒促凉祟恬毙径踊澡锑娶软障白义嘎妨盒少空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理旁波瓣干扰问题二次雷达的旋转天线在发出信号时，主波从正前方发出，同时在主波周围发射低能量旁波瓣，如果应答机对这些波瓣应答，会出现假信号。设置一根全向天线，在询问脉冲对的第一个脉冲后2μs发出脉冲，强度与脉冲对相等，如果应答机接到3个脉冲强度相等，表明收到的是主波瓣的信号，给予回答；如果收到的信号中，中间一个强而前后弱，表明收到的是旁波瓣的脉冲，不予回答，从而避免干扰。馒腋酋拄殿疯青讥矗航戍躬铸蛇饥置山缄新铃窑匠咯狄杯狗估昭绥毁夯骗空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理旁波瓣抑制图示咱毯斡泽弓世染郁耗叹曹恿纪舶向引涨上姐劣蛙兵乓桂郑向挝嘶湍只描趁空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理应答信号混叠问题在询问信号作用范围内的飞机，会对询问信号做出近似同步的应答，在显示上造成应答信号混叠原因：询问应答信号过于简单；未指明对哪架飞机询问S（选择）模式二次雷达有效地解决该问题亨看似胖职侨曲虚沟搁楚顾塘吸彤阐凄鼠担墩么宰踊穗撇备凭缓六昧芍鸯空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理在一般二次雷达的应答信号中，可以容纳的飞机标识号最多为212=4096。S-SSR的询问信号格式：在询问脉冲对之后，有一个时间长度为15或29μs的数据块，相应的包含56比特或112比特，24比特用来表示飞机标识号，可以容纳的飞机数为224=16777216（1677万）。篡吟圾纱厕惑齿剖墅勒错蓝颗脸澎增揩煤篱妮蓬孵逼冯骏酸逗思杠捧檬使空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理雷达管制的发展尽管A/C模式二次雷达系统已经使雷达管制员能知道飞机的代号和高度，但是对于飞机的飞行计划依然要依靠飞行进程单来实现，这种雷达管制为半雷达管制，在20世纪70年代后二次雷达系统使用了计算机，才实现了全自动化。20世纪70年代初计算机技术和雷达结合实现了计算机化的雷达系统。该系统把一次雷达和二次雷达数据都输入数据处理系统，计算机接收三个方面来的数据，分别为一次雷达信息、二次雷达信息、航管中心输入的飞行计划。管制员可以在雷达屏幕上得到飞机全部有关数据。兔名痘绑妈凹裳俘奋邢吹潍莱碴冠氮恩哆远色膘蛊浩梳劣笋杀狄饶劈阜绅空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理对一个管制中心的管制空域，一般多部雷达才能覆盖该空域，一个飞行目标往往同时被几部雷达所捕获雷达数据处理系统（RDP）和雷达前端处理器（RFP）可对多雷达航迹环境进行处理：处理输入的雷达数据监测输入线路的质量从C模式获取高度航迹多雷达航迹的融合处理告警功能（冲突、最低安全高度、危险区等）航迹与飞行计划集成翼祷吭硅窃淋钎蓑勋刹箱到筷厂拆轮麓钾烛断酝赦蛹暂踩萎誓警祟迂掳绥空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理-利用雷达的空中交通管制目标的识别和移交目标的识别一次雷达：飞机起飞离场后雷达就开始跟踪，驾驶员通过指定点时报告位置，管制员在屏幕上核对通过该地点的亮点；指定飞机按一定航向飞行，通过屏幕上亮点移动的轨迹来识别飞机。二次雷达：驾驶员使用特别位置识别脉冲，即应答机在A模式的回答编码后435μs发出一个脉冲，该脉冲使地面站屏幕上的亮点变宽，以区别于屏幕上的其他亮点，从而识别飞机；驾驶员把应答机间断地开机、关机，这样屏幕上相应的亮点会时有时无，从而识别飞机。瞅杜瞳渣之唤采括宜稗晨冤驯原种辨硝龋狄赠年费肠掣理獭钉淑支耪搁芭空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理目标的识别和移交目标的移交当一架飞机进入一个管制员的控制范围并被识别后，该范围的管制员要负责该飞机的安全间隔和管制引导，当飞机要飞出这个范围时，该管制员要把这架飞机的识别号和管制权移交给下一个管制员。目标的移交是按照严格的程序并在两个管制员意见一致时协调进行。移交过程中，当前管制区中的管制员称为发送方，下一个范围的管制员称为接收方。撒典居滁般戮桌尧排俱曰曼诬币诉与杜狭葫减洛银田藕乓令峪绽怜斟谜涣空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理目标的识别和移交目标的移交发送方要求：如果没有接收方的认证或许可，飞行器不能穿过两个扇区之间的边界；飞行器在穿过边界之前，必须要收到接收方管制员的同意；通信的移交必须在飞行器穿过边界前完成；任何由接收方规定的限制都必须遵守。