空管雷达组网技术应用研究

高 斯

(民航华北空管局，北京)

空管雷达组网技术应用研究

高 斯

(民航华北空管局，北京)

目前，航天航空部门在进行雷达探测和管制过程中主要利用空管雷达组网技术，并将此技术应用在飞机实时监视的过程中，充分保证了监控的及时性和准确性。空管雷达组网技术是一种以计算机为载体、利用现代化通讯设施将各地的雷达信号收集起来并加工处理成所需要的数据并以协助机组人员和地面监测人员工作的高科技技术。它能够实现多管区的同时、全程和及时的监控，提高飞行安全。因此在航天航空中广泛使用空管雷达组网技术。

空管雷达;组网技术;应用研究

随着我国经济技术的蓬勃发展，我国航天航空技术进入到了黄金发展时期，航空线、飞行量等数据也在不断增加，因此需要对现行的航空管制水平进行调整优化，引入先进的设备与技术。在此环境下，对空管雷达组网技术的需求日趋迫切，空管雷达组网技术成为民航空管部门进行探测和监控的主要手段和工具。

1 空管雷达组网技术的特征及作用

空管雷达组网技术的关键在于收集分布在不同地点的雷达信号，并将收集到的信号传输到中心站进行分析处理，最终得到有用的数据。而在组网内的各个雷达独立运行，因此在中心站丢失部分雷达连接或数据传送时仍能收集其余相关的雷达信号以确保空管雷达组网技术有足够的数据。

空管雷达组网技术的特征主要包括几个方面，一是能够使探察范围扩大，增加可探察的区域；二是能够提高探察区域的准确性，避免无用探察的情况，减少探察区域的遗漏；三是能够有效地融合不同区域雷达站的信号，提高探察结果的精密度。

通过空管雷达组网技术将不同雷达站内的信息资源进行整合和共享、提高资源的利用率是这项技术的重要作用。同时通过大范围的雷达监测进行管制，能够实现地区化的全面覆盖，从而增强信息的准确性和可靠性。其次它还有助于构建更完备、更大规模的雷达管制中心站，减少管制区域冗余雷达站的数量，提高每个雷达站的使用效率。除此之外，空管雷达组网技术还有利于调整雷达站的分布情况，对飞行空域进行合理的划分，有效、精准地划分出空域和扇域，提高各部门的工作效率和航线的使用率。从而更高效地保障了空中飞行的安全性，优化空中交通管制的服务。

2 空管雷达的配置和分布

空管雷达组网技术的主要目标是实现航空路线和管制区域的多层监控，扩大探察范围，从而减少盲区、提高探察的精准度，做到不同区域的信息共享。其主要工作是通过不同雷达站的信号收集和输出，有效保证空中飞行的稳定性和安全性。因此，空管雷达组网的分布必须能够保障区域内各雷达站的有效连接，实现全区域覆盖，并将部分雷达探测不到的盲区交由另一部分雷达站进行探测补充，使雷达站的探测区域重叠。与此同时，还应考虑纵面的覆盖情况，空区域的覆盖需要有一定高度层的空间要求，另外，也应当满足对低空情况进行全面覆盖的要求。空管雷达组网的分布应将枢纽机场、常用机场四周情况以及航线维护等方面作为选址的原则，通常有两种选址方案：一是在两个机场中间放置航路雷达，而在机场较近的周边则放置场面监视雷达；二是在主要机场的终端位置放置一二次合装监视雷达。

上述两中方案的共同点是采用分散式结构，这种结构有利于各个传感器在第一时间内收集和处理原始数据，并各自做出最优决策的探测结果，再通过中心站将各个决策优化和分析，最终得出融合方案。分散式的结构能够通过较低的收费获得较高的产出，并且能够减少数据线的频宽，减少各个传感器的干扰。

