蔡文婷

摘要：空管自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作中，維護(hù)人員常常只關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)部問(wèn)題，而外部信號(hào)的異常也會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)的異常。本文將通過(guò)對(duì)銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)三個(gè)實(shí)際案例的分析，探討二次雷達(dá)信號(hào)交織引發(fā)的SKYNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)異常顯示和告警現(xiàn)象，為設(shè)備維護(hù)人員提供一些自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：空管自動(dòng)化;二次雷達(dá)信號(hào)交織;案例分析

空管自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過(guò)多雷達(dá)融合處理和飛行計(jì)劃處理為管制員提供清晰的飛行態(tài)勢(shì)顯示及告警等功能，是管制員實(shí)現(xiàn)雷達(dá)管制的關(guān)鍵設(shè)備。空管自動(dòng)化系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到管制航空器的效率與安全，因此，空管自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)工作十分重要。在空管自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)工作中，不僅要關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備及程序的正常運(yùn)行，同時(shí)也要關(guān)注系統(tǒng)外部信號(hào)是否正?？捎?。異常的外部雷達(dá)信號(hào)會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)的異常告警及顯示，干擾管制員的判斷，影響飛行安全。本文將通過(guò)對(duì)銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)三個(gè)實(shí)際案例的分析，探討二次雷達(dá)信號(hào)交織導(dǎo)致的雷達(dá)信號(hào)錯(cuò)誤，進(jìn)而引發(fā)SKYNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)告警和異常顯示的現(xiàn)象，為設(shè)備維護(hù)人員提供一些自動(dòng)化設(shè)備的維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)。

1、二次雷達(dá)信號(hào)交織

目前，銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)SKYNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)共引接三部雷達(dá)信號(hào)。其中，雷達(dá)1為一二次合裝雷達(dá)，雷達(dá)2與雷達(dá)3為二次雷達(dá)。三部雷達(dá)均采用A/C模式進(jìn)行詢問(wèn)應(yīng)答。在A/C模式詢問(wèn)過(guò)程中，飛機(jī)只要處于詢問(wèn)波束范圍內(nèi)就做出相應(yīng)的回答。這樣的模式存在一個(gè)缺陷，當(dāng)兩目標(biāo)或多個(gè)目標(biāo)的方位、距離接近時(shí)，很可能處于同一個(gè)詢問(wèn)波束范圍內(nèi)，此時(shí)，對(duì)于雷達(dá)的詢問(wèn)，處于同一詢問(wèn)波束內(nèi)的所有飛機(jī)同時(shí)應(yīng)答，應(yīng)答脈沖信號(hào)傳輸相同距離至雷達(dá)，雷達(dá)幾乎同時(shí)接收到多個(gè)飛機(jī)的應(yīng)答脈沖信號(hào)，這就很容易發(fā)生部分或全部應(yīng)答脈沖信號(hào)重疊的現(xiàn)象^[1]，我們把這種多個(gè)應(yīng)答脈沖信號(hào)重疊的現(xiàn)象就叫做雷達(dá)信號(hào)交織。

雷達(dá)信號(hào)交織在很大程度上增加了雷達(dá)對(duì)接收脈沖處理的難度。接收到的交織信號(hào)需要在雷達(dá)內(nèi)部進(jìn)行解交織處理，而交織信號(hào)的復(fù)雜性及解交織技術(shù)的局限性有時(shí)會(huì)導(dǎo)致解碼的模糊或錯(cuò)誤。A/C模式雷達(dá)接收的應(yīng)答信號(hào)包括含有飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)代碼的A模式信息和含有飛機(jī)高度的C模式信息，另外，通過(guò)單脈沖側(cè)角得到飛機(jī)的位置信息。這幾種信息在發(fā)生應(yīng)答信號(hào)交織時(shí)，都有可能發(fā)生錯(cuò)誤。錯(cuò)誤的應(yīng)答信號(hào)輸入至SKYNET-X自動(dòng)化系統(tǒng)后引發(fā)告警和異常的顯示現(xiàn)象，下面通過(guò)銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)進(jìn)近管制區(qū)內(nèi)發(fā)生的三個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析。

