黑龍江地區(qū)實(shí)現(xiàn)SELEX 雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式功能

畢麗波

（黑龍江空管分局，黑龍 江哈爾濱 150079）

目前，黑龍江空管分局有四部SELEX 二次雷達(dá)，分別為2011 年投產(chǎn)的哈爾濱雙城、佳木斯友誼兩部雷達(dá)，2018 年投產(chǎn)的哈爾濱本場(chǎng)一、二次合裝雷達(dá)及2017 年投產(chǎn)的黑龍江北安二次雷達(dá)，其中哈爾濱本場(chǎng)SELEX 二次雷達(dá)具備增強(qiáng)型S 模式功能，并且已經(jīng)將其雷達(dá)信號(hào)引接至沈陽(yáng)區(qū)管中心主、備用自動(dòng)化系統(tǒng)中融合使用，詳見(jiàn)圖1:備用自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。雙城、友誼、北安三部外部雷達(dá)距離哈爾濱機(jī)場(chǎng)較遠(yuǎn)，距離分別約為50 公里、380 公里、450 公里，通過(guò)FA36 設(shè)備、TDM設(shè)備進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)地面?zhèn)鬏敚瑢?shí)現(xiàn)不同運(yùn)營(yíng)商的路由保障，再通過(guò)雷達(dá)信號(hào)分配器送入空管自動(dòng)化系統(tǒng)，為管制等用戶(hù)提供雷達(dá)信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)SELEX 雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式功能，主要是進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)S 模式能力的一個(gè)升級(jí)工作。

圖1 備用自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1 制定實(shí)施計(jì)劃

成立專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)人員小組，召開(kāi)專(zhuān)項(xiàng)S 模式功能升級(jí)研討會(huì)議，制定詳細(xì)的工作計(jì)劃及施工方案，明確小組人員分工，細(xì)化各階段的工作任務(wù)，逐項(xiàng)分解和落實(shí)工作責(zé)任，穩(wěn)步推進(jìn)S 模式功能的升級(jí)工作。S 模式升級(jí)前，需加強(qiáng)與機(jī)場(chǎng)集團(tuán)、空軍、沈陽(yáng)區(qū)管、吉林空管分局等相關(guān)用戶(hù)的協(xié)調(diào)力度，對(duì)升級(jí)過(guò)程中及升級(jí)后可能出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行充分溝通，針對(duì)可能發(fā)生的異常情況制定回退措施，并將升級(jí)方案、升級(jí)時(shí)間等信息對(duì)相關(guān)用戶(hù)進(jìn)行重點(diǎn)提示和說(shuō)明，務(wù)必保證在升級(jí)過(guò)程中以及升級(jí)后不影響相關(guān)單位的正常運(yùn)行。同時(shí)，確保升級(jí)之后雷達(dá)S 模式航跡數(shù)據(jù)能夠在所有用戶(hù)的自動(dòng)化系統(tǒng)中正常使用。

2 開(kāi)展安全評(píng)估

為降低S 模式升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)，黑龍江空管分局以“人員、設(shè)備、環(huán)境、管理”為重點(diǎn)，開(kāi)展了雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式功能升級(jí)的安全評(píng)估工作。建議在該項(xiàng)工作實(shí)施前的2 個(gè)月開(kāi)展安全評(píng)估工作，預(yù)留足夠的時(shí)間開(kāi)展安全評(píng)估小組會(huì)議以及安全評(píng)估工作報(bào)告的修改等工作。組織召開(kāi)安全評(píng)估小組會(huì)議，會(huì)議由業(yè)務(wù)管理部門(mén)、安全管理部門(mén)、涉及運(yùn)行部門(mén)的相關(guān)人員參加，研究業(yè)務(wù)變更期間和變更后影響安全運(yùn)行的各個(gè)因素，通過(guò)頭腦風(fēng)暴法、安全檢查識(shí)別法、信息比對(duì)法、工作任務(wù)分析法等識(shí)別出危險(xiǎn)源5 項(xiàng)，并逐項(xiàng)進(jìn)行客觀(guān)、科學(xué)和系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)，同時(shí)針對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)源，結(jié)合定性和定量分析法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，進(jìn)行了綜合分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，制定了詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)緩控措施，為推進(jìn)SELEX 二次雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式功能升級(jí)工作的安全性進(jìn)行了驗(yàn)證。評(píng)估小組認(rèn)為SELEX 二次雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式功能升級(jí)工作帶來(lái)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)均在可容忍范圍內(nèi)，通過(guò)落實(shí)各項(xiàng)緩控措施，使風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受風(fēng)險(xiǎn)，評(píng)估小組人員商討決定可以按照實(shí)施計(jì)劃開(kāi)展相關(guān)工作，應(yīng)當(dāng)在預(yù)期變更正式實(shí)施前15 個(gè)工作日，將評(píng)估報(bào)告通過(guò)ASIS 上報(bào)至民航局空管局，并按照要求報(bào)局方備案；正式實(shí)施后，將持續(xù)監(jiān)控存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)以及衍生風(fēng)險(xiǎn)，半年內(nèi)開(kāi)展跟蹤評(píng)估。

