乌鲁木齐国产一、二次雷达数据格式

任登国

摘  要：介绍乌鲁木齐国产一、二次合装雷达的组成、数据处理流程，通过对该雷达出现假目标事件进行分析，进而对国产一、二次合装雷达的数据格式进行分析，证实该雷达一、二次融合时存在缺项，对改进提出相应建议。

关键词：ASTERIX;一、二次合装雷达;数据格式

中图分类号：V355.1        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）24-0061-03

Abstract： This paper introduces the composition and data processing flow of the home-made primary and secondary combined radar in Urumqi， analyzes the false target event of the radar， and then analyzes the data format of the home-made primary and secondary combined radar. It is confirmed that there are deficiencies in the primary and secondary fusion of the radar， and the corresponding suggestions for improvement are put forward.

Keywords： ASTERIX; primary and secondary combined radar; data format

引言

民航新疆空管局乌鲁木齐国产一、二次合装雷达于 2017年7月投产运行，该套雷达是国产一、S模式二次合装雷达，一次雷达为四创电子3821型雷达，二次雷达为恩瑞特DLD-100C型S模式雷达。S模式二次雷达的工作可以为常规AC模式（ATCRBS）、交互模式以及S模式。其中交互模式是一种过渡的S模式，它兼容常规AC模式又具备S模式的功能，目前乌鲁木齐区管二次雷达设置为交互模式。与传统的A/C模式二次雷达相比，S模式二次雷达在询问方式、信息交换技术都有绝对的优势，但在实际运行中，该套合装国产雷达一、二次雷达的融合信号出现多起假目标、高度、二次代码异常事件，严重影响了管制的正常工作。本文就乌鲁木齐国产一、二次合装雷达融合后的输出信号出现一起假目标事件进行深入分析，对一、二次雷达的原始雷达数据进解码，探讨该套雷达的融合信号的输出数据格式与参数设置对输出信号的影响。

1 设备现状

乌鲁木齐国产DLD100

C二次雷达是中国电子科技集团第14研究所独立研发的第三代民航二次雷达设备，获得民航局颁发的设备使用许可证。3821型雷达是中国电子科技集团第38研究所（以下简称中电集团38所）研制的3821近程空管一次雷达。乌鲁木齐现场采用一、二次合装的工作方式、一次雷达负责提供整系统的定时、方位信号及对天线驱动部分进行控制。此外一次雷达还接收二次雷达的输出监视信号，并将该信号与一次雷达自身产生的监视信号进行融合输出。该套系统的雷达信号传输路由如图1所示。

该系统二次雷达输出有4路雷达信号，其中有2路信号直接通过传输设备输送至空管自动化处提供给管制使用;另外2路二次雷达信号分别输出给一次雷达的两个通道。一次雷达接收处理产生一次雷达监视信号，并将其与接收到的二次雷达监视信号进行融合后，输出2路一、二次融合雷达数据输出至空管自动化系统。

乌鲁木齐国产一、二雷达支持的雷达数据格式有：欧标ASTERIX01、02、34、48，国标MH4008格式、GJB5779格式。根据中国民航管制工作特点及新疆地区空管自动化系统特点和S模式雷达应用状况，目前乌鲁木齐一、二次雷达输出格式均设置为了ASTERIX34、48。

2 ASTERIX数据传输标准

ASTERIX是EUPOCONTORL组织为监视数据的传输和交换而定义的标准。首字母缩略语代表ALL Purpose Structured Euro-control Surveillance Information Exchange。它为不同监视信息的交换提供标准的信息传输格式，保证了通信数据的可靠描述，并受到由多国组成的RDE-TF机构的关注和支持，因此在国际上得到广泛应用。

ASTERIX共定义了256种数据类型，前127种为民用数据传输协议，后127种为军用数据传输协议。其中CAT 001和CAT002为二次雷达A/C模式下的雷达目标报告和雷达服务报告，CAT048和CAT034分别为CAT001和CAT002的升级版，是二次雷达S模式下的雷达目标报告和雷达服务报告。现场一、二次融合输出的目标报文格式为CAT048，故本文以CAT048进行分析。