3 空管雷达组网技术的应用

3.1 优化空管雷达的引接数量

通常情况下空管雷达的引接数量密切影响着其覆盖范围和覆盖重叠，一般来说，三者成单调递增关系，即雷达的引接数量越多，其覆盖范围越大、覆盖重叠越多。但现实应用中需要对引接雷达的信号质量进行选择和数量上的控制。比如北京RAYTHEON一二次合装雷达站数据处理后接入多雷达系统表现稳定，但当二次雷达无法工作，雷神单一次信号引入系统时便可能会造成出现信号分裂情况。在特殊情况时对不同雷达的探测和处理数据的实现方式上需要多方面考虑，对引接雷达的数量进行选择和优化。

3.2 实现空管雷达组网内的时空统一

空管雷达组网技术的应用主要是将不同雷达站内的信息传送到中心站从而将数据融合起来构建高质量的分析报告，这对于雷达监测的准确性有极大的影响意义。而影响雷达准确性的方面除了对数据的传送外，还包括以下四方面，即各个雷达的对时误差情况、分布位置、目标高度估计和雷达精度误差。因此要根据实际情况选择合适的计算时空精度的设备，对网内时间实现对齐。网内雷达的时间对齐即保证各个雷达站的时间精准性，并且要把各个雷达站在不同时间段内对同一目标的监测数据转换为标准的融合时间数据。网内雷达的时间对齐的方法各种各样，最常使用的是内插法、外推法和虚拟融合法。前两种方法实际上是将在同一时间段内的数据按照测量精度的不同排序并内插或外推成目标观测数据。而虚拟融合法是把高精度的数据进行多次测量后融合成一个时间点内的虚拟测量值，再融合其他低精度的测量数据。这种方法的关键是需要具备高稳定的时钟，可通过卫星定位系统得到。

3.3 多层雷达数据融合处理技术

多层雷达数据结合处理技术是将各个雷达站的数据融合在一起，输出预期目标并统一显示出来，以提供给管制员进行调度。将数据融合起来的目的是优化数据组合、导出高效和有用的信息，最终发挥多个雷达工作的优势。多层雷达数据融合处理技术的结构主要有两种，分别是集中式和分布式，不同结构的数据处理技术其作用不同。在确定了结构后就要将数据源进行融合，数据不存在关联便无法进行目标的统一显示和数据跟踪。虽然同一个目标在不同雷达上有不同的测量值，但由于有共同的物理源，因此会显示某种相同的特征。并且还会受各种干扰信号和雷达站的不稳定性而导致测量数据的误差。多层雷达数据结合处理技术就是要将接入到网内的各个雷达站数据进行误差纠正，融合各个点迹数据和航迹数据，最终构建多雷达数据融合体系。

4 结束语

为了对我国航天航空进行实时的监测，确保空中飞行的稳定和安全，提高我国航天航空事业的保障和服务工作，建立、优化和改善空管雷达组网技术势在必行。随着我国经济技术的不断快速发展，航天航空事业也迎来新的发展高潮，在技术和经济的支持下，空管雷达站的建设正进行得如火如荼，并成为推动航天航空事业发展的中坚力量。

[1] 李世民,李国强,李宏全.对空警戒雷达组网优化方法研究[J]. 科技资讯. 2014(17)

[2] 李兆展,林艳红,李若仲.制导雷达组网多站数据的时间对准问题研究[J].战术导弹技术. 2010(01)

[3] 林宏亮,李侠,花良发,孙金峰.雷达组网系统目标定位精度评估模型[J].火力与指挥控制. 2008(11)

高斯，男，出生于1990年9月，北京人，就职于民航华北空管局，雷达助理工程师

Research on the application of air traffic control radar networking technology

Gao Si
(civil air traffic control bureau,Beijing)

At present,the aerospace sector in radar detection and control process mainly use the ATC radar networking technology and the application of this technology in real time monitoring process,and fully guarantee the timeliness and accuracy of monitoring.Air traffic control radar networking technology is a computer as the carrier,the use of modern communication facilities around the radar signal is collected and processed the data and to assist the crew and ground staff to monitor technology.It can realize the multi tube area,the whole process and the timely monitoring,improve flight safety.So it is widely used in aerospace aviation technology of air traffic control radar.

air traffic control radar;networking technology;Application Research