2、實(shí)例分析

2.1實(shí)例一

現(xiàn)象：2018年11月8日UTC時(shí)間07：20，航班CES5275（A5014）與航班CSN8278（A2521）在不同高度層相向而行，在兩架飛機(jī)位置接近時(shí)，自動(dòng)化產(chǎn)生應(yīng)答機(jī)代碼為5414的新目標(biāo)，同時(shí)產(chǎn)生短期沖突告警，標(biāo)牌顯示“STCA”。當(dāng)兩目標(biāo)相互遠(yuǎn)離后，現(xiàn)象消失。

排查過(guò)程：首先在系統(tǒng)航跡模式下查看回放，掌握基本現(xiàn)象;然后分別切換至三部雷達(dá)的單雷達(dá)模式查看回放，發(fā)現(xiàn)單雷達(dá)模式下，雷達(dá)1、雷達(dá)2顯示無(wú)異常，雷達(dá)3顯示與上述現(xiàn)象相同，基本確定為雷達(dá)3輸入的雷達(dá)信號(hào)出現(xiàn)異常;進(jìn)一步查看雷達(dá)輸入的原始雷達(dá)信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在兩飛機(jī)接近時(shí)，CES5275航跡分裂出現(xiàn)應(yīng)答機(jī)代碼為5414的新航跡。

結(jié)論：由以上即可判斷，雷達(dá)3在解碼中產(chǎn)生了應(yīng)答機(jī)代碼為5414的假目標(biāo)航跡，假目標(biāo)航跡與CES5275目標(biāo)航跡高度一致，水平間隔小于最低水平安全間隔，觸發(fā)短期沖突告警。

2.2實(shí)例二

現(xiàn)象：2018年11月5日UTC時(shí)間09：25，航班JOY1514（A3425）與航班CQN2036（A4254）在不同高度層相向而行，與實(shí)例一類(lèi)似，在兩架飛機(jī)位置接近時(shí)，CQN2036航跡位置處產(chǎn)生應(yīng)答機(jī)代碼為3425的新航跡，同時(shí)此新航跡與JOY1514目標(biāo)航跡產(chǎn)生DUPE告警。當(dāng)兩目標(biāo)相互遠(yuǎn)離后，現(xiàn)象消失。

排查過(guò)程：與實(shí)例一類(lèi)似，通過(guò)先后查看系統(tǒng)航跡及單雷達(dá)航跡回放，首先基本確認(rèn)為雷達(dá)3產(chǎn)生錯(cuò)誤雷達(dá)信號(hào)導(dǎo)致;然后通過(guò)查看輸入的原始雷達(dá)信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在兩飛機(jī)接近時(shí)，雷達(dá)3探測(cè)到的JOY1514目標(biāo)位置跳變至CQN2036的目標(biāo)位置處，與雷達(dá)1和雷達(dá)2探測(cè)到的JOY1514目標(biāo)位置距離超出自動(dòng)化系統(tǒng)航跡融合范圍。

結(jié)論：由以上即可判斷，雷達(dá)3產(chǎn)生了JOY1514目標(biāo)的位置跳變，且跳變位置與另外兩部雷達(dá)探測(cè)的目標(biāo)位置間的距離超出系統(tǒng)航跡融合范圍，于是，雷達(dá)3探測(cè)到的目標(biāo)航跡與另外兩部雷達(dá)信號(hào)融合產(chǎn)生的航跡具有相同的應(yīng)答機(jī)代碼，產(chǎn)生DUPE告警。

