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        試析MDS技術(shù)在我國民用航空的應(yīng)用

        2017-09-01 23:38:06丁秦
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年23期
        關(guān)鍵詞:民用航空具體應(yīng)用

        丁秦

        摘 要:隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,我國民用航空事業(yè)也得到了快速的發(fā)展。當(dāng)前場面的監(jiān)視雷達(dá)只建設(shè)在大型的國際樞紐機(jī)場,如首都機(jī)場和浦東機(jī)場等,其主要作用就是監(jiān)視機(jī)場的跑道、滑行道以及移動目標(biāo)的活動等。在我國民用航空中應(yīng)用MDS技術(shù)對傳統(tǒng)的監(jiān)視雷達(dá)畫面進(jìn)行了重要的補(bǔ)充,因此文章就是對MDS技術(shù)在我國民用航空中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的研究。

        關(guān)鍵詞:MDS技術(shù);民用航空;具體應(yīng)用

        中圖分類號:V243.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)23-0177-02

        前言

        隨著我國民用航空數(shù)量的增加,在機(jī)場的監(jiān)視雷達(dá)中越來越多的使用MDS技術(shù),這種技術(shù)可以對監(jiān)視的精度進(jìn)行改善,同時(shí)能夠獨(dú)立工作,這一技術(shù)的應(yīng)用對我國民用航空的發(fā)展具有重要的推動作用。

        1 MDS技術(shù)的基本介紹

        1.1 MDS技術(shù)的基本內(nèi)容

        所謂的MDS就是多點(diǎn)監(jiān)視應(yīng)答機(jī)的一個(gè)系統(tǒng),其計(jì)算應(yīng)答機(jī)的位置和標(biāo)識以及對其脈沖的捕獲主要是通過多個(gè)接收機(jī)來完成的[1]。其對機(jī)場場面和周圍地區(qū)相應(yīng)目標(biāo)的準(zhǔn)確監(jiān)視主要是通過地面接收機(jī)來完成的。對非S模式和S模式應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)以及車輛等跟蹤定位和識別安裝是由其極高的刷新率來實(shí)現(xiàn)的,這也是MDS技術(shù)非常重要的一個(gè)特點(diǎn)。

        1.2 MDS的特點(diǎn)

        詢問能力和對目標(biāo)單元進(jìn)行先進(jìn)的處理是MDS系統(tǒng)所具備的,其具有靈活的配置系統(tǒng),因此其對任何機(jī)場環(huán)境都具有良好的適應(yīng)性,同時(shí)具有極高的耐用性。另外,特別容易維護(hù)和安裝這個(gè)系統(tǒng)。MDS主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)對精度進(jìn)行改善,從一秒更新率方面來說,其多點(diǎn)定位的處理方式可以在9m以內(nèi)控制場面監(jiān)視的精度,同時(shí)在30m以內(nèi)控制廣域監(jiān)視精度。(2)MDS最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是對機(jī)載電子設(shè)備不需要附加,其可以共同與任何機(jī)載應(yīng)答機(jī)工作。其次,對于接收1090ES的ADS-B的數(shù)據(jù)MDS同樣支持[2]。(3)安裝需求降到最小的程度,小的室外機(jī)箱和非旋轉(zhuǎn)天線就是MDS的設(shè)備,因此在通信塔上或者其他的建筑物上都非常容易安裝。而且其與中央處理器的通信方式也是各種各樣的。

        2 比較MDS與現(xiàn)有的技術(shù)

        SMR是傳統(tǒng)機(jī)場地面監(jiān)視主要應(yīng)用的設(shè)備,監(jiān)視場面的活動目標(biāo)是其主要的監(jiān)視內(nèi)容,因此管制員和地面服務(wù)部門對場面動態(tài)活動狀況的掌握就是通過這一監(jiān)視內(nèi)容來獲取的,一次雷達(dá)是其主要使用的方式,因此其存在著相應(yīng)的問題:(1)對飛機(jī)的代碼不能進(jìn)行直接確定;(2)用極高的標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)場環(huán)境;(3)在天氣惡劣的情況下,會降低探測目標(biāo)的效率和準(zhǔn)確度。管制員不確定的數(shù)據(jù)就是由這些問題造成的,所以在天氣惡劣的情況下,要通過航班升降次數(shù)減少的方式為其安全性提供保障。

        “分布式二次監(jiān)視雷達(dá)”就是所謂的MDS,這種技術(shù)就是將一部二次場面監(jiān)視雷達(dá)添加到塔臺一次場面監(jiān)視雷達(dá)的基礎(chǔ)上[3]。接收機(jī)是組成MDS系統(tǒng)的主要部分,即機(jī)場周圍和候機(jī)樓旁邊的等,同時(shí)中央處理器也是其不可缺少的一部分。

