淺析ADS—B信號接入HITT場監(jiān)自動化系統(tǒng)

張自顯

摘 要：隨著烏魯木齊機場二跑道項目的實施，原建于跑道北邊的場監(jiān)雷達需擇址搬遷。在場監(jiān)雷達遷址期間，無法獲取場面位置信息。將ADS-B信號接入場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，可使場監(jiān)自動化繼續(xù)為管制員提供服務(wù)。經(jīng)過信號接入方案的確定，ADS-B數(shù)據(jù)分析，信號安全性和穩(wěn)定性測試，ADS-B信號順利接入場監(jiān)自動化系統(tǒng)中，提高了場面監(jiān)視能力，彌補了場監(jiān)雷達盲區(qū)，簡化了塔臺管制員工作流程，增強了場面監(jiān)視設(shè)備的安全冗余度。

關(guān)鍵詞：ADS-B信號；監(jiān)視自動化系統(tǒng)；研究

中圖分類號：TN0 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0045-02

引言

烏魯木齊HITT場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)于2014年5月建設(shè)完成并投入運行。該系統(tǒng)可以引接場面監(jiān)視一次雷達信號，ADS-B信號和多點定位信號。在建設(shè)之初，該系統(tǒng)僅配套建設(shè)了TERMA場面監(jiān)視雷達。

隨著機場二跑道項目的實施，原建于跑道北邊的場監(jiān)雷達需擇址搬遷。在場監(jiān)雷達頭拆除到新址安裝并調(diào)試完畢的這一段時間內(nèi)，場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)沒相應(yīng)的信號源，無法獲取航班位置信息。

ADS-B信號接入場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)，使場面監(jiān)視自動系統(tǒng)除TERMA雷達以外，具備了第二種信息源，提高了復雜天氣條件下的場面監(jiān)視能力，增強了場面監(jiān)視設(shè)備的安全冗余度。

1 HITT場監(jiān)

場監(jiān)自動化系統(tǒng)，又名高級場面引導和控制系統(tǒng)（A-SMGCS）。烏木魯齊場監(jiān)自動化系統(tǒng)是荷蘭HITT公司產(chǎn)品， 系統(tǒng)完全基于機場的布局，滿足在各種可能的能見度和場面運行密度的條件下，為場內(nèi)的飛機和車輛的移動提供安全有效的監(jiān)視服務(wù)。

監(jiān)視功能：負責目標跟蹤和識別。

路經(jīng)選擇功能：負責飛機和車輛在場內(nèi)運行路線的科學規(guī)劃和分配。

引導功能：用于控制（視頻）路經(jīng)引導輔助系統(tǒng)。

控制功能：負責監(jiān)控場內(nèi)路經(jīng)運行狀態(tài)和跑道/滑行道侵入告警。

用戶：塔臺，進近，T1/T3現(xiàn)場調(diào)度。

2 接入方案

HITT自動化系統(tǒng)在建設(shè)時有一套運行系統(tǒng)，同時配備了測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)與運行系統(tǒng)配置基本一致，用于平時參數(shù)修改的測試，地圖制作的驗證，特別是修改視頻地圖時，在不影響運行系統(tǒng)的前提下，將假目標等進行視頻過濾，是保障運行自動化系統(tǒng)安全的先鋒。

為了確保在用運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性，先將ADS-B信號接入場面監(jiān)視系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)的分析，接入可行性的研究，穩(wěn)定性測試等。待測試系統(tǒng)信號穩(wěn)定后，將ADS-B信號接入運行系統(tǒng)。

2.1 測試系統(tǒng)接入

2.1.1 接入方式選擇

測試系統(tǒng)的服務(wù)器有CMSP監(jiān)控服務(wù)器，CTP主處理器，RRP記錄服務(wù)器，沒有運行系統(tǒng)里的IP接口服務(wù)器，專用來接收數(shù)據(jù)，因此只能將信號接入中央處理器來處理信號。由于測試系統(tǒng)與主用系統(tǒng)隔絕開來，不會產(chǎn)生安全問題，故直接將信號接入CTP服務(wù)器，進行信號分析。

