一種空管雷達信號質(zhì)量實時分析的實現(xiàn)方法

湯俊

【摘? 要】論文為空管自動化系統(tǒng)提供一種雷達信號質(zhì)量分析方法，用于主流雷達格式目標分析，實時監(jiān)測雷達數(shù)據(jù)，提前發(fā)現(xiàn)問題，使對于歷史數(shù)據(jù)的分析形成實際的雷達威力圖，可以作為新雷達選址的依據(jù)。

【Abstract】This paper provides an analysis method of radar signal quality for air traffic control automation system， which can be used for the analysis of mainstream radar format targets， real-time monitoring of radar data， and finding problems in advance. This method makes the analysis of historical data form the actual radar antenna power chart， which can be used as the basis for the site selection of the new radar.

【關(guān)鍵詞】空管自動化系統(tǒng);雷達信號;方法

【Keywords】air traffic control automation system; radar signal; method

【中圖分類號】TN958? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）03-0128-02

1 引言

空管自動化系統(tǒng)運行至今，由單雷達信號質(zhì)量不佳引起的自動化合成雷達信號產(chǎn)生假目標、目標高度跳變等現(xiàn)象始終存在。雷達假目標直接影響到管制正常的指揮運行，嚴重時可能會導致流控等嚴重后果。現(xiàn)在，排查雷達假目標一般使用單個雷達航跡回放和后臺數(shù)據(jù)索引相結(jié)合的辦法，不但需耗費大量時間和精力，而且得出的數(shù)據(jù)是經(jīng)自動化系統(tǒng)處理過的信息，并不是雷達源的信息，無法精確地排查假目標的形成原因。如果有一套雷達信號實時分析系統(tǒng)，可以直接從系統(tǒng)前端讀取雷達源的信息，通過數(shù)據(jù)分析，結(jié)合記錄的歷史數(shù)據(jù)，綜合考慮信號的規(guī)律性、連續(xù)性，將雷達信號質(zhì)量以列表形式直觀地呈列出來，將異常的數(shù)據(jù)以告警的方式呈現(xiàn)出來，并且可當場回放驗證，使得排查雷達假目標更快、更精確，同時，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可以統(tǒng)計某部雷達在特定的時間特定區(qū)域的信號質(zhì)量，對雷達的參數(shù)調(diào)校、維護、自動化系統(tǒng)內(nèi)單雷達配置等，起到指導性作用[1]。

2 基本理念

2.1 高度重視系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性設(shè)計

①采用經(jīng)過充分驗證的軟件模塊和構(gòu)件，提高成熟軟件模塊的復用度，確保系統(tǒng)軟件的穩(wěn)定性;②優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)，主要設(shè)備冗余設(shè)計，關(guān)鍵信息冗余設(shè)計;③具有自檢機制，重視信息傳輸?shù)目煽啃栽O(shè)計和系統(tǒng)單元之間的故障隔離、故障切換設(shè)計。

2.2 尊重實際需求，注重系統(tǒng)的實用性設(shè)計

①滿足對系統(tǒng)規(guī)模、功能、性能及可擴充性的要求;②按照人機工程設(shè)計原則進行人機界面設(shè)計，數(shù)據(jù)準確、操作簡便，以提高系統(tǒng)的自動化程度，提高工作效率;③可通過脫機文件設(shè)置，靈活配置雷達參數(shù)數(shù)據(jù)。

2.3 保證系統(tǒng)的可擴充性

①采用開放式、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在不改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，可擴充工作席位，當系統(tǒng)接入信息量擴大后，在不改變軟件情況下，進行軟件的部署，可實現(xiàn)服務(wù)器的擴展;②應用軟件與硬件平臺無關(guān);③軟件模塊化、規(guī)范化設(shè)計，使設(shè)計出來的系統(tǒng)具有良好的開放性、可移植性，便于維護、改造、擴充、更新、升級。

3 系統(tǒng)組成框圖

系統(tǒng)設(shè)置獨立的雷達質(zhì)量監(jiān)視設(shè)備，當監(jiān)視數(shù)據(jù)前置處理機接收雷達信號后，通過獨立的專發(fā)功能把該信息發(fā)送到雷達質(zhì)量監(jiān)視設(shè)備上，經(jīng)過該設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和可視化圖表的呈現(xiàn)，為系統(tǒng)提供方便可視化的質(zhì)量分析和監(jiān)控功能[2]。具體架構(gòu)如圖1所示。

3.1 硬件配置

3.2 軟件平臺

實現(xiàn)雷達信號質(zhì)量實時分析的軟件平臺有多種選擇。根據(jù)實際需求，可以選擇基于Windows的.net開發(fā)或其他開發(fā)平臺。根據(jù)平臺兼容性，本方法選擇使用Unix/C/C++為軟件開發(fā)平臺[3]。①操作系統(tǒng)：系統(tǒng)采用Unix操作系統(tǒng)平臺，這是經(jīng)歷長期驗證的成熟、可靠、穩(wěn)定的開放軟件平臺，國內(nèi)外許多著名的重大實時系統(tǒng)都是在這一平臺上開發(fā)的。并且Unix的核心代碼是開放的，這對擴展設(shè)計以及調(diào)試有一定的幫助。本系統(tǒng)選擇Unix操作系統(tǒng)。②圖形開發(fā)工具：界面設(shè)計基于X-Window協(xié)議和諾基亞公司的Qt標準風格，在一定程度上便于移植、修改和擴充。Qt是面向?qū)ο蟮膱D形開發(fā)工具，具有跨平臺等特性，并且Qt源碼已于近期開源，對于滿足特殊的需求具有一定的幫助。③編程語言：C/C++語言編程。保證源程序的可移植、可維護和可擴充性。④網(wǎng)絡(luò)傳輸及訪問：本系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系建立分布式處理和客戶/服務(wù)器計算機環(huán)境。數(shù)據(jù)的傳輸采用TCP/IP協(xié)議。

4 實現(xiàn)功能

用于分析主流雷達格式目標，對雷達數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，有效排查問題，基于對歷史數(shù)據(jù)的分析，形成實際的雷達威力圖，為新雷達的選址提供依據(jù)[4]。其具有以下主要功能：①多雷達數(shù)據(jù)格式解析功能;②雷達目標分析、顯示、告警功能;③單幀數(shù)據(jù)解析功能;④雷達目標態(tài)勢顯示功能;⑤雷達威力圖統(tǒng)計顯示功能;⑥雷達原始數(shù)據(jù)記錄功能;⑦原始雷達記錄數(shù)據(jù)回放功能;⑧雷達數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能;⑨雷達丟扇、丟正北、格式錯等告警功能;⑩雷達鏈路監(jiān)控功能。