高级机场场面监视
机场场面监视技术研究
机场场面监视技术研究作者：苗刚来源：《卷宗》2016年第12期1 引言2015年，全行业完成运输总周转量851.65亿吨公里，比上年增长13.8%，完成旅客周转量7282.55亿人公里，比上年增长15.0%；完成货邮周转量208.07亿吨公里，比上年增长10.8%。
国内航线完成运输总周转量559.04亿吨公里，比上年增长10.0%，其中港澳台航线完成16.22亿吨公里，比上年增长0.3%；国际航线完成运输总周转量292.61亿吨公里，比上年增长21.9%。
全行业完成旅客运输量43618万人次，比上年增长11.3%。
国内航线完成旅客运输量39411万人次，比上年增长9.4%，其中港澳台航线完成1020万人次，比上年增长1.4%；国际航线完成旅客运输量4207万人次，比上年增长33.3%。
随着民用航空运输业的高速发展，机场的飞机和车辆数量迅速增加，场面的运行环境更加复杂，安全问题日益突出。
在日常运行中不可避免地存在飞机与飞机、飞机与车辆以及车辆之间的碰撞冲突，跑道入侵事件也经常发生。
在历史上发生过多起跑道入侵事故。
1977年3月27日，非洲西北大西洋中西班牙加纳利群岛的特内里费岛上的洛司罗迪欧机场跑道上，两架波音747客机相撞，乘客和机组人员583人死亡，仅54人幸免于难。
这是民航史上最大的空难事件。
如何在有限的空间、多变的天气条件下管理好越来越多的飞机及相应增加的地服车辆，成为各国机场当局必须考虑的问题。
2 机场场面引导和控制系统在大雾、夜视等低能见度气象条件下这种情况更为严重。
由此导致了机场容量紧张、航班延误，严重降低了运行效率和安全水平。
传统的机场场面监视是依靠塔台管制员目视指挥，安全性不高，且容量受限。
机场场面引导和控制系统（SMGCS，Surface movement guidance and control system）依靠场面监视雷达，能够在一定程度上解决这些问题，但成本较高，存在覆盖盲区，并且在天气恶劣条件下，雷达信号严重衰减，制约了其可用性，无法实现有效监视。
虹桥场面监视雷达假目标抑制处理研究与总结
虹桥场面监视雷达假目标抑制处理研究与总结虹桥场面监视雷达假目标抑制处理研究与总结虹桥场面监视雷达是指运用雷达技术对于虹桥机场航空器进出场过程中的空域进行俯视监视，获取航空器的空中位置、航向、速度等信息。
然而，在虹桥场面监视雷达中，存在大量的噪声和干扰。
其中，最为突出的就是虚假目标。
因此，如何对虹桥场面监视雷达中的假目标进行抑制处理，成为了雷达技术相关领域中一个研究难点和热点。
虚假目标是指雷达捕获的信号不是来自于实际存在的空飞机、降落机或其他物体，而是改变了雷达所接收到的信号特性的干扰源。
例如，固定结构物、花草、雨雪霜冰、鸟类等都有可能导致雷达产生虚假目标。
虚假目标在雷达监测中所导致的问题是比较严重和普遍的。
因此，要对虚假目标进行抑制是必要的。
虚假目标产生的原因主要有以下几个方面：1. 环境影响雷达监测环境中的相互干扰会产生大量的虚假反射。
例如，气象条件的改变，降雪、降雨、大风等都会对雷达输出数据产生较大的干扰。
2. 信号传输过程中的影响雷达发射后，一路上都会遇到一系列不同性质的物体和目标。
这些物体对雷达发射的能量产生衰减，并在物体表面发生散射和反射，从而干扰雷达的有效监测信号。
3. 微弱信号的干扰雷达接收到很微弱、很临界的目标信号时，如果同时存在其他高功率的信号或杂波，那么这些微弱的信号就会被这些噪声较强的信号覆盖掉，从而导致虚假目标的出现。
在虹桥场面监视雷达中，虚假目标的抑制处理主要包括以下几个方面：1. 信号处理对输入的雷达信号进行频率分析和脉冲重复周期分析，确定目标的信号特征，并对虚假信号进行滤波处理，以区分出真正的目标。
2. 监控和控制控制雷达输出的反射能量，定期调整其灵敏度，确保信号在一定的能量范围内，防止因信号强度超出所能接受的范围而引起系统失调。
3. 算法抑制处理运用高级的虚假目标抑制算法，对虹桥场面监视雷达中的虚假目标进行识别和抑制。
这些算法主要包括高斯滤波、复判定器、CFAR、神经网络等。
场面监视技术在深圳机场应用展望
场面监视技术在深圳机场应用展望摘要:目前,国内外机场场面监视系统实现的主要方式包括:SMR(场面监视雷达)、ADS-B(广播式自动相关监视)、MLAT(多点定位)。
本文主要通过描述几种技术的工作原理及在国内外机场的应用,对三者未来在深圳机场的应用进行了展望总结。
关键词:场面监视SMR ADS-B MLATApplication of surface surveillance technology in Shenzhen Airport Abstract: At present, surface surveillance systems of most international airports generally consist of SMR (scene surveillance radar), ADS-B (broadcast automatic dependent surveillance), and MLAT (Multilateration). This paper describes the principle of the three technologies and its application in airports at home and abroad, to summary its application in Shenzhen airport.Key Words:Surface surveillance;SMR;ADS-B;MLAT近几十年来,我国航空运输业发展迅速,机场飞机起降数量猛增。
