姜山

(黑龙江省空管分局,黑龙江哈尔滨 150000)

0 引言

现代航空业飞速发展,各大机场航班起降架次猛增,机场场面活动愈加复杂。如何在有限的空间内,利用现有的设备管理好越来越多的飞机及相应的地服车辆,提高机场的运行效率和安全水平,成为场面监视技术必须解决的问题。机场场面活动情况较为复杂,除了飞机、车辆外,建筑、草坪、积雪和标识牌等物体都会反射电磁波,并被雷达所接收,因此,场监雷达总是不可避免的生成一些静态目标。目前,国内场监雷达大多采用划设屏蔽区的方式将静态目标屏蔽,但实际应用中存在的诸多问题和安全隐患亟待解决。

1 场监雷达使用现状

图1 场监雷达静态目标示意图Fig.1 Schematic diagram of static target of field surveillance radar

场面监视雷达(Surface Movement Radar,SMR)是通过辐射电磁波,并检测、处理地面物体对辐射电磁波的反射信号,实现对机场机动区内所有交通工具(航空器、引导车辆、摆渡车辆等)检测的雷达设备。其工作原理与一次雷达相同。安装在机场的陆基场面监视雷达,其信号通常送到A-SMGCS进行融合处理。空中交通管制等运行单位利用SMR监视信息判断、跟踪机场场面动目标位置,掌握航空器轨迹、意图及间隔,监视机场场面运行态势,提高地面运行安全的保障能力。

A-SMGCS(高级场面活动引导和控制系统,Advanced—Surface Movement Guidance and Control System)是在满足机场能见度运行等级的所有气象条件下,为了航空器和车辆能保持公布的运动速率且同时保持要求的安全性而对其提供监视、控制、路由、引导的综合集成和自动化管理系统。目前国内A-SMGCS系统常用的监视源包括一二次雷达、场监雷达、ADS-B及多点定位系统,塔台管制员、机场调度或站坪管理部门根据A-SMGCS融合处理后的监视信号对场面的飞机及车辆进行指挥。以哈尔滨机场为例,场监雷达生成静态目标如图1所示。

在场监雷达监控上观察,跑道、滑行道附近的静态目标多达22个。由机场场务协调引领进入跑道进行现场勘查,并通过对监控软件静态目标与指示牌真实位置比对,基本确认这些静态目标是由跑道、滑行道及连接道周边指示牌形成,如图2、3所示。

若目标反射面较大,目标回波较强,则该目标的场监雷达信号连续稳定。若目标反射面相对较小,目标回波相对较弱,则该目标的场监雷达信号不稳定、时有时无。在A-SMGCS上观察静态目标如图4、5所示。

2 对场面静态假目标解决方法

哈尔滨本场绘制的屏蔽区图6～图8所示。

可以看出,除跑道、滑行道、部分机坪外,绝大部分区域在场监雷达上都划设了屏蔽区,根据航迹绘制的雷达覆盖图9所示。

经场监雷达屏蔽处理后,场面上大部分假目标已被屏蔽,仍有少部分目标依旧存在。

3 A-SMGCS上划设非初始化区域

航迹非初始化区域是指对于某些质量较差的单监视源,可能出现某个区域经常出现假目标的情况,为了防止这种情况的出现,系统允许为指定监视源划定区域,该区域内出现的新目标,直接丢弃不用,以避免假目标的产生。但对于区域外进入该区域的目标将保持。最大程度避免监视源质量不佳带来的干扰。处理流程如图10所示。

图2 指示牌1Fig.2 Sign 1

图3 指示牌2 Fig.3 Sign 2

图4 A-SMGCS上假目标1Fig.4 Fake target 1 on A-SMGCS

图5 A-SMGCS上假目标2Fig.5 Fake target 2 on A-SMGCS

图6 场监雷达屏蔽区简图1Fig.6 Schematic diagram of the field surveillance radar shielding area 1

图7 场监雷达屏蔽区简图2Fig.7 Schematic diagram of the field surveillance radar shielding area 2

划设非初始化区域步骤:(1)在A-SMGCS系统的参数配置终端DBM中,打开SMR数据引接配置,修改航迹非初始化区域。(2)根据假目标位置大致描绘非初始化区域。(3)调整非初始化区域的中心点经纬度、半径等参数。(4)发布SMR数据引接配置至对应MSDP主机。(5)重启相应MSDP主机的smrdp进程后,在SDD观察现象。

非初始化区域启用前图11所示,非初始化区域启用后图12所示。

4 划设非初始化区域相对于划设屏蔽区的优点

相比于在场监雷达上直接划设屏蔽区,在ASMGCS上通过非初始化区域处理此类静态目标,存在着几点优点:

(1)安全性高。利用雷达屏蔽区将回波辐射降低后,车辆等小型目标进入到屏蔽区内无法显示,在A-SMGCS上划设非初始化区,可以保持从外部进入该区域的目标显示。同时,在雷达上划设屏蔽区时,屏蔽区内的航班常出现掉点的情况,利用非初始化区同样可以解决该问题。(2)易于修改与监视。在场监雷达上划设屏蔽区,经常需要工程师或技术人员进行修改参数并不断调试,同时需要雷达工程师与A-SMGCS的监控人员联系,在A-SMGCS上对信号进行监控,以确认调试效果,在A-SMGCS上划设非初始化区域,对技术人员来说更直接,易于修改与监视。(3)易于统计查询。在雷达上划设的屏蔽区,是一块一块分开划设,对于后续的查询、统计、上报,包括与管制员之间的交流、沟通起来存在着诸多不便。在A-SMGCS上划设的非初始化区域更为直观,从整体上更易于统计查询。

图8 场监雷达屏蔽区简图3Fig.8 Schematic diagram 3 of the field surveillance radar shielding area

图9 场监雷达覆盖图Fig.9 Field surveillance radar coverage map

图10 非初始化区域处理流程Fig.10 Non-initialized area processing flow

图11 非初始化区域启用前Fig.11 Before the non-initialized area is activated

图12 非初始化区域启用后Fig.12 After the non-initialized area is activated

5 结语

为了保障机场场面运行的安全,对机场场面飞行器和车辆实施有效的监视,提升场面监视能力至关重要,相比于场监雷达对场面静态目标的处理,在A-SMGCS上进行处理同样可行,并在实际应用中存在着相应优势,本文以哈尔滨现场为示例,将两种处理方式进行对比,供大家参考,旨在为未来场监雷达及A-SMGCS的使用提出合理化建议。