陳健明 呂超 王明甲

摘要：場面監(jiān)視雷達自動化系統(tǒng)已成為機場區(qū)域航空管制不可或缺的重要系統(tǒng)設備，廣州白云國際機場的擴容工程實施后，對場面監(jiān)視雷達自動化系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域提出了更高的要求，本文針對該需求，進行了相應分析，提出了解決實際問題的一些設想。

關鍵詞：場面監(jiān)視雷達自動化系統(tǒng)；覆蓋區(qū)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）10-0014-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

場面監(jiān)視與引導系統(tǒng)已成為機場區(qū)域航空管制不可或缺的重要系統(tǒng)設備，廣州白云國際機場第三跑道擴容工程中對使用的場面監(jiān)視與引導系統(tǒng)進行了升級，本文通過對升級后的場面監(jiān)視系統(tǒng)的覆蓋區(qū)進行了分析，提出了改進系統(tǒng)覆蓋的設想。

1新場監(jiān)系統(tǒng)雙雷達頭覆蓋情況

廣州白云國際機場，現(xiàn)塔臺管制所使用的場面監(jiān)視系統(tǒng)是INDRA公司生產(chǎn)的NOVA9000場面運動引導和控制系統(tǒng)（以下簡稱新場監(jiān)系統(tǒng)）。該系統(tǒng)搭配了雙雷達頭對機場場面實施監(jiān)視覆蓋，一臺為安裝于航管塔臺塔頂?shù)腡ERMA一次雷達，另一臺為機場第三條跑道啟用工程中新配置的INDRA一次雷達。

TERMA雷達頭的覆蓋范圍可達4公里，其覆蓋面可以達到整個機場區(qū)域，包括新建的第三條跑道及相關滑行道區(qū)域。

INDRA雷達頭安裝位置位于機場東區(qū)三跑道外側二號塔臺塔頂，覆蓋范圍設置在3公里，主要覆蓋了現(xiàn)機場范圍的東部區(qū)域，包括東停機坪以及在三跑道在內(nèi)的兩條窄距跑道及其相關滑行道區(qū)域。

現(xiàn)新場監(jiān)系統(tǒng)的探測信號來源主要是由TERMA和年INDRA兩部雷達頭提供，而系統(tǒng)對兩路雷達信號所采用的融合方式為疊加處理方式，如圖1所示，機場西邊區(qū)域主要由TERMA雷達頭進行探測覆蓋，而機場東邊區(qū)域，則是雙雷達覆蓋探測。

2 雙雷達頭覆蓋對管制運行影響分析

民航業(yè)的高速發(fā)展，尤其廣州機場每日龐大的進出港航班量，及其場面的復雜結構，和多變的天氣環(huán)境，管制工作越來越依賴場面監(jiān)視系統(tǒng)，成為重要的管制工具。

現(xiàn)兩部雷達同時運作，為新場監(jiān)系統(tǒng)提供探測信號，有以下幾種情況考慮：

2.1 TERMA雷達故障或停機維護

TERMA雷達若發(fā)生故障或停機維護停止提供服務時，INDRA雷達可以提供機場東半?yún)^(qū)域覆蓋探測，因此，管制工作可合并至東半?yún)^(qū)工作。西跑道停止使用，目視條件允許的，可以通過目視指揮，但西半?yún)^(qū)新場監(jiān)系統(tǒng)因無雷達信號，無法提供航班計劃相關工作，F(xiàn)TM假目標抑制功能失效。

2.2 INDRA雷達故障或停機維護

INDRA雷達若發(fā)生故障或停機維護停止提供服務時，由于TERMA雷達提供全場覆蓋，因此，新場監(jiān)系統(tǒng)仍可提供正常服務，管制工作不需要做出調(diào)整，F(xiàn)TM假目標抑制功能失效。

2.3 兩部雷達故障或停機維護

兩部雷達同時故障或停止工作時，由于沒有場面監(jiān)視信號，新場監(jiān)系統(tǒng)監(jiān)視功能失效，管制需轉(zhuǎn)目視指揮工作。

通過以上情況分析可知，現(xiàn)新場監(jiān)系統(tǒng)在單部雷達失效時，系統(tǒng)仍能為管制提供監(jiān)視服務。正常情況下，兩部雷達同時失效的可能性較低，但為了把這種可能性降到最低，以及適應未來西區(qū)新增第四條跑道的需要，增加第三路雷達作為新場監(jiān)系統(tǒng)的探測源，還是很有必要的。

第三路雷達的增設位置，可考慮在西跑道外，需覆蓋機場西邊停機坪及跑道區(qū)域，配合INDRA雷達的覆蓋區(qū)域，可以實現(xiàn)全場的覆蓋，這樣，若發(fā)生TERMA雷達停止提供服務時，新場監(jiān)系統(tǒng)仍能獲得全場監(jiān)視數(shù)據(jù)。

3 新場監(jiān)系統(tǒng)場盲區(qū)問題

因新場監(jiān)系統(tǒng)所搭配的雷達屬一次雷達，探測方式為主動探測，且是視距范圍內(nèi)的，因此，影響雷達探測覆蓋范圍的因素除雷達自身性能外，場面的基建設施，包括雷達塔塔高也會對雷達的覆蓋產(chǎn)生影響。