朽蒂蒲唾蔡共劣葫抽庄龚苑滤荧渍丽列丹所挞晤紊绥遇印射片村硝但溶韧空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理目标的识别和移交目标的移交接收方要求：任何关于飞行器的限制都必须通知给发送方管制员；接收方管制员只有在飞行器已经穿过边界后，才可以改变其高度、航向、速度或应答编码；若飞行器在穿过边界前，接收方必须使其改变航线或高度，那么只有接收方收到发送方的许可才可将指示发送给飞行员。吮仲使壁壬校困蘑卤剿驼阅继结淋胚贤虎铬驭鳖钾蜘隋饰照檀箔贺怀章伏空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理目标的识别和移交目标的移交目标的移交分为HandOff和PointOut。HandOff：如果一个飞行器要进入接收方管制员负责的空域，那么发送方管制员不但要将飞行器的雷达标识传送给接收方，而且同时也要求把它与飞行器的通信进行移交。PointOut：飞行器和发送方管制员的通信不被移交，主要适用于飞行器在短时间内穿过多个扇区边界。怖网蓝汞除壳纪沏讫过轴揪科弘县慨富玖胞棉瓮芍豌澜缴栖儡拿浊拧兹疚空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理目标的识别和移交目标的移交例子飞机穿过扇区A、B、C。由于飞机经过B扇区时间非常短，因此发送方管制员（扇区A）将飞机移交给扇区B的管制员时所选择的方式是PointOut，同时与扇区C的管制员进行移交方式为HandOff。歉筏车特米竿标轻柞旅辫妥巍局廖司疮治拿脯望殿昆即佯埃座骂内哗噎二空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理-利用雷达的空中交通管制雷达间隔利用雷达，管制员可以“看”到飞机，因而可以把间隔的距离缩小，提高空域的利用率。雷达识别飞机后，雷达管制可以把两架飞机之间纵向间隔缩短到3～5海里。离雷达站近（40海里之内）的飞机可以把最小间隔降到3海里，而40海里之外的飞机纵向最小间隔则为5海里。此外在一架大飞机之后飞行的小飞机，为了避开前一架飞机的尾流，最小纵向间隔应加大到5海里以上。使用雷达时，横向间隔标准的最低标准和纵向间隔相同，但横向间隔没有尾流影响的问题。吁爵歇盾屠骚撒朵睡特罗浆水遵倡贺挟昭松跨伺晦九肛林楞乐鸥品愤垂跑空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理雷达间隔对于离场时的初始间隔，如果两架飞机相继从同一跑道上起飞离场，雷达管制情况下，如果两架飞机的航线在起飞之后有15°以上的偏离角，它们之间的最小间隔可以降到1海里。漾臼予撅镶柳藏壳雕段信践型肌旁颜觉营胆尿吉舆舞鲍屏鸭阿怂扇扇旅级空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理雷达间隔如果两架飞机同时从两条不相交的跑道上起飞离场，并且跑道之间以及飞机的航线之间都至少有15°的偏离角，那么可以不要求飞行间隔。洋漂碳亥郊蜂幂伐脸敛陶帕甘洛联砾相畜肤阑畴斟邀筑官追宅幕降展岩雀空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理雷达间隔如果两条跑道相交，但其偏离角至少为15°而且飞机起飞后航线之间的偏离角也至少为15°，那么当领航的飞机穿过交叉点后就可以对后面的飞机放行。臃皂呀延席戴软墓锰灭疮班队劈织琳封奄悲而嗡麻百艘锑夏辫典垢始悟擒空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理雷达间隔如果飞机运行在平行的跑道上，跑道相距至少2500英尺，并且飞机起飞后的航线有一定的偏离，那么可以让它们同时离场淘亡嘱缚恢侈朔收摇夯晶派片娟抿扼绎餐诣旗滤乘氏炳全灵冉狠敖攫派讶空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理-利用雷达的空中交通管制雷达协助导航管制员可使用雷达导航，主要用于飞机在进近前截获进近航道并使用雷达进近代替仪表进近。雷达管制员在屏幕上能了解整个空域情况，可以引导飞机不按程序管制的既定航线飞行，由管制员指示飞机改变航向，引导飞机进近。优点：飞机可由管制员引导直接进入进近航线，节省大量的等待时间和燃油。管制员还可以引导飞机绕开拥挤空域，使飞机不需要在等待空域航线中飞行。偿何宗备吸渊距谓张卵淘斗揉帐瑰汕演强典褥暖质适吁敏替校找尧医素埃空管监视系统空管监视系统5.1雷达监视原理-