對雷達數據在空管自動化系統中的處理方法探討

周亞洲

摘要：雷達數據在空管自動化系統中起到了至關重要的作用。憑借準確度雷達數據，空管指揮中心可以實時地完成各類航空設備的指揮調度工作。雷達數據是空中交通管理的重要參考指標，為了提升空中交通的安全性和空管工作的合理性，有必要對雷達數據的處理技術進行深入研究。基于此，本文對雷達數據在空管自動化系統中的處理方法進行探討。

關鍵詞：雷達數據;空管自動化系統;交互式模型算法

引言：隨著科學技術的不斷發展，我國航空事業也呈現高速發展的狀態，但隨之而來的空中交通問題也愈發嚴峻。為解決越來越擁堵的空中交通，需要對空管自動化系統中的雷達數據處理技術進行進一步的探究和提升。本文首先闡述探究空管自動化系統中雷達數據處理方法的目的及意義，并從雷達數據前端處理部分和單雷達數據處理入手，分析多雷達數據處理模塊中馬賽克多雷達數據處理、加權融合數據處理以及可變周期的雷達數據處理方法。

1探究空管自動化系統中雷達數據處理方法的目的和意義

空管自動化系統是空中交通管制的重要依憑，空管指揮中心可以憑借自動化系統中處理的雷達數據，對各類航空設備進行實時定位，并幫助航空設備規劃飛行路線以及解決一些實時發生的問題。除此之外，飛行計劃數據、ADS數據、氣象信息數據也可以由空管自動化系統處理，進一步為空中交通管制提供保障。

空管系統在經歷了多年發展之后，從最初的應急響應系統逐漸發展成為空管信息備份系統，到如今的空管主用系統，已經成為了空管工作最為依賴的系統設備之一。因此，對雷達數據在空管自動化系統中的處理方法進行探討，有利于明確各類雷達數據的處理過程和處理方法，從細節和整體全方位多層次地提高空中交通管制水平，對于實現空管安全生產具有重要意義。

2雷達數據前端處理

雷達數據的前端處理是指在雷達數據處理之前，對空管自動化系統進行數據預設，主要是輸入各類雷達的數據型號、數據轉換公式以及各類雷達數據信息的處理算法，使得后續數據處理過程中，空管自動化系統可以識別出不同的雷達數據，并準確運算出空中管制工作所需要的各類數據信息。雷達數據前段處理采用OSI模型的數據鏈路層協議，利用同步HDLC協議完成雷達數據格式的傳輸。輸入空管自動化系統中的雷達數據會在統一格式之后，解析出雷達數據中包含的二次代碼、位置和高度等航空設備的信息。并且，由于航空設備在雷達設備中是以極坐標的方式來標明位置，所以在空管自動化系統中還要對極坐標進行變換，用更加形象的方式顯示在空管自動化系統的界面中。

3單雷達數據處理模塊

空管自動化系統中包含單雷達數據處理模塊和多雷達數據處理模塊。其中，單雷達數據處理模塊主要是完成點跡雷達數據信息的處理。雷達探測到的航空設備的點跡信息會發送到空管自動化系統中，系統會自動識別點跡數據信息，并與預設信息數據庫中的信息進行相關，并利用交互式多模型算法對點跡數據信息進行濾波處理，然后通過不同模型間的互協方差陣便可以更新各個模型的概率。經過交互式多模型處理過的雷達數據會解析出二次代碼、位置、高度、速度、航向等信息，這些信息與相鄰周期的目標相關聯，便可以生成航空設備的飛行軌跡。但需要注意的是，利用單雷達數據處理模塊分析航空設備的飛行軌跡，需要提取連續三個周期的雷達數據，如果在實際工作中提取雷達信號時中間有中斷，則需要重新提取三個連續周期并重新計算。

4多雷達數據處理模塊

目前，空管自動化系統中的多雷達數據處理模塊主要應用馬賽克多雷達數據處理技術、加權融合數據處理技術以及可變周期更新多雷達數據處理技術。

4.1? 馬賽克多雷達數據處理

馬賽克多雷達數據處理技術就是常說的選擇處理技術。利用馬賽克多雷達數據處理技術處理雷達數據時，需要先將空管自動化系統負責監控的空域分成若干個馬賽克單元，每個馬賽克單元都需要有獨立的雷達設備進行覆蓋，并且，馬賽克單元內目標探測的效果也要提前確立優先級。探測工作要根據雷達設備的優先級進行，首先利用優先級最高的雷達設備探測目標的航跡，如果最高優先級的雷達設備失去目標，再利用次先級的雷達設備進行探測，以此類推。雖然馬賽克多雷達數據處理技術較為簡單，但是這種技術不能充分利用雷達探測到的全部信息，存在一定的局限性，而且需要的雷達設備較多，存在一定的資源浪費。

4.2? 加權融合數據處理

加權融合數據處理技術又稱為加權平均法，我們常說的重心法或者最小二乘估計法也是指加權融合數據處理方法。利用該技術處理雷達數據，首先需要對各個雷達設定融合權值，這樣一來，當多個雷達發送航跡信息到空管自動化系統中時，系統便可根據各雷達的權值進行融合計算，以此來獲得系統行跡。隨著雷達數據處理技術的不斷革新，如今加權融合數據處理已經不局限于利用系統預設的固定融合權值進行計算，還可以根據動態權值進行實時雷達數據的分析處理。動態加權融合數據處理是將本地航跡的權重系數與系統航跡融合更新處理，其中動態權值可以直接反映本地航跡的數據質量，動態權值和數據質量呈正比例相關。動態權值取0 的數據則表示該數據不參與融合數據計算。

4.3? 可變周期更新多雷達數據處理

可變周期更新多雷達數據處理技術比較適合具有ADS數據融合技術的空管自動化系統中。利用ADS數據融合技術可以實現雷達數據信息的處理速度，提高空管自動化系統的報告更新頻率，可以有效增強空管工作的時效性。并且，可變周期更新多雷達數據處理在定位精度方面更具優勢，該技術在保證目標航跡數據連續性的同時，雷達數據信息的利用率也得到了提升，使目標精度和航跡平滑之間達到了最佳水平。

總結：綜上所述，空管自動化系統是整個空中交通管制工作的核心，加強空管自動化系統的雷達數據處理技術，可以有效提高空管水平，為提高航空生產安全作出有力保障。本文首先從空管自動化系統中雷達數據處理的目的和意義入手，分析了雷達數據前端處理、單雷達數據處理模塊和多雷達數據處理模塊的技術應用，希望可以為相關工作人員提供參考。

參考文獻：

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[2]?? 朱博.空管自動化系統的多雷達數據處理與融合[J].電子技術與軟件工程，2018（09）：95.