        監(jiān)視場面和終端區(qū)的新技術(shù)手段就是MDS,同時(shí)其補(bǔ)充了場面雷達(dá)的監(jiān)視系統(tǒng),而且對傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題都進(jìn)行了克服,其能夠非常靈活的布置接收機(jī),其對機(jī)場場面的覆蓋可以按照客戶的實(shí)際需求進(jìn)行。另一方面,MDS可以對飛機(jī)的應(yīng)答和自動相關(guān)進(jìn)行及時(shí)的接收,同時(shí)可以準(zhǔn)確定位飛機(jī)。如果MDS、SMR和車輛的代碼跟蹤這三個(gè)方面同時(shí)工作,其監(jiān)視機(jī)場地面的精度就可以大大提高。

        3 國外應(yīng)用MDS的情況

        當(dāng)前MDS接收機(jī)已經(jīng)經(jīng)過四代的更新,其可靠性和準(zhǔn)確性都得到了大大提高,而且歐洲和美國民航局對其技術(shù)認(rèn)證已經(jīng)完成,其對于空中管制要求也完全滿足。當(dāng)前在多倫多、底特律和法蘭克福等世界范圍內(nèi)的大型機(jī)場中都已經(jīng)安裝了MDS接收機(jī),其主要是在場面活動的引導(dǎo)控制系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用,同時(shí)美國的FAA的ASDE-X合同中已經(jīng)采用MDS,而且將其安裝在美國所有的機(jī)場中。在馬蘭里的測試基地和墨西哥灣的石油平臺低直升機(jī)和其他飛機(jī)的跟蹤過程中,也已經(jīng)應(yīng)用了MDS。

        4 MDS系統(tǒng)的組成和配置

        4.1 系統(tǒng)的組成

        遠(yuǎn)端單元、校標(biāo)機(jī)、目標(biāo)處理單元、系統(tǒng)接口單元、維護(hù)和便攜顯示終端這六部分組成了機(jī)場場面監(jiān)視的MDS系統(tǒng),以下就是對這六部分的具體概述:

        (1)遠(yuǎn)端單元。收發(fā)和接收這兩種單元使MDS主要使用的,對非S模式和S模式的解碼以及對信號的恢復(fù)等兩種單位都可以完成這些工作。這些被處理的數(shù)據(jù)回到目標(biāo)處理單元主要是通過通信介質(zhì)來完成的。目標(biāo)處理單元也可以將A模式等編碼信息想收發(fā)機(jī)進(jìn)行請求[4]。另外,耐用性和全天候使用的機(jī)箱都是兩種單元具備的功能,其中機(jī)場的機(jī)構(gòu)、所需要的性能和可靠度直接決定了每種單元的數(shù)量和安放程度。

        (2)校標(biāo)機(jī)。系統(tǒng)同步的準(zhǔn)確性以及系統(tǒng)范圍內(nèi)部測試功能,都是有校標(biāo)機(jī)來提供的。一般在全天候機(jī)箱中安裝子系統(tǒng),子系統(tǒng)的超高可靠性就是通過收發(fā)機(jī)的配置來保障的。

        (3)目標(biāo)處理單元。中央計(jì)算機(jī)是自動切換目標(biāo)的處理單元,其回復(fù)收發(fā)機(jī)的消息、對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤以及對計(jì)算機(jī)位置的定位都是從遠(yuǎn)端單元中對數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取的。目標(biāo)處理單元也將絕對的時(shí)間參考提供所有的報(bào)告,同時(shí)對回復(fù)信號的探測時(shí)間進(jìn)行標(biāo)記。另外,目標(biāo)處理單元對全部MDS子系統(tǒng)的運(yùn)行和使用狀況進(jìn)行監(jiān)視,而且可以將指定時(shí)間表提供給收發(fā)機(jī)的詢問信號。目標(biāo)處理單元可以對波慮的數(shù)據(jù)和通信系統(tǒng)進(jìn)行靈活處理,使其可以連接外界的系統(tǒng)。

        (4)系統(tǒng)接口單元。目標(biāo)處理單元的轉(zhuǎn)換格式功能和協(xié)議就是由系統(tǒng)接口單元來提供的。系統(tǒng)接口對遠(yuǎn)端單元數(shù)據(jù)的接收主要是通過對解調(diào)器進(jìn)行調(diào)制來完成的,其主要是用TCP/IP局域網(wǎng)協(xié)議代替連續(xù)數(shù)據(jù)。

