楊 金（民航中南空管局，廣東 梅州 510000）

多點定位技術在白云國際機場場面監(jiān)視系統(tǒng)中的研究與應用

楊 金
（民航中南空管局，廣東 梅州 510000）

場面監(jiān)視雷達是一種一次雷達，利用目標對電磁波的反射或自身的輻射發(fā)現(xiàn)目標，主要用于監(jiān)視機場場面上飛機及車輛。場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)在白云機場已投入使用近十年時間，目前已經(jīng)成為航空管制中不可或缺的重要設備。本文針對場監(jiān)系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)的問題和存在的隱患進行研究，并對以上存在的問題提出解決方案，提出可在廣州塔臺場面監(jiān)視系統(tǒng)中接入多點定位技術，制定更加全面、精確、快捷的場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)，彌補當前白云機場場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)運行中的不足。

場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)；假目標；多點定位

近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，民航事業(yè)蓬勃進步，截止至2013年，白云機場有超過5000萬人次的旅客量，躋身世界“五千萬級”的民用機場之中，已成為全國第二大機場，僅次于北京首都國際機場。伴隨著航班量的飛速增長，給空管系統(tǒng)管制員的指揮和設施設備的維護提出了更高的標準和要求，同時也帶來了更大的挑戰(zhàn)和壓力。在白云塔臺，管制員使用場面監(jiān)視系統(tǒng)，對白云機場范圍內(nèi)的航空器和一些車輛可進行監(jiān)控，是在機場范圍內(nèi)對飛行器進行指揮的關鍵系統(tǒng)之一。

一、場面監(jiān)視系統(tǒng)使用現(xiàn)狀

白云機場現(xiàn)在使用的是NOVA9000的場面監(jiān)視系統(tǒng)（Surface Movement Radar System），簡稱場監(jiān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)向地面管制員提供以場面運動雷達（SMR）為中心15000英尺（4575.6m）為半徑的范圍內(nèi)的全天候的目標定位和識別信息。

場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)的使用在塔臺指揮中起到了關鍵作用，直接影響到管制工作能否正常運行。隨著場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)在白云機場的長期應用，管制員和設備維護人員在現(xiàn)場實際使用該套系統(tǒng)的過程中也逐漸會遇到一些問題，有部分問題尤為突出。主要包括如下幾個方面：（1）容易出現(xiàn)假目標；（2）飛機目標分裂；（3）存在一定的盲區(qū)。而隨著航班量的不斷上升，這些問題都有可能成為擾亂了管制員正常指揮工作的因素，因此也對場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)提出了更高的要求。

1 假目標

管制員通過場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)，可以從顯示界面上區(qū)分飛機和車輛，而且可以獲取航班號、機型、速度、將停靠的登機橋等信息，大大提高管制員的工作效率。場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)在白云機場已投入使用近十年時間，近幾年來，在東面滑行道和東跑道中間有頻繁出現(xiàn)假目標的現(xiàn)象，通過管制員的長期觀察，告知東跑道在A380機型達到時會在其上產(chǎn)生假目標，但離開后假目標消失，疑為A380尾翼過高，其他物體在A380的金屬尾翼上形成反射回波，場監(jiān)雷達探測到回波后在其延長線處形成假目標。此假目標的頻繁出現(xiàn)給管制的指揮工作造成一定的影響，長期如此，當真目標出現(xiàn)時，存在一定的安全隱患。

2 目標分裂

在原有的場面監(jiān)視雷達系統(tǒng)，當出現(xiàn)大型機時，雷達頭的掃描常常會無法精準定位，出現(xiàn)目標分裂的現(xiàn)象，給管制員的工作帶來極大的影響。

3 目標盲區(qū)

A380通常停放在東面的停機位106、129、140，在西面不停放A380，東面停機位最多時有3架飛機同時停放。根據(jù)管制員的觀察，當A380停放時，在場監(jiān)的東滑行道上經(jīng)常都會出現(xiàn)假目標，當A380滑出時，在東跑道上經(jīng)常會出現(xiàn)假目標。

二、多點定位技術優(yōu)點

多點定位技術是場面監(jiān)視技術的一種升級和補充，這項技術不會受到白云機場的地理位置、天氣、氣候等條件的影響，能夠更精準地為場面提供到監(jiān)視的服務。其視距（LOS），RF信號強度，大氣傳播特性，RF信號多徑，通信鏈路狀況等較強，并且具有很好的擴展性，增加接收機或者改變布局即可實現(xiàn)系統(tǒng)擴展。

在廣州白云國際機場，有部分地方是非常難進行設備的安裝的，而多點定位技術能夠很好地克服這一問題，對SMR的雷達頭做到了很好地補充。另外，在冗余度方面也是非常地好，當有某個點發(fā)生故障時，可以逐步降低，這項技術非常方便運行和維護。

總的來說，多點定位技術更新率高，有能精確的定位結果和獲取航空器的ID信息，并且其分別式的遠端站的構成，能夠很好地解決視距化問題、系統(tǒng)可行性和可擴展性問題，并且其造價和維護成本都比SSR低，在正常情況下能夠被動接受。

