THALES二次雷達目標漂移分析及解決方法

□ 民航重慶空管分局 張 杰/文

為了解決重慶方斗山THALES二次雷達引起Airnet自動化系統在部分區域預計線漂移的問題，雷達技術人員通過對異常目標統計分析找出了預計線漂移的方位、區域；分析引起目標漂移的原因，提出了雷達目標漂移問題的解決思路和方法；提出了相關的Blanking Area參數解決方案，通過測試驗證，該方案切實消除了方斗山雷達對自動化目標融合的影響。

隨著科技的進步與社會主義市場經濟的發展，人們的生活水平大幅度提高，出行方式大大改善，飛機越來越成為人們出行方式的首選。二次雷達作為管制員進行空中交通管理的重要技術手段，管制員通過二次雷達獲取飛機位置、高度、速度、上升率、下降率等參數，對飛機在空中飛行的情況進行監視和管理，防止飛機在空中相撞，保證空中交通無阻和有序飛行。確保二次雷達設備的正常運行是空中交通管理技術保障部門的主要日常任務之一。

本文從重慶空管方斗山THALES二次雷達在部分區域目標漂移引起自動化目標預計線漂移問題出發，分析出現漂移的原因，并提出相應的解決方案。

預計線漂移

空管自動化系統是一個以計算機技術為基礎的復雜的分布式處理系統，它接收和處理來自各個雷達頭和飛行計劃的數據，通過人機界面給空中交通管制員提供對整個管制區內飛行活動的監視、預測和告警信息，協助管制員對空中交通進行安全有序的管理。預計線作為指示飛機飛行方向的信息，是管制員掌握飛行動態的重要表征參數，如果出現異常有可能影響管制員對飛行動態的判斷，發出不合理的指令。

重慶空管分局方斗山THALES二次雷達于2018年2月投入使用，并接入重慶分局Airnet和LES兩套自動化系統。2018年3月，管制用戶反映在Airnet自動化中，在QJG附近大量航班出現航跡預計線漂移現象。

經Airnet自動化端分析研究確定，航班預計線漂移現象均由方斗山雷達引起，漂移開始的位置和結束的位置為QJG東北向30.7km/正北49°～25.6km/正北65°，在預計線漂移的同時，方斗山單雷達信號伴隨出現速度跳變現象。雷達技術人員在IBIS本地回放，發現部分區域目標信號確實有漂移情況，且發生漂移的區域較為集中，主要在綦江附近、W180航線某一區域和涪陵上空南部區域，說明目標信息異常確實由雷達引起。經過進一步統計，低高度航班出現漂移現象較為明顯，高高度航班漂移情況不明顯或不漂移，飛機飛行方向無論是東西方向還是南北方向，均往飛行方向的左右漂移，飛機軌跡呈S形。目前二次雷達測速采用前后兩次掃描位置距離差除以間隔時間的方式得到，位置測量偏差將直接導致速度計算錯誤，出現跳變情況。自動化系統采用多雷達融合方式，方斗山雷達的漂移目標信息影響自動化的融合處理，干擾航班預計線及速度的計算，導致預計線的漂移以及速度的跳變。

漂移原因分析

由于出現漂移均是沿航線左右漂移，出現漂移區域較小，不是覆蓋范圍內所有航班都有漂移情況，且雷達雙通道均有相同的異常情況，故可排除接收機故障或者OBA參數設置不正確等雷達設備信號接收和處理原因，初步懷疑外部因素導致目標漂移。

經過對雷達覆蓋范圍內大量航班航跡的觀察統計，發現出現漂移現象的航班都在雷達天線222°～232°方位區域內，故將排查重點放在此范圍內。

通過Google Earth理論分析以及實地勘察對雷達天線222°～232°方位的外部環境進行了詳細摸排，主要考慮以下兩個方面的因素。

（一）高山遮擋

地形地物對無線電信號的反射和遮擋，將會直接影響雷達的空域覆蓋能力。通過Google Earth軟件在方斗山雷達222°～232°方向進行排查，發現距離雷達天線9km左右有一座山峰高度高于雷達天線平面，可能對雷達信號產生遮擋。為了進一步確認高山對雷達信號的遮擋情況，使用相關軟件在雷達天線塔實地查看雷達站周圍山峰情況，發現此方位確實有高于天線平面的山峰，如圖1所示，印證高山遮擋的存在。

