大面积目标分裂自动判别系统软件设计

杨昌锦

摘   要：空管自动化系统大面积目标分裂的情况对雷达管制运行有着较大的影响，有必要探寻简易、快速的方式判别导致空管自动化系统大面积目标分裂的原因。本文针对监视源异常导致空管自动化系统大面积目标分裂的情况，提出了一种基于AeroTrac自动化系统的大面积目标分裂自动判别系统软件设计方法，本软件采用C#编程语言完成设计，通过解析AeroTrac自动化系统单监视源航迹及综合航迹数据，可在3个雷达周期内自动判别出导致大面积目标分裂的异常监视源并在基于GMap.Net开源控件开发的态势显示界面上告警提示。经过测试平台测试、数据回放测试及日常运行监控，验证了该设计的可行性和有效性。

关键词：目标分裂  GMap.NET  软件设计

中图分类号：TN958.93                            文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）03（a）-0069-02

随着我国民航事业的蓬勃发展，航班量日益增长，空管自动化系统缺乏自动判别导致大面积目标分裂的异常监视源并告警功能的背景下，急需一款能快速自动判别导致大面积目标分裂异常监视源的系统，以减少大面积目标分裂对管制运行的影响。本设计在AreoTrac自动化系统的基础上，针对异常监视源导致大面积目标分裂的情况，根据导致大面积目标分裂的原理，设计了能在3个雷达周期内自动判别导致大面积目标分裂的异常监视源并提示告警的功能，简化了技术保障人员异常处置的过程，提高了工作效率，满足运行需要。

同时，本设计在GMap.NET开源控件的基础上开发了类似AeroTrac自动化系统DP显示终端的态势显示界面，能更加直观的将疑似分裂目标显示在态势界面上，方便技术保障人员进行异常排查与操作。

1  大面积目标分裂产生原因

空管自动化系统大面积目标分裂的产生原因主要有以下几点：（1）空管自动化系统监视源参数设置有误。（2）空管自动化系统进程异常。（3）监视源异常。

对于监视源参数设置错误的问题，在引接监视源信号时经参数调整和测试平台测试后才正式接入在用自动化系统，正式运行后一般不会因该问题导致大面积目标分裂;而因自动化进程异常导致的目标分裂可通过切换主备服务器或使用备用自动化系统快速解决。最常见的为因监视源异常导致大面积目标分裂，该问题只能通过屏蔽或断开异常监视源解决，所以如何快速、准确的判断出异常监视源尤为重要。

2  人工判别导致大面积目标分裂的异常监视源存在的缺点

人工判别导致大面积目标分裂的异常监视源需要逐个观察、对比各监视源的目标，具有耗长、受技术人员技术水平限制等缺点，在确认异常监视源并将其信号屏蔽或断开前，严重影响正常管制运行。如何快速、自动地判断出异常监视源并提示告警为本设计的重点。

3  软件设计

本设计通过对AeroTrac系统的单监视源航迹、综合航迹数据进行处理，获取飞机目标的地理坐标、二次码、航迹号、高度、航班号、24位地址码等数据，自动在3个雷达周期内完成对导致大面积目标分裂的异常监视源的判断。本软件设计主要分为3大模块：AeroTrac航迹数据处理、监控告警、态势显示界面，如图1所示。

（1）AeroTrac航迹数据处理模块具有解析单监视源航迹数据和综合航迹数据、单监视源航迹数据信息补充、记录单监视源航迹和综合航迹数据等功能。

（2）监控告警模块具有监视源信号中断、恢复监控、判断目标是否是疑似分裂目标或反射假目标、告警提示、生成告警日志等功能。

（3）态势显示界面模块提供了类似于AeroTrac系统的态势显示界面，具有地图及航线显示、目标显示更新[1]、目标标牌调整及过滤、扇区设置、显示范围调整、标牌公英制单位转换、单监视源显示或综合航迹显示模式切换、用户个性化数据存储、加载等功能。

3.1 数据处理告警流程设计

本软件数据处理告警流程设计如图2所示。

（1）系统解析AeroTrac系统的单监视源航迹数据和综合航迹数据，判断数据中是否有DUP告警标志位，同时过滤模拟应答机，将含有DUP告警的航迹数据移交给数据修正线程进行数据补齐、修正。

（2）数据修正线程通过综合航迹数据补齐单监视源航迹数据中的24位地址码、航班号等信息，以便告警线程更好区别真实目标和分裂目标。

（3）数据告警线程对修正后的单监视源航迹进行对比、计算，确认是否存在连续3个雷达周期被单个监视源扫到的疑似分裂目标或是否因航速过大导致的分裂目标或是否因反射导致的分裂目标，确认其异常监视源、记录并在态势显示界面给与告警提示。

（4）统计管制区域内告警的异常监视源目标数占各监视源目标数的比例，对超过设定的告警阈值的监视源，提示其大面积目标分裂告警。

3.2 告警设计

3.2.1 判别疑似分裂目标告警设计

本系统定义了对比容器“Compare_List”用于存储修正后的各航迹的各个单监视源DUP告警数据，告警线程对每个单监视源航迹数据跟“Compare_List”中的数据进行对比，通过二次碼、航迹号、航班号、24位地址码来区别各航迹，若某DUP告警航迹连续3个雷达周期（对于ADS-B信号需进行数据过滤，设置为每4s一个周期）被单个监视源扫到，将其航迹判定为疑似分裂目标并确认其监视源于态势显示界面显示“FAKE”加监视源名称的告警提示。如图3所示。

3.2.2 判别反射目标告警设计

本系统根据反射目标的特征，对除模拟应答机外的二次码相同的不同航迹，计算其中是否有因反射导致的分裂目标。反射假目标与真实目标相比较一般存在以下特征[2]：（1）与真实目标高度、二次码相同;（2）出现时间晚于真实目标，且距雷达的距离大于真实目标;（3）与真实目标方位不同;

告警线程确认两个不同航迹目标在满足二次码、监视源相同且时间差在1个雷达周期内和高度差在所设容差范围等条件下，比对航迹初始化时间并采用大圆算法计算目标到监视源的距离[3]，同时计算两航迹目标间的方位夹角。若航迹的初始化时间较晚、距雷达的距离较大且两航迹目标间的方位夹角不为0，则判定该航迹为反射目标，确认其监视源于态势显示界面显示“RLT”加监视源名称的告警提示。如图4所示。

3.2.3 判别大面积目标分裂设计

告警线程统计管制区域内提示分裂告警的异常监视源目标数占其监视源扫到目标数的比例，对超过设定的阈值的监视源，提示大面积目标分裂告警，同时可在态势显示界面对分裂假目标自动进行屏蔽，如图5所示。

4  结语

本设计能在3个雷达周期内自动判别导致大面积目标分裂的异常监视源并提示告警，同时在态势显示界面自动对分裂假目标进行屏蔽，简化了技术保障人员异常处置的过程，提高了工作效率，减小了对管制运行的影响，满足现场运行、监控需要。

参考文献

[1] 吴小龙，吴杰.西沙雷达目标显示终端的软硬件设计[J].民航管理，2017（6）：81-87.

[2] 邬伟伟.二次雷达假目标的产生和抑制[J].科技传播，2014，6（11）：127-128.

[3] 孔祥元.大地测量学基础[M].武汉：武汉大学出版社，2010.