2.1.2 接入硬件圖

烏魯木齊本場的ADS-B站點是四川綿陽九洲公司產(chǎn)品，站點支持多個客戶端用戶同時使用數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸出多樣，采用點對點方式，可輸出單播和組播數(shù)據(jù)，在ADS-B站點監(jiān)控客戶中配置自己需要的IP地址，注意IP不要和之前配置過的其他客戶相同，以防造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

可以在站點配置里面選擇UDP方式還是DCP方式，輸出的數(shù)據(jù)為標準的CAT062格式數(shù)據(jù)。

在CTP服務(wù)器中為ADS-B數(shù)據(jù)配置一個網(wǎng)卡，用來接受ADS-B數(shù)據(jù)，同時驗證場監(jiān)自動化系統(tǒng)可處理的信號格式，經(jīng)驗證系統(tǒng)接受站點信號且為組播數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)可收到數(shù)據(jù)是成功的第一步，下面就是信號的處理及顯示了。需要配置ADS-B數(shù)據(jù)的處理軟件及參數(shù)管理軟件，測試信號的穩(wěn)定性。

2.2 運行系統(tǒng)接入

運行系統(tǒng)配置有專門的信號接入服務(wù)器IP01/IP02。將UDP/IP協(xié)議的ADS-B信號接入運行系統(tǒng)SW01交換機，由交換機負責將信號轉(zhuǎn)發(fā)給IP01服務(wù)器。

因運行系統(tǒng)和測試系統(tǒng)架構(gòu)不同，需要行網(wǎng)絡(luò)隔離。因此，當ADS-B信號進入場面監(jiān)視系統(tǒng)的時候需要給交換機設(shè)置路由，為IP服務(wù)器提供信號路由，進行嚴格的網(wǎng)絡(luò)隔離。

具體硬件鏈接圖如下：

路由配置有以下三種方式：（1）三層交換機，在三層交換機上配置IP服務(wù)器和ADS-B站點的路由。（2）路由器，配置一個路由器來完成中間的路由選擇。（3）數(shù)據(jù)收發(fā)轉(zhuǎn)換工具，該工具為私人開發(fā)的小工具，功能和路由器相近，負責收發(fā)數(shù)據(jù)，但是不檢查TTL參數(shù)項。

配置過程中發(fā)現(xiàn)問題，九洲ADS-B數(shù)據(jù)發(fā)送組播數(shù)據(jù)包時，默認的TTL參數(shù)為1，TTL：time to live簡單來講可以理解為存活時間，在過一個路由時該參數(shù)減1，減為0時路由器會自動拋棄此包，因此在路由器輸出時將ADS-B數(shù)據(jù)包丟棄，場監(jiān)自動化系統(tǒng)接收不到數(shù)據(jù)包。

此問題有兩種解決方法，一是使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工具，二是將九洲站點升級，將站點組播時的TTL參數(shù)修改為大于1的值。在系統(tǒng)接入時，由于升級需要時間，采用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工具。

運行系統(tǒng)ADS-B數(shù)據(jù)處理軟件與測試系統(tǒng)相似，為避免ADS-B數(shù)據(jù)對雷達數(shù)據(jù)融合造成影響，設(shè)置了ADS-B數(shù)據(jù)是否參與融合的參數(shù)，可對ADS-B數(shù)據(jù)進行控制。

3 接入達到的效果

在有場面監(jiān)視雷達信號時，ADS-B信號和場面監(jiān)視雷達信號同時存在，ADS-B目標為方框標示。

在沒有場面監(jiān)視雷達信號時ADS-B可以提供場面目標的位置，為管制員場面管制提供目標信息。

接入ADS-B信號后，場面監(jiān)視自動化系統(tǒng)將來自ADS-B的信號根據(jù)位置報告和場面目標相關(guān)并有ADS-B標牌顯示。有ADS-B信號的目標將可以自動掛牌，不再需要管制員手動掛標牌。

彌補場面監(jiān)視雷達盲區(qū)。（T1 T2 T3廊橋等場監(jiān)雷達覆蓋不好的地方）

參考文獻：

[1]王哲明.AeroTrac自動化系統(tǒng)ADS-B信號的接入和配置[J].科技創(chuàng)新導報，2010（19）.