2.3 實(shí)例三

現(xiàn)象：2018年10月3日UTC時(shí)間06：01，航班CSN3972與航班CDG7886在不同高度層相向而行，CSN3972標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度4200m保持，CDG7886標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度8870m保持，在兩架飛機(jī)位置接近時(shí)，自動(dòng)化顯示兩目標(biāo)高度發(fā)生跳變，CSN3972顯示高度為8870m，CDG7886顯示高度為4200m，當(dāng)兩目標(biāo)相互遠(yuǎn)離后，高度值恢復(fù)正常。

排查過(guò)程：與前兩個(gè)實(shí)例類(lèi)似，通過(guò)先后查看自動(dòng)化系統(tǒng)回放，首先基本確認(rèn)為雷達(dá)3產(chǎn)生錯(cuò)誤雷達(dá)信號(hào)導(dǎo)致;然后通過(guò)查看雷達(dá)3輸入的原始雷達(dá)信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在兩飛機(jī)接近時(shí)，兩個(gè)航班的高度碼發(fā)生跳變。

結(jié)論：通過(guò)排查可以判斷，雷達(dá)3對(duì)兩個(gè)航班的高度碼解碼中發(fā)生錯(cuò)誤，使兩目標(biāo)高度產(chǎn)生跳變。

以上三個(gè)實(shí)例中，雷達(dá)信號(hào)錯(cuò)誤均發(fā)生在兩飛機(jī)位置接近時(shí)，經(jīng)查看原始雷達(dá)數(shù)據(jù)，為雷達(dá)3接收兩飛機(jī)應(yīng)答信號(hào)交織，而雷達(dá)3解交織出現(xiàn)模糊或錯(cuò)誤導(dǎo)致。若應(yīng)答機(jī)代碼解析錯(cuò)誤將產(chǎn)生假目標(biāo)，進(jìn)而與真實(shí)目標(biāo)發(fā)生STCA告警;若解析目標(biāo)位置發(fā)生大幅度跳變可能無(wú)法與其他雷達(dá)信號(hào)融合，將生成具有相同應(yīng)答機(jī)代碼的新系統(tǒng)航跡，產(chǎn)生DUPE告警;若為高度信息解析錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致兩飛機(jī)高度發(fā)生跳變。

3.總結(jié)

A/C模式的二次雷達(dá)信號(hào)交織屬于雷達(dá)技術(shù)上存在的缺陷，這一缺陷可能導(dǎo)致雷達(dá)信號(hào)（A模式應(yīng)答機(jī)代碼、C模式高度碼以及位置信息）的模糊或者錯(cuò)誤。對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)來(lái)說(shuō)，在保證系統(tǒng)內(nèi)部功能硬件正常的情況下，也必須要關(guān)注外部輸入信號(hào)的狀態(tài)，異常的外部信號(hào)將會(huì)引發(fā)系統(tǒng)的異常顯示和告警，影響管制指揮。

針對(duì)A/C模式二次雷達(dá)信號(hào)交織缺陷的問(wèn)題，目前，有更加先進(jìn)的二次雷達(dá)S模式技術(shù)可以比較有效地解決^[2]。S模式的全部信息數(shù)據(jù)均位于一個(gè)應(yīng)答數(shù)據(jù)鏈里，能夠進(jìn)行合理的奇偶校驗(yàn)，這可以在很大程度上確保信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，對(duì)于銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，Skynet自動(dòng)化系統(tǒng)目前接入S模式雷達(dá)信號(hào)的條件還不成熟，對(duì)于利用S模式雷達(dá)信號(hào)解決A/C模式雷達(dá)信號(hào)交織問(wèn)題還有待進(jìn)一步的探討。

參考文獻(xiàn)

[1]郭林輝.淺談二次雷達(dá) S 模式及雷達(dá)新技術(shù)[J].科技信息，2011（27）：64-65.

[2]粱遜. 關(guān)于二次雷達(dá)S模式與雷達(dá)新技術(shù)探討[J]. 科研，2015（11）：139-139.