目前，TERMA雷達位于航管塔臺塔頂，地理位置在機場范圍屬最高點，所在位置對機場整場覆蓋較好，南航站樓在用停機位基本都能覆蓋到，只有在指廊的背面存在一定盲區(qū)，但能看到飛機的尾翼。而北航站樓，其建筑高度相比南航站樓有所提高，造成的盲區(qū)相對較大，指廊背面基本被遮擋，該位置所?？匡w機也被遮擋。北航站樓主體背面也有大量停機位，而北航站樓的高度比指廊高度更高，所以該部分區(qū)域也是TERMA雷達的盲區(qū)，如圖2所示：

INDRA雷達位于三跑道外新建塔臺，在機場東部范圍屬最高點，但高度與航站樓相當，雖然INDRA雷達性能上可以覆蓋更大的區(qū)域，但航站樓的阻擋，使得INDRA雷達無法覆蓋機場西部區(qū)域，在東區(qū)停機坪位置，INDRA雷達可以彌補部分TERMA的盲區(qū)。同時在指廊的位置，也會存在INDRA雷達的探測盲區(qū)。

兩部雷達實際運行的探測效果，在三跑道和北區(qū)新增停機位啟用前，技術保障部門分別通過車輛跑場進行了測試。主要測試對象為INDRA雷達的覆蓋效果，在部分駐車點，通過切換雷達信號源來檢測TERMA雷達覆蓋準確性，對于機場西邊區(qū)域及南北聯(lián)絡道，主要以TERMA雷達覆蓋為主，測試結果顯示，機場跑道及相關滑行道區(qū)域覆蓋效果較好，而進入停機位區(qū)域覆蓋效果變差，正如上文描述的，存在盲區(qū)。

圖3可見，跑場車輛在進入停機坪區(qū)域后，由于航站樓遮擋，跟蹤軌跡基本丟失，雖然對比飛機的雷達回波，飛機進入該區(qū)域后，由于體積較大，仍能被雷達探測到，但效果也是不理想。因為空管管制的工作主要集中在滑行道和跑道，進港航班在指引到進停機位區(qū)域前已移交給機場地面工作人員引導，而出港航班在推出后滑行到指定位置，管制開始進行監(jiān)視指揮，所以上述的盲區(qū)不會對管制工作造成過大影響，但相比于滑行道和跑道的使用規(guī)范，停機位區(qū)域大量的工作人員、服務車輛等因素造成該部分場面運行更加的復雜，同樣需要改善監(jiān)視手段來保障安全運行。

前文分析提到的增加雷達源來解決覆蓋區(qū)的方法，并不能有效解決雷達盲區(qū)問題，雖然可以通過選擇合適的雷達安裝位置來減少盲區(qū)，但真正意義上消除盲區(qū)，必須通過引接新監(jiān)視技術作為輔助探測手段。同時，一次雷達技術上的特點，還不能實現(xiàn)航班與計劃的自動相關，對于場面服務車輛也不能提供有效交互式監(jiān)控，因此，也只有通過新監(jiān)視技術的輔助才能使得新場監(jiān)系統(tǒng)運行更加靈活和安全。

目前，多點定位技術是比較成熟，適合作為新場監(jiān)系統(tǒng)輔助監(jiān)視信號的探測技術。多點定位系統(tǒng)是為了填補機場場面監(jiān)視雷達因各種障礙物遮擋而產(chǎn)生的盲區(qū)，通過在機場場區(qū)布置探測傳感器基站，依靠裝有二次應答機設備的飛機、車輛發(fā)出1090MHz A/C模式或者S模式信號進行定位，達到監(jiān)視地面飛行器或車輛的目的。根據(jù)多點定位技術的工作機理，多點定位系統(tǒng)至少需要3個基站同時接收到目標信號，才能夠?qū)崿F(xiàn)對目標的二維坐標定位，而要實現(xiàn)三維坐標定位則至少需要4個地面站的接收信號，同時接收信號的地面站越多， 定位精度就越高，所以，在基站設置上要考慮覆蓋區(qū)域的幾何精度稀釋因子GDOP影響，通過增加站點或者改變區(qū)域的站點布局來提高定位精度，盡量使機場范圍內(nèi)場面監(jiān)視雷達覆蓋不到的區(qū)域能被多點定位系統(tǒng)所完全探測監(jiān)視到，從而解決場面監(jiān)視的盲區(qū)問題。

4 總結

隨著今后廣州機場航班流量的繼續(xù)增長，基礎設施擴容建設的不斷深入，機場場面運行將面臨更繁忙、更復雜的交通情況，這對目前白云塔臺的場面監(jiān)視系統(tǒng)提出了更高的要求，而根據(jù)當前場面監(jiān)視系統(tǒng)的實際使用條件，在機場西跑道外側增加場面監(jiān)視雷達、在跑滑區(qū)和機坪范圍內(nèi)建立多點定位系統(tǒng)，是將來改善場面監(jiān)視系統(tǒng)覆蓋的有力手段。

參考文獻：

[1] 呂小平.A―SMGCS技術和應用介紹[J].空中交通管理，2006（8）：7-15.

【通聯(lián)編輯：光文玲】