3 案例分析

3.1 现象

管制部门反映出现空管自动化系统出现DUP（重码）告警，监视屏幕上出现有两个代码相同的二次监视信号（代码为0602），其中近距离的目标为假目标，如图2所示。设备维护单位利用雷达数据记录回放发现：只有区管一次雷达（一、二次融合后的输出）发现该假目标。该目标距离区管雷达24公里左右，方位为北偏西47度，S模24位地址码为48433a，持续时间约为1分钟。在此期间在区管二次雷达设备、以及ADS-B設备上回放仅发现二次代码0602的真实目标。该真实目标距离区管雷达约478公里，高度、方位、二次代码、S模24位地址码与假目标一致。维护人员在空管自动化系统进行单雷达回放，发现区管一次雷达发现假目标;区管二次雷达未能发现假目标与真目标;ADS-B设备发现真实目标。将雷达站获取信息与空管自动化信息进行比对，详细见表1。

表1 0602统计表

3.2 报文分析

维护人员首先使用自动化统计分析工具对自动化系统获取的区管一、二融合输出报文、区管单二次雷达输出报文进行译码统计，详见图3。

图3中第四列为目标（0602）距自动化系统中心距离，第二列为SIC（217为区管二次雷达，218为一二次雷达融合数据）。从图中，可以发现报告开始时区管二次、区管一、二次雷达距离均小于10海里，其后突然跳变至253海里。

维护人员为了解决一下两个问题：（1）为什么二次雷达发现了假目标，而空管自动化系统却不进行显示？（2）假目标是如何产生的？为此，维护人员对一、二次雷达融合原始报文、二次雷达原始报文进行解码。详细雷达报文内容如图4所示。

通过分析上述两个目标报告发现：区管二次雷达输出报文中提供有了两个目标位置坐标，并且该雷达的输出报文中的030报告项指明了目标性质为假目标，详细报告内容如表2所示;而区管一、二次融合目标报告只提供了目标的极坐标，且无030目标性质报告项。据此，维护人员判断，自动化系统通过检查二次雷达报文的030项，获取了该目标性质为假目标，从而过滤了区管二次输出的错误信号。一次雷达接收了二次雷达的输出监视信号，但其不处理该报文的030报告项，故将错误的目标信息认定为正确目标并进行了融合输出，且在一次雷达的输出报文格式中没有030报告项，故在空管自动化接收该信号，并将其在的雷达屏幕上显示，而没有显示区管二次输出的错误信号。

3.3 总结

维护人员查阅区管二次使用的ASTERIX48格式说明，发现该格式对距离显示的表述如图5所示。

该格式中限定了雷达最远距离为256海里即470公里。而自动化系统出现假目标时，真实目标距离区管雷达约有490公里，48格式已经无法显示该距离。维护人员怀疑当距离超过470公里时，该数据位将清零，重新计数。即490-470=20。

此案例中，当目标距离超出范围后，二次雷达输出的监视目标报告的030项提示目标性质为假目标，但一次雷达未能处理该项，依旧将错误的二次代码信息进行融合，并进行输出，而其输出报文中不报告030项，导致在一次雷达回放及空管自动化系统中均出现假目标。

4 应对措施

通过对乌鲁木齐国产一、二次雷达的原始数据进行格式分析，维护人员发现当目标距雷达站超过256海里后，由于格式限定，会导致二次雷达输出目标的距离发生错误。一次雷达不能处理48格式中的部分项，会导致其输出的一二次融合数据错误。因此建议采取下述措施：

（1）根据ASTERIX格式对目标距离的限定，建议区管二次厂家对该雷达的最远作用距离进行限制，从而从根本上避免再次出现此类假目标。目前二次厂家已采纳我方建议，将雷达最大作用距离限定至450公里。

（2）建议区管一次雷达厂家数据融合处理中，增加对030等报告项的检查，其目标输出报告采用二次厂家的报告形式，两者报告信息应保持一致，建议增加030等项的输出。

5 结束语

近年来，随着我国民航空管设备国产化的不断推进，越来越多的国产一二次进入空管系统。国产雷达设备由于进行空管市场时间比较短，对空管系统需求理解不深，不同厂家一部分设备兼容性、规范性存在差异，导致实际使用效果不够理想，需要不断完善改进。但相信随着国内市场的不断开拓，与空管业务的交流日益密切，未来国产化设备竞争优势会越来越大。

参考文献：

[1]王屹峰，牛磊.雷神雷达数据格式浅析[J].空中交通管理，2008，3：1-4.

[2]Steven Michael C. Secondary surveillance radar[M]. Artech House Boston and London， 1988.

[3]華炜.浅析标准雷达数据格式ASTERIX[J].民航科技，2001，2：1-5.