三、具體接入設計方案

1 系統(tǒng)信息的處理及顯示

本系統(tǒng)不需要另配備場面監(jiān)視數(shù)據(jù)處理及終端顯示系統(tǒng)，而是將MLAT傳感器探測到的信息處理后，接入現(xiàn)有的PAE公司NOVA 9000場面監(jiān)視一次雷達的數(shù)據(jù)進行融合計算處理，最終顯示在CWP界面上。

2 傳感器端站的布局設計

根據(jù)考察和研究，需考慮機場對平行進近監(jiān)視的需要，需在場外配置傳感器探測器，對可研中20個傳感探測器和2個校準臺（2個校準臺設置在塔臺頂端）的布局稍作調(diào)整，構成探測精度約7.5m左右的機場場面及平行進近二次雷達監(jiān)視系統(tǒng)。另外，關于對傳感器的位置的設計主要考慮滑行道、跑道、航站樓南、北側(cè)交通流密集地帶，這些區(qū)域要求有5個以上傳感器覆蓋。

3 地面站設備配置（參考ADSB）

地面站的基本配置包括以下幾個主要部件：ADS-B 地面站標準單元RU6（包括電源PN、通信CN、信號處理SN等三個可替換模塊，GPS 接口、天饋、柜門三個組件及相關電纜和外部接口），全向天線（MODEL dBs 5100A），GPS天線，UPS（電池可持續(xù)供電 1 小時），本地控制監(jiān)視系統(tǒng)（LCMS），接收機自主完好性監(jiān)控器（RAIM），現(xiàn)場監(jiān)控器（Site Monitor）。

4 地面站設備的安裝

設備可以根據(jù)情況安裝在室內(nèi)或室外，在有機房的地方，安裝在室內(nèi)，沒有機房的地方，采用室外帶機箱型。天線固定在合適加裝的鋼管上。

5 信號傳輸

系統(tǒng)信號傳輸均利用場內(nèi)現(xiàn)有臺站就近接入機場通信管線，或場外導航臺站現(xiàn)有的信號傳輸系統(tǒng)，以及新增微波傳輸系統(tǒng)，將信號傳輸至新航管樓中心機房。

信號傳輸可采用雙絞線信號電纜加調(diào)制解調(diào)器方式，傳輸速率大于64bits/ S；也可采用光纖電纜加光端機模式，用以太網(wǎng)傳輸，在距離通信設施距離較遠的站點，還可采用小型微波通信。

6 探測基站供電

由于系統(tǒng)的遠端傳感探測器每個的耗電量僅為360W左右，且設備自帶UPS，此外探測基站的位置盡量靠近現(xiàn)有場內(nèi)臺站，以及現(xiàn)有場內(nèi)建筑物附近，因此，遠端傳感探測器的供電均利用臨近的現(xiàn)有場內(nèi)臺站和建筑物就近供電。

航向、下滑、雷達站、VHF臺共有12個臺點可利用臺站內(nèi)的供電設施，其余8個點的采用室外供電方式，室外的設備供電電纜采用VV223×4 鎧裝電纜，增加配電盒及電源防浪涌抑制器。

7 現(xiàn)有場監(jiān)系統(tǒng)的升級

廣州花都區(qū)白云國際機場現(xiàn)今使用的場面監(jiān)視雷達處理系統(tǒng)是挪威的NOVA 9000系列。根據(jù)白云機場三跑道和廣州終端區(qū)建設的需要，在新增加的第二個場面監(jiān)視一次雷達頭和基于二次雷達技術的多點相關定位系統(tǒng)（MLAT）安裝調(diào)試完成后，要對廣州機場現(xiàn)有場面監(jiān)視處理系統(tǒng)進行全面升級。一方面使NOVA9000場面監(jiān)視處理系統(tǒng)能夠提供對第二個場面監(jiān)視一次雷達頭和多點相關定位系統(tǒng)信號接入的硬件接口；另一方面實現(xiàn)系統(tǒng)能夠同時處理來自兩路場面監(jiān)視一次雷達頭和多點相關定位系統(tǒng)的信號，并在CWP管制席位上進行融合顯示的軟件功能。通過升級，使二次場監(jiān)系統(tǒng)與現(xiàn)有的場面監(jiān)視一次雷達相結合，構成完整的廣州機場一/二次雷達場面監(jiān)視系統(tǒng)。

考慮到廣州機場現(xiàn)有場面監(jiān)視處理系統(tǒng)從2004年8月啟用以來，部分硬件已經(jīng)進入故障多發(fā)期，該型號硬件一直沒有更新，而且向廠家比較難再購買到同型號的備件，不利于場面監(jiān)視處理系統(tǒng)升級后的長期穩(wěn)定運行，因此，在白云塔臺的SMR進行擴容和升級的過程中，可以對相應新型號的硬件進行更換，這樣不僅能提高設備維護人員的現(xiàn)場運行能力，也能為將來白云機場最終5條跑道的擴容計劃做準備。

將多點定位技術接入到場面監(jiān)視系統(tǒng)中，將兩種信號經(jīng)過融合處理后能很好地解決現(xiàn)有場面監(jiān)視系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。這也將成為未來幾年白云機場優(yōu)化場面監(jiān)視系統(tǒng)的重要研究方向。在今后的工作和學習中，還需要對具體的接入的效果做進一步的評估和研究，不斷提升白云機場場面監(jiān)視的能力。

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TN95

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楊金（1987年-），女，廣東省梅州市，中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局，助理工程師，學士，研究方向為機場場面監(jiān)視技術。