吳勝前

(民航西北地區(qū)空中交通管理局 陜西西安 710082)

S模式雷達(selective radar)可以提供比常規(guī)A/C模式雷達更加豐富的監(jiān)視信息，分為基礎型監(jiān)視(ELS)和增強型監(jiān)視(EHS)。相比于常規(guī)A/C模式雷達，基礎型ELS監(jiān)視主要增加了飛機的24位地址碼，航班號信息，而增強型EHS監(jiān)視又增加了飛機下發(fā)的選擇高度、修正海壓、飛行姿態(tài)等信息，使空中交通管制員可以對空中態(tài)勢有更加細膩的感知和更加準確的預判。由于飛機上應答機和地面雷達詢問器的不同組合會產(chǎn)生不同的監(jiān)視結果，表1所示是比較典型的幾種組合。

S模式雷達所使用的數(shù)據(jù)報告模式為Asterix Cat34/48，在絕大部分雷達站和空管自動化系統(tǒng)中都會記錄少則一天多則幾年的雷達記錄數(shù)據(jù)，這些基礎數(shù)據(jù)為分析雷達監(jiān)視性能提供了良好的素材。

1 飛機應答機監(jiān)視能力

飛機應答機監(jiān)視能力可從兩方面進行統(tǒng)計，如下所述。

（1）ATFN FPL報文編組10數(shù)據(jù)項B。

根據(jù)ICAO 標準和中國民航《民用航空飛行動態(tài)固定格式電報管理規(guī)定》，領航計劃報（FPL）編組10數(shù)據(jù)項B表明飛機的監(jiān)視設備和能力，用1個或最多20個字符描述可用的機載監(jiān)視設備與能力。通過對一段時間內(nèi)的AFTN FPL的記錄數(shù)據(jù)分析，得到如表2的統(tǒng)計結果，其中具有增強型S模式監(jiān)視（EHS）的機載設備（L，H）占到了78%，基礎型S模式(ELS)占比20%，表明絕大部分飛機具備了S模式監(jiān)視能力（98%）。

（2）應答機下發(fā)的Comm-B BDS10，BDS17。

應答機下發(fā)的Comm-B BDS10報告了機載應答機數(shù)據(jù)鏈能力，其bit25表明了S模式特定服務(ModeS specific service capability)的狀態(tài)，BDS17報告了應答機GICB(Common Usage GICB Capability Report)能力。在S模式雷達的目標報告（Cat48）中，字段I048/250報告了從應答機下發(fā)的BDS10，BDS17，分析雷達記錄數(shù)據(jù)可以對飛機下發(fā)的監(jiān)視能力進行統(tǒng)計。通過分析BDS10信息，表明具備S模式特定服務的飛機占到總數(shù)的77%，和FPL報文中航空器監(jiān)視能力統(tǒng)計結果中L型監(jiān)視能力占比（78%）非常接近。BDS17指示了S模式應答機GICB的能力，統(tǒng)計413架飛機下發(fā)BDS17內(nèi)容得到表3的信息， 其中具備BDS20，BDS40，BDS50，BDS60能力的應答機均達到了100%。值得注意的是BDS48（VHF channel report），該寄存器信息對飛機因調(diào)錯VHF頻率失聯(lián)具有應用價值，但所有參與統(tǒng)計的飛機均不具備該功能。

表1 飛機應答機和地面詢問器組合

表2 AFTN FPL報文編組10B監(jiān)視能力統(tǒng)計

表3 應答機下發(fā)寄存器BDS17信息統(tǒng)計

表4 四部增強型S模式雷達BDS40，50，60更新周期

2 地面詢問器監(jiān)視能力

S模式地面詢問器一般分為基礎型（ELS）S模式監(jiān)視和增強型（EHS）S模式監(jiān)視，在每個雷達站設計之時都會確定，如果有必要，有些廠家的二次雷達可以通過升級詢問器軟件把ELS模式升級到EHS。由于所有的機上數(shù)據(jù)下發(fā)均由地面詢問機控制，因此只有地面詢問機發(fā)出特定的詢問時才能得到相應的機上下發(fā)數(shù)據(jù)?；A型（ELS）雷達能處理BDS1、BDS2、BDS3寄存器數(shù)據(jù)，而增強型（EHS）雷達除了能處理基礎型數(shù)據(jù)之外，還會增加處理BDS4、BDS5、BDS6寄存器數(shù)據(jù)。

3 S模式增強型（EHS）中BDS40、BDS50、BDS60信息更新速率

現(xiàn)代的民航空管自動化處理系統(tǒng)可以處理增強型S模式數(shù)據(jù)，BDS40(Selected vetical intention)選擇高度意圖一般由飛行員在MCP/FCU面板上輸入即將要執(zhí)行的飛行高度，該信息的下發(fā)可以讓空中交通管制員提前預判飛機要達到的高度意圖，起到很好的安全關口前移作用。該過程為：（1）管制員通過VHF發(fā)布高度指令，約需10s。（2)飛行員執(zhí)行指令并輸入高度意圖到MCP/FCU面板，約需20s，（3）飛機應答機BDS40應答周期，一般由地面詢問器確定。為了得到飛機應答機的應答周期，需要對S模式雷達的目標報文進行分析。表4是選取了四部S模式增強型雷達的BDS40，BDS50，BDS60信息更新周期統(tǒng)計。

表4數(shù)據(jù)表明，BDS40更新周期最大23.8s，最少4.23s，因此從管制員開始發(fā)出高度指令到管制員感知到飛機已經(jīng)收到垂直高度意圖，平均最少需30s，平均最多需要54s，時間上比較滯后，因此需要對地面詢問器詢問模式進行優(yōu)化，以滿足管制員掌握飛機的機動意圖的需求。

4 結語

現(xiàn)在絕大部分（97%）航空器應答機已經(jīng)具備增強型S模式監(jiān)視能力，具有增強型S模式的飛機占到了70%以上，主流空管自動化系統(tǒng)均具備處理增強型S模式雷達數(shù)據(jù)，為了更好地利用S模式的增強監(jiān)視能力，需要對整個S模式監(jiān)視系統(tǒng)進行評估，優(yōu)化地面詢問器詢問交錯模式，引入?yún)f(xié)同監(jiān)視技術，更好地滿足空中交通管理對飛機監(jiān)視的需求。