论软件技术在雷达维护工作中的应用

俞成

摘 要：随着技术的进步，民航雷达设备的集成度越来越高，计算机辅助运算和处理的使用越来越明显。而在整个民航航路管制的雷达监视工作中，虽然现有的设备采用的都是国外运用成熟的监视技术，但仍有很多数据可以用软件技术进行再开发，从而去分析这些数据来帮助设备的运行、更好的服务于管制工作。文章将用一些实际的案例来展示软件技术在雷达数据监控、数据分析等方面的应用，以提出未来民航雷达服务工作中软件技术的必要性。

关键词：雷达；维护；计算机；软件；开发；数据分析

中图分类号：TP311.52；TN957 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0058-02

随着计算机技术的发展与进步，民航航路管制的雷达维护工作也进入一个新的台阶。雷达设备由单片机、高速高容量计算机替代了之前的晶体管和低速计算机。相应的，雷达分析、计算、处理和展示过程中的数据不再像之前那样的神秘，图片、日志文件、数据记录文件、传输数据链路等都成为了有价值的数据源。而现有的雷达维护工作中，往往都是直接使用外方给予的软件工具，在长期使用后发现有些工具并不实用；有些工具由于开发时间较早，相比现有工作强度，变化后的效率不再高；有些工具当初并没有开发，而现有需要又没有等问题。需要什么样的软件技术、软件技术怎样应用、软件技术对维护工作有什么帮助，变成了一个崭新而又有建设性的问题。

1 雷达维护工作和软件技术的简介

雷达主要是通过无线微波原理，将发出去的电磁波经过反射或对方航空器回波的方式对所有或部分航空器进行测向、测距和识别等过程。在维护的工作中，主要通过现有的监控软件，对雷达状态进行监视，通过一些测量工具对雷达的参数进行测量；当雷达发生故障时，通过对雷达数据的观察判断雷达部件的正常与否；当雷达有假目标时，通过对假目标的方位、距离和高度来判断假目标的性质从而找出问题的所在；当有新的雷达安装时，不但需要对雷达安装过程进行参与，还要判读雷达的运行是否正常、数据是否正确；当一部雷达已过其安全运行周期时，还要判断其是否适合继续服务……

软件是设计者使用各种不同的软件语言编写的程序或程序集以满足为满足用户不同领域、不同问题的应用需求。软件开发是根据用户要求建造出软件系统或者系统中的软件部分的过程，是一项包括需求捕捉、需求分析、设计、实现和测试的系统工程。

在雷达维护过程中软件应用就是将一些雷达维护的问题或需求通过计算机编程的方法，找出一个合理的解决方案。

2 软件在雷达维护工作中的应用设想

如今，雷达需要的软件根据用途可以分为日常监控、数据统计分析、管制应用等应用。那么这些应该该如何实现？如何更好的服务到实际的工作中，我们先进行大胆的设想。

2.1 日常监控

雷达最常见的工作就是监控，而由于设计方往往考虑不到用户的细节问题，日常的软件往往没有强烈的声光或者其他通知，更没有集成监控接口。日常监控对于软件的主要需求就是对告警各式各样的通知，能够使用户及时的获取信息，另外就是监控信号的集中监控，包括各种不同品牌型号雷达甚至其他民航空管设备的监控。

日常监控主要能够通过几种方式进行实现：日志文件、图像识别、外方设计接口、硬件电平监测等。

①日志文件：常用的现代雷达设备大多都有自己的日志文件，大多是实时或定时更新的雷达参数或雷达故障记录数据。这些文件被保存在设备监控主机中，可以通过一些安装日志或培训文档明确文件的具体位置，也可以通过观察文件的更新时间找到相应的文件。

②图像识别：每一个监控主机都有自己的图像展示软件，当找不到日志文件的时候，我们可以通过直接截取监控界面的方法来判定设备的状态。如果设备绿色代表设备正常，当截取图片中的设备色彩判定为绿色，就能说明设备的正常。

③外方设计接口：部分外方设备可能在设计之初就留有一些提供监控的接口。有些外方公司并不足以独立设计完成一套成熟的雷达系统，这样的公司一般留有接口给其他集成软件公司进行集成，这些接口有很多可以作为软件接口进行利用。

④硬件电平监测：我们可以通过检测设备状态灯的电路电压值来判定设备的状态；也可以监控硬件接口例如RS232、网线等接口来查看流动数据的具体信息，通过对这些信息的分析和解码，来得到需要的信息通过这些数据的监控，我们可以得到一部雷达的日常运行数据，得到这些数据后，我们可以实现监控和展示，将监控到的各种雷达数据集中展示到一个信息平台中，通过互联网或者企业局域网的方式，就能够实现随时随地的了解设备的状态，更能够根据这些状态进行各式各样的通知，例如声音、短信或者邮件等。