3 具體實(shí)施步驟

3.1 雷達(dá)數(shù)據(jù)格式

黑龍江地區(qū)SELEX 二次雷達(dá)能夠輸出S 模式雷達(dá)數(shù)據(jù)格式，即升級(jí)過(guò)后雷達(dá)航跡數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一采用ASTERIX CAT 34/48。

3.2 詢(xún)問(wèn)模式

二次雷達(dá)有六種詢(xún)問(wèn)模式：1、2、3/A、B、C、D 模式，分別用不同的脈沖對(duì)間隔區(qū)別。航管二次雷達(dá)實(shí)際使用的是3/A（A 模式）和C 模式；3/A（A 模式）用于民用及軍用識(shí)別，詢(xún)問(wèn)和回答飛機(jī)代號(hào)；C 模式用于高度詢(xún)問(wèn)，詢(xún)問(wèn)和回答飛行高度；A 模式和C 模式的差別在于P1 和P3 的脈沖間隔，A 模式間隔為8 毫秒，C 模式間隔21 毫秒。一般采用A 和C 模式交替詢(xún)問(wèn)方法，因而應(yīng)答信號(hào)中交替地帶有飛機(jī)代號(hào)的編碼和高度的編碼，能在熒光屏上目標(biāo)光點(diǎn)旁顯示出飛機(jī)的代號(hào)和高度。地面詢(xún)問(wèn)雷達(dá)由全方向旋轉(zhuǎn)天線(xiàn)發(fā)射方向性?huà)呙璨ㄊ漭d波頻率為1030MHz。機(jī)載雷達(dá)應(yīng)答機(jī)靠刀狀天線(xiàn)全方向接收和發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，其載波頻率為1090MHz。這一系統(tǒng)在1957 年被國(guó)際民航組織采納為標(biāo)準(zhǔn)的空中交通監(jiān)視系統(tǒng)。概括的說(shuō)，就是將SELEX 二次雷達(dá)使用的A/C 模式詢(xún)問(wèn)，改為S 模式（增強(qiáng)型）詢(xún)問(wèn)。

3.3 升級(jí)方法

S 模式升級(jí)主要工作通過(guò)技術(shù)手段升級(jí)信號(hào)處理單元RPCM模塊的通道管理軟件和航跡處理軟件，并依據(jù)臺(tái)站情況進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)試。升級(jí)后雷達(dá)具備增強(qiáng)型S 模式能力，能夠合理維護(hù)EHS 詢(xún)問(wèn)策略，提升詢(xún)問(wèn)和應(yīng)答處理能力，實(shí)時(shí)錄取飛行動(dòng)態(tài)信息。同時(shí)，升級(jí)改善了雷達(dá)航跡處理能力，適配增強(qiáng)型S 模式雷達(dá)航跡的跟蹤處理。

3.4 傳輸升級(jí)

3.4.1 升級(jí)傳輸帶寬民航通信網(wǎng)A/B、FA36、上報(bào)服務(wù)器；

3.4.2 時(shí)鐘調(diào)整64k；

3.4.3 傳輸鏈路測(cè)試（hct7000）。

3.5 PowerPC 升級(jí)

3.5.1 準(zhǔn)備2 個(gè)POWER PC 備件及4 張CF 卡；

3.5.2 記錄SELEX 雷達(dá)原運(yùn)行參數(shù)；

3.5.3 使用新CF 卡進(jìn)行升級(jí)，升級(jí)后CF 卡和POWER PC 板塊運(yùn)行，SELEX 雷達(dá)原CF 卡保留不動(dòng)，做恢復(fù)時(shí)備用保障；