        (5)維護(hù)顯示終端。MDS系統(tǒng)對圖形進(jìn)行操作過程中的用戶界面就是維護(hù)顯示終端[5]。其主要的功能包括對系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行提供、回放和記錄數(shù)據(jù)以及控制系統(tǒng)等。維護(hù)顯示終端可以安裝在各個(gè)位置,如目標(biāo)處理安裝單元等,這為監(jiān)視和控制系統(tǒng)的靈活性提供了保障。endprint

        (6)便攜顯示終端。一般在windows的軟件上應(yīng)用便攜顯示終端,如果在筆記本上對其進(jìn)行安裝,則可以對維護(hù)的遠(yuǎn)端單元進(jìn)行簡化。

        4.2 初始化航跡

        2-5份位置報(bào)告是MDS目標(biāo)處理單元所要求的,其主要目的就是使航跡初始化的目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。如果在目前的航跡列表中不存在模式S的ID或者模式3/A的目標(biāo)位置,那么就可以說明潛在的航跡是存在的。兩個(gè)額外的數(shù)據(jù),其與航跡具有相同代碼的數(shù)據(jù),這就是在后面連續(xù)的4秒中航跡追蹤系統(tǒng)所等待的,如果受到多個(gè)位置估計(jì)的相同模式S的ID模式3/A,這時(shí)就可以對新的航跡進(jìn)行報(bào)告。另外,一般在一秒中內(nèi)會有一次機(jī)會接收到每個(gè)目標(biāo)在一秒中內(nèi)發(fā)送的信息,所以系統(tǒng)對航跡的初始化可以在接收或回復(fù)目標(biāo)5秒鐘內(nèi)進(jìn)行。

        4.3 回放和記錄

        用戶的回放和記錄功能是由維護(hù)顯示終端來提供的。培訓(xùn)、排除系統(tǒng)的故障以及優(yōu)化和評估系統(tǒng)使其主要的內(nèi)容,以下就是對四種主要功能進(jìn)行了具體的介紹:(1)記錄用戶事件和90天的信息狀態(tài);(2)對報(bào)告記錄可以24小時(shí)利用目標(biāo)處理單元進(jìn)行輸出;(3)對從遠(yuǎn)端單元和外部接口得到的報(bào)告記錄可以通過目標(biāo)處理單元進(jìn)行24小時(shí)的輸入;(4)報(bào)告的回

        放是通過目標(biāo)處理單元的輸入和輸出來完成的。

        4.4 系統(tǒng)的安全性

        用戶的安全訪問機(jī)制是通過維護(hù)顯示終端進(jìn)行設(shè)定和提供的,其是根據(jù)客戶的實(shí)際需求進(jìn)行提供和設(shè)定的,因此其適合任何一個(gè)客戶。

        對密碼的訪問特性具有多層性,這也是維護(hù)顯示終端所要求的,其主要目的是可以有效控制不同等級的用戶[6]。用戶的選擇主要包括三層等級,同時(shí)不同的控制等級會存在每一層中??梢栽谡J(rèn)可測試工廠之前配置相應(yīng)的等級。操作員和管理員這兩個(gè)安全等級是由系統(tǒng)自動默認(rèn)的??刂苹镜南到y(tǒng)和調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)這是允許操作用等級的工作??刂葡到y(tǒng)的關(guān)鍵要素是允許管理員等級的工作。管理員的權(quán)限以此只能對一個(gè)維護(hù)顯示終端單元進(jìn)行操作,但是其他的維護(hù)顯示終端可以通過登錄的維護(hù)顯示終端進(jìn)行控制。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,將MDS應(yīng)用在機(jī)場場面以及將MDS系統(tǒng)應(yīng)用在場面監(jiān)視雷達(dá)上,是我國民用航空的一大進(jìn)步,其可以與A-SMGCS系統(tǒng)進(jìn)行同步建設(shè)。另外,可以將MDS直接作為場面監(jiān)視和終端區(qū)監(jiān)視的方法建設(shè)在沒有場面監(jiān)視雷達(dá)和終端區(qū)二次雷達(dá)的機(jī)場。可以根據(jù)國際上MDS技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度以及與我國復(fù)雜環(huán)境的機(jī)場相結(jié)合,對終端區(qū)的航路進(jìn)行監(jiān)視。同時(shí)要將我國MDS技術(shù)水平進(jìn)行不斷提高和創(chuàng)新,從而可以促進(jìn)我國民用航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

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        [6]康永,許哲,王大中.民用航空導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].現(xiàn)代導(dǎo)航,2012,06(11):428-432.endprint

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