2.2 数据统计与分析

根据监控得到的数据或者一些雷达的目标输出数据，我们可以对这些数据进行分析。我们需要对雷达数据进行的常见分析有几种：雷达运行数据分析、雷达目标数据分析。这些统计和分析都能够帮助维护人员对设备更好的服务。

①雷达运行数据分析：雷达数据分析是雷达运行数据经过长期观察后得出结果，通过对设备寻常运行数据的了解后，发现数据有异常或者不正确时，可以得到事先的提示；长期的数据监控也可以帮助我们对数据进行经验分析，了解数据规律。另外，当一部雷达经过长期的运行过后，有些运行数据会经过变化，例如发射功率会变差、噪声系数会提高。通过对这些数据的分析，比如说比较故障前后数据的差异，我们能够判定一些老化部件是否合适投入运行。

②雷达目标数据分析：雷达目标是雷达经过一系列工作后得到的航空器目标结果，这些目标信息可以进行统计分析。通过统计目标的数量，例如极端情况下空域内航班数的双峰值，可以用来合理安排空域；通过统计目标的正确性，例如对不同雷达的数据进行比较，分析单部雷达数据的正确性；通过分析假目标的统一规律，找出假目标的原因；通过对目标的分析找出雷达的性能数据，例如通过航空器经过雷达上空的最后位置判断雷达顶空盲区的角度，通过航空器在各个扇区的信号强度判断雷达扇区信号覆盖情况，通过扇区的目标数量判断雷达的处理能力等。

2.3 管制应用

雷达维护的根本就是更好的服务于管制，当管制对于现有的设备系统不满意的时候，我们就可以设计一些独立的应用以满足各种不同的需求。例如有些系统对数据的告警不明确，我们可以进行分析后给出；有些系统对于信息的展示不够自定义化，我们可以给出自定义的信息展示；有些系统集成度不够高，管制需要通过不同主机的切换来查看信息，非常不方便，我们就能够将数据进行集成展示。我们拥有数据源，而数据源就是数据仓库，我们需要通过设计智能化的分析工具将数据的价值更好的体现。

3 软件在雷达维护工作中的实际使用案例

根据设想，在本人日常的雷达维护工作中，对雷达进行了一些软件开发工作，完成监控软件、参数分析软件和假目标分析软件，现将一些成果进行陈述。

3.1 雷达监控软件的应用

虹桥THALES雷达监控原本没有声音，造成值班人员有时无法立刻知道故障问题。于是根据THALES雷达的特性和快速开发的本质，对THALES自带的监控界面进行了采集，通过比对模块的颜色来判断设备正常与否，并发出声音告警。

利用这个软件的成功应用，随后又针对Terma场监雷达进行了监控软件的设计开发，Terma系统由于需要和HITT自动化系统进行集成，其本身有各种日志文件和软件接口，我们发现其频繁更新的日志文件，并找出数据的意义，从而对Terma雷达所有数据进行了监控，其中包括天线转速、功率、噪声系数、电压峰值、温度等。

我们还通过数据库的挖掘，解析了HITT场监自动化的数据监控，然后将所有的信息集中到内网中进行信息共享，从而，在内网上任一时刻都能快速地了解虹桥雷达设备的即时状态。

3.2 参数分析软件的应用

通过对参数的监控，我们得到了雷达的参数信息，通过比较雷达参数的数据，可以了解雷达的设备状况，如图1、2所示，作为噪声系数，图1的数据波动就要比图2明显，说明图2代表的设备状态比图1相对稳定。图形往往能够给我们一个更直观的数据展示，而往往通过这样直观的数据展示能够让我们了解设备的状态。

3.3 假目标分析软件的应用

2015年，上海地区发现在某一区域有大量丢点出现，由于没有合适的工具观察假目标的情况，需要人员长时间的盯着屏幕观察假目标。根据需求开发后，假目标软件能够针对一个录像文件进行分析，分析目标在设定区域，间隔时间内如果没有再次出现目标便判断为丢点，随后进行统计分析，分析单一航班丢点的位置和总个数，分析该区域内航班丢点的概率。通过该软件，节省了日常维护人员的体力劳动，帮助了无线电干扰排查确定了大致的掉点位置范围和频繁出现的掉点区域，最后找出干扰源。

4 结 语

软件设计对雷达维护工作至关重要，由于现有的航路逐渐复杂、航班量巨大，设备更新换代速度加快，通过软件监控和分析能够更好的帮助日常雷达维护工作的开展。通过软件来监控和分析的稳定性更高、正确率更高，是雷达维护工作中较好的辅助工具。

现有的民航空管维护工作中，软件开发部分的参与相对较少，和其他行业比较起来相对落后，作者亦希望通过本文呼吁更多从业者对此的关注和投入，为科技民航建设贡献力量。

参考文献：

[1] 徐频频.软件产品线技术在雷达显控系统中的应用研究[D].南京：南京理工大学，2007.

[2] 邹红，雍新芳，张潇予.新一代天气雷达年维护和重要性能参数测试方法[J].科技资讯，2014，（27）.