基于Indra雷達的航管二次雷達數據應用軟件開發方法研究

馮超

【摘要】 為了精確分析航管二次雷達在出現假目標、信號質量低等問題時的具體原因，本文對二次雷達數據在ATC網絡中的傳輸方式進行研究。

【關鍵詞】 二次雷達 數據解析 ASTERIX Socket

隨著我國民航事業發展，空中交通管制方式已經由傳統的程序管制過渡到雷達管制，航管二次雷達也取代一次雷達在雷達管制中扮演越來越重要的角色。

但是在雷達信號出現質量問題時，維護人員往往通過回放錄像等直觀方式查找原因，沒有具體數據作為分析依據。因此，在雷達信號呈現給管制員使用之前對雷達信號進行監控和分析顯得尤為重要。

一、二次雷達數據格式解析

ASTERIX（All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange）是國際民航組織為了監視數據在ATC（Air Traffic Control）系統中各處理器之間進行傳輸而制定的標準，它屬于OSI網絡結構中的應用層協議。

通過ASTERIX對雷達數據進行解析，可以得到航班號，飛行器飛行速度，飛行器位置，UTC時間等等所有航班相關信息。

1、CAT字段標識數據的類型，航管二次雷達數據主要分為四種類型，即CAT01、CAT02、CAT48、CAT34，每一種類型都對應一種解析規則。

2、LEN字段標識整個Data Block的字節長度。

3、FSPEC（Field Specification）字段最為重要，是Record數據項的目錄索引，它的每一位與Record中的Data Item數據項相對應，表示對應數據項的有或無，如為“1”則對應的數據項存在，如為“0”則對應的數據項不存在。在四種數據類型解析標準中均有解析FSPEC與Data Item對應關系的UAP（User Application Profile）表格。

根據UAP表格對應查找相應的數據項，再根據每一個數據項Data Item的具體解析方法就可以得到航班相關的具體信息。

二、二次雷達數據解析軟件結構

本文根據ASTERIX標準，結合二次雷達數據傳輸特點所設計的二次雷達數據解析軟件結構框圖如圖1所示。

為了得到網絡數據中的二次雷達數據，還需要對其網絡傳輸協議進行解析。

通常有兩種方式來捕獲雷達設備終端傳輸的數據，一種是在雷達設備終端通過串口傳輸獲得，通過這種方式獲得的是OSI網絡結構中的數據鏈路層數據，其對應的網絡協議為HDLC；

另一種獲取雷達數據的方式是通過以太網傳輸的數據，通過這種方式獲得的是OSI網絡結構中的傳輸層數據，其對應的網絡協議為UDP。

之后再根據不同傳輸方式和傳輸協議進行解析，最終得到二次雷達數據。

最后根據ASTERIX協議再對二次雷達數據進行解析，獲得航班相關的所有信息，并根據所設計的應用軟件功能提取相關信息進行圖形或者文字顯示。

三、Indra二次雷達數據解析軟件

本文應用C#語言和Socket，結合Indra二次雷達，軟件界面分為三個部分，包括二次雷達數據網絡屬性信息、雷達十六進制原始數據和二進制原始數據流以及經過解析后的各數據包包含的相關航班信息。

通過此款軟件，再配合航行錄像文件，就可以對航班飛行過程雷達在某一時刻發生假目標，目標丟失等常見故障進行數據層面的分析。

四、總結

本文通過對航管二次雷達數據傳輸流程進行分析，提出了開發二次雷達數據解析及應用等功能軟件的方法，并實現了基于Indra二次雷達數據解析軟件。

對二次雷達應用軟件開發和雷達維護具有重要實用意義和參考價值。

并且，本文編寫軟件只涉及到對雷達數據文字顯示方面的功能模塊，后續工作將在此基礎上進行圖形圖像顯示功能方面的擴展和研究。

參 考 文 獻

[1]Eurocontrol Standard Document For Surveillance Data Exchange，Patr 4：Category 048，Transmission of Monoradar Target Reports[Z].

[2]徐炎祥，張尉.二次雷達原理[M].國防工業出版社，2009