3.5.4 參數(shù)確認(rèn)，優(yōu)化調(diào)整；

3.5.5 升級(jí)效果確認(rèn)（24 小時(shí)）；

3.5.6 自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)確認(rèn)（24 小時(shí)）自動(dòng)化端記錄數(shù)據(jù)用于RASS 分析；

3.5.7 接入主用自動(dòng)化運(yùn)行平臺(tái)試用；

3.5.8 接入備用自動(dòng)化運(yùn)行平臺(tái)試用；

3.5.9 更新臺(tái)站檔案，修改應(yīng)急處置程序。

3.6 參數(shù)配置

依據(jù)SELEX 雷達(dá)現(xiàn)有軟件、硬件能力，為實(shí)現(xiàn)最佳的S模式錄取性能，雷達(dá)采取multisite 協(xié)議。在雷達(dá)升級(jí)之后，配置的S 模式參數(shù)見(jiàn)表1，S 模式參數(shù)存儲(chǔ)到Par0 文件，開(kāi)機(jī)自動(dòng)加載；雷達(dá)的AC 模式參數(shù)見(jiàn)表2，參數(shù)存儲(chǔ)在Par1 文件中，在需要雷達(dá)以AC 模式工作的情況下，可以加載相應(yīng)的參數(shù)文件。

表1 XX 雷達(dá)站SELEX 二次雷達(dá)XX 模式參數(shù)

表2 XX 雷達(dá)站SELEX 二次雷達(dá)XX 模式參數(shù)

3.7 其他相關(guān)工作

技術(shù)升級(jí)期間進(jìn)行的其他配套工作還包括：一是備份升級(jí)前雷達(dá)工作參數(shù)備份升級(jí)后雷達(dá)工作參數(shù)；二是在友誼雷達(dá)站設(shè)備應(yīng)急工作程序中增加了“SELEX 雷達(dá)S 模式功能回退工作程序”；三是臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了S 模式技術(shù)培訓(xùn)和應(yīng)急工作程序培訓(xùn)。

3.8 評(píng)估驗(yàn)證

在雷達(dá)站現(xiàn)場(chǎng)S 模式升級(jí)工作完成后，技術(shù)人員從“航跡傳輸”、“自動(dòng)化系統(tǒng)態(tài)勢(shì)及飛行信息顯示”、“雷達(dá)控制和BIT 性能”、“雷達(dá)探測(cè)綜合性能分析”這四個(gè)方面對(duì)升級(jí)情況做了技術(shù)評(píng)估，詳見(jiàn)圖2：SDD 顯示的雷達(dá)航跡圖。

圖2 SDD 顯示的雷達(dá)航跡圖

3.8.1 儀表驗(yàn)證

通過(guò)HCT 6000 儀表在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)串口輸出進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)格式為ASTERIX CAT 34/48,CRC 校驗(yàn)正常。通過(guò)與空軍、沈陽(yáng)、長(zhǎng)春機(jī)場(chǎng)自動(dòng)化用戶(hù)溝通，升級(jí)后的SELEX 雷達(dá)探測(cè)的民航飛機(jī)連續(xù)可靠，BDS 信息顯示正常，并且連續(xù)。在現(xiàn)場(chǎng)模擬雷達(dá)故障，驗(yàn)證了升級(jí)后BIT 功能正常。