（二）風力發電機影響

根據相關規范，在空管二次監視雷達16km范圍內不應有影響雷達正常工作的大型旋轉反射體，如風力渦輪發電機等。由于風電場引起的多徑散射，使得航管二次監視雷達應答機發出的應答信號可能產生多徑串擾、多徑交錯和多徑覆蓋等問題，進而可能發生譯碼錯誤，導致航管二次監視雷達產生目標定位誤差。

方斗山雷達站附近與雷達建設同期安裝了大量風力發電機，圖2為雷達與風力發電廠相對位置，橙色為222°～232°扇區，紫色為風力發電機分布位置，距離雷達站4～10km，剛好位于目標漂移區域，極易在222°～232°范圍內導致目標定位誤差，進而引起速度跳變。

解決方法

經過分析，漂移現象主要由外部因素引起，并且外部條件已無法改變，故只能從消除或減輕異常區域的影響著手解決問題，減小漂移現象對自動化綜合航跡的影響。

（一）自動化端的優化

通過重慶空域雷達覆蓋圖并結合自動化觀察可以得出，出現漂移區域有多重雷達覆蓋，航班漂移情況在LES自動化上的顯示較AirNet有所緩解，在LES自動化上方斗山雷達源并未影響綜合航跡的漂移，可以看出LES自動化對某一異常航跡的處理機制較為合理，故可以對AirNet自動化綜合航跡處理進行優化或者降低方斗山雷達在異常區域的權重，降低方斗山雷達源綜合航跡信息的影響。

（二）雷達端參數修改

由于方斗山雷達屬于航路雷達，主要作用是重慶東邊空域的航路補盲，出現漂移區域為南邊區域航路，又由于異常原因為無法改變的外部因素，漂移區域均有重慶本場兩部雷達和重慶周邊雷達多重覆蓋，可以對此區域在雷達端進行過濾處理或對高山區域進行反射區抑制處理，對此區域在雷達端進行目標過濾處理不影響多重覆蓋要求。

漂移區域分別出現在W180航線上、綦江附近、涪陵附近三個區域，考慮分別對三個漂移區域采用雷達的Blanking Area功能進行目標過濾處理。

目標信號經過接收機形成應答，在錄取器形成點跡，DPC通過相應的準則對點跡相關形成目標航跡并輸出，Blanking Area原理是對設置區域內錄取器產生的點跡信息在DPC進行航跡處理時不做航跡處理，從而抑制設置區域內的目標信息輸出，避免異常目標信息影響自動化系統融合。

THALES二次雷達提供有16個目標過濾可設置區域，Blanking Area參數有以下幾個設置項，如表1所示。

表1 ：Blanking Area 參數設置項

通過以上參數的設置，形成一個需要過濾的立體空間。

目標過濾參數的修改需要確定要過濾高度和區域劃定，前期已在不同時段對三區域內的航班高度進行了統計，對具體漂移區域進行確定，W180航線上飛機高度在12680～33990英尺之間，綦江附近飛機高度在7450～34990英尺之間，涪陵附近飛機高度在8700～22500英尺之間。Area參數是所要過濾區域的四點坐標，經在方斗山THALES雷達IBIS上查看確定要過濾區域。W180航線過濾區域 四 點 直 角 坐 標 為（-67.82Nm，-52.90Nm）、（-65.57Nm，-52.96Nm）、(-64.23Nm，-79.42Nm)、（-67.23Nm，-79.42 Nm）。綦江附近過濾區域四點直角坐標為（-81.39Nm，-49.99Nm）、（-71.67Nm，-52.59Nm）、（-75.74Nm，-93.54Nm）、(-91.3Nm，-93.6Nm)。涪陵附近過濾區域四點直角坐標為（-45.45Nm，-33.32Nm）、（-29.40Nm，-28.75Nm）、（-29.04Nm，-29.91Nm）、(-44.9Nm，-34.88Nm)。

結束語：

通過Blanking Area參數設置了三個目標偏移區域的立體空間，屏蔽異常目標，成功解決了方斗山雷達引起的Airnet自動化系統目標漂移問題，為其他雷達現場類似異常情況的處理提供參考。