3.8.2 運(yùn)行測(cè)試

在通過(guò)航空器對(duì)雷達(dá)綜合探測(cè)性能進(jìn)行分析的過(guò)程中，遇到了一些影響指標(biāo)的因素，具體包括：一是XX 機(jī)場(chǎng)跑道相對(duì)于雷達(dá)站為負(fù)角度，并且中間有建筑物遮擋，導(dǎo)致起飛、降落的飛機(jī)航跡有丟點(diǎn)；二是XX 機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)在降落后和起飛前有不關(guān)閉應(yīng)答機(jī)的情況，由于電磁環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致雷達(dá)錄取到了滑行中不連續(xù)、不準(zhǔn)確的航跡；三是在雷達(dá)覆蓋區(qū)域內(nèi)經(jīng)常有軍航訓(xùn)練飛機(jī)，民航雷達(dá)航跡跟蹤能力不足跟蹤飛機(jī)的強(qiáng)機(jī)動(dòng)飛行，導(dǎo)致丟點(diǎn)。以上因素導(dǎo)致航跡不連續(xù)，探測(cè)指標(biāo)下降。并且該地區(qū)民航航班少，統(tǒng)計(jì)結(jié)果容易受到影響。通過(guò)一定的手段去除這些影響之后雷達(dá)的運(yùn)行指標(biāo)如下：探測(cè)概率和代碼有效性分別為100%；測(cè)距精度為6.68米；測(cè)角精度為0.0136 度；處理延遲為0.285 秒；BDS40 更新率為98.5%。從測(cè)試的指標(biāo)可以得出結(jié)論，升級(jí)后雷達(dá)各項(xiàng)探測(cè)性能指標(biāo)滿(mǎn)足行業(yè)運(yùn)行規(guī)范。

4 升級(jí)期間的保障措施

雙城SELEX 二次雷達(dá)為哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng)本場(chǎng)及附近空域提供雷達(dá)監(jiān)視覆蓋，與哈爾濱本場(chǎng)二次雷達(dá)為雙重覆蓋。

功能升級(jí)期間，雙城SELEX 二次雷達(dá)暫不提供給管制部門(mén)使用，由哈爾濱本場(chǎng)二次雷達(dá)作為主用雷達(dá)監(jiān)視手段為管制部門(mén)提供雷達(dá)監(jiān)視信號(hào)，友誼SELEX 雷達(dá)、北安SELEX雷達(dá)、長(zhǎng)春空管四號(hào)、東北地區(qū)ADS-B 信號(hào)為沈陽(yáng)區(qū)管提供監(jiān)視信號(hào)。

友誼SELEX 二次雷達(dá)為G212 航路空域提供雷達(dá)監(jiān)視覆蓋，功能升級(jí)期間，該雷達(dá)暫不提供給管制部門(mén)使用，哈爾濱本場(chǎng)SELEX 雷達(dá)、雙城SELEX 雷達(dá)、北安SELEX 雷達(dá)、東北地區(qū)ADS-B 信號(hào)為管制部門(mén)提供監(jiān)視信號(hào)。

北安SELEX 二次雷達(dá)為G588 航路空域提供雷達(dá)監(jiān)視覆蓋，功能升級(jí)期間，該雷達(dá)暫不提供給管制部門(mén)使用，哈爾濱本場(chǎng)SELEX 雷達(dá)、雙城SELEX 雷達(dá)、友誼SELEX 雷達(dá)、東北地區(qū)ADS-B 信號(hào)為管制部門(mén)提供監(jiān)視信號(hào)。

雙城、友誼、北安雷達(dá)站供電、通信等其他環(huán)境因素在功能升級(jí)期間未發(fā)生變化，對(duì)功能升級(jí)工作不會(huì)產(chǎn)生影響。

5 結(jié)論

雙城、友誼、北安SELEX 二次雷達(dá)增強(qiáng)型S 模式能力升級(jí)工作的成功完成，不僅實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)從ELS 到EHS 的能力提升，期間還解決了友誼雷達(dá)設(shè)備Power PC 板組件的異常問(wèn)題，確保了友誼雷達(dá)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，增強(qiáng)型S 模式詢(xún)問(wèn)后將減少同步干擾，增加數(shù)據(jù)鏈通信信息和提高ADS-B 信號(hào)二次代碼的解析率。

作為龍江地區(qū)極地航路上的S 模式二次雷達(dá)，升級(jí)后的雷達(dá)可以向自動(dòng)化系統(tǒng)提供最終選擇高度（FSSA）、空速、地速及航向等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)飛行信息，降低人為因素風(fēng)險(xiǎn)，提高管制安全裕度，為龍江機(jī)場(chǎng)、東北區(qū)管等多家管制單位提供更加優(yōu)質(zhì)的空域監(jiān)視服務(wù)。