在很多机场,传统的仅仅利用塔台监视管理机场场面安全的方式已经不能满足交通安全的需要。
因此,在国内外大型机场相继产生了如场面监视雷达系统、ADS-B、MLAT等先进的机场场面监视系统。
场面监视雷达系统目前在庞大复杂的多跑道机场以及一些气象条件很差的机场已经得到广泛的应用。
法国戴高乐机场、英国希斯罗机场以及国内的上海浦东国际机场、首都国际机场、广州白云机场都引进了场面监视雷达系统来监视机场的交通[1]。
民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可目录 第一部分
民航数据通信有限责任 数字化自动航站情报
临时使用许
25 公司
服务系统
AVITIS-DATIS-3000 可证
2013.8.28 L-C-ATIS-(ADCC/AVITIS-DATIS-3000)-ADCC
民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可目录
第二部分：已取得许可的设备型号目录——导航
序 设备厂家
9 SELEX SISTEMI INTEGRATI INC.
10 SELEX SISTEMI INTEGRATI INC.
11 Indra Navia AS 12 Indra Navia AS 13 THALES ITALIA S.p.A.
SELEX SISTEMI INTEGRATI INC. 14
使用许可证 使用许可证 使用许可证
临时使用许可证
使用许可证 使用许可证 临时使用许可证 使用许可证
临时使用许可证
临时使用许可证
使用许可证 使用许可证 临时使用许可证
临时使用许可证
使用许可证
有效期至
2013.6.29 2013.6.29 2017.7.5
2013.12.14
2013.7.29 2013.6.29 2012.11.23 2017.7.5
D100
17 德国贝克航空电子公司 甚高频地空通信电台 GK415
18 德国贝克航空电子公司 甚高频地空通信电台 TG460
19 德国贝克航空电子公司 甚高频地空通信电台 TG560
北京东进记录科技有限
20 公司
自动转报系统
DCTT2000
上海宏光经济信息发展
21 中心青岛电子技术部
自动转报系统
ZB-16/64D
浅析ADS—B信号接入HITT场监自动化系统
浅析ADS—B信号接入HITT场监自动化系统随着乌鲁木齐机场二跑道项目的实施，原建于跑道北边的场监雷达需择址搬迁。
在场监雷达迁址期间，无法获取场面位置信息。
将ADS-B信号接入场面监视自动化系统，可使场监自动化继续为管制员提供服务。
经过信号接入方案的确定，ADS-B数据分析，信号安全性和稳定性测试，ADS-B信号顺利接入场监自动化系统中，提高了场面监视能力，弥补了场监雷达盲区，简化了塔台管制员工作流程，增强了场面监视设备的安全冗余度。
标签：ADS-B信号；监视自动化系统；研究引言乌鲁木齐HITT场面监视自动化系统于2014年5月建设完成并投入运行。
该系统可以引接场面监视一次雷达信号，ADS-B信号和多点定位信号。
在建设之初，该系统仅配套建设了TERMA场面监视雷达。
随着机场二跑道项目的实施，原建于跑道北边的场监雷达需择址搬迁。
在场监雷达头拆除到新址安装并调试完毕的这一段时间内，场面监视自动化系统没相应的信号源，无法获取航班位置信息。
ADS-B信号接入场面监视自动化系统，使场面监视自动系统除TERMA雷达以外，具备了第二种信息源，提高了复杂天气条件下的场面监视能力，增强了场面监视设备的安全冗余度。
1 HITT场监场监自动化系统，又名高级场面引导和控制系统（A-SMGCS）。
乌木鲁齐场监自动化系统是荷兰HITT公司产品，系统完全基于机场的布局，满足在各种可能的能见度和场面运行密度的条件下，为场内的飞机和车辆的移动提供安全有效的监视服务。
监视功能：负责目标跟踪和识别。
路经选择功能：负责飞机和车辆在场内运行路线的科学规划和分配。
引导功能：用于控制（视频）路经引导辅助系统。
控制功能：负责监控场内路经运行状态和跑道/滑行道侵入告警。
用户：塔台，进近，T1/T3现场调度。
2 接入方案HITT自动化系统在建设时有一套运行系统，同时配备了测试系统，测试系统与运行系统配置基本一致，用于平时参数修改的测试，地图制作的验证，特别是修改视频地图时，在不影响运行系统的前提下，将假目标等进行视频过滤，是保障运行自动化系统安全的先锋。
场面监视雷达介绍
场面监视雷达设备概述
双频冗余雷达头
双频双冗余雷达头
场面监视雷达设备概述
雷达终端部分： 浦东：HITT雷达终端处理系统：CMSP监视控制系统2台、CTP
中央处理系统2台、DP席位显示处理系统塔台3台;站坪楼1台;机房内1台 共5台、RDP雷达数据处理系统2台、RRP数据回放系统2台、IP接口处 理系统2台&
浦东场监雷达头
A1
A2/A3 A4
A13 A12 A15
A17 A20
转至虹桥场监雷达 头部分
A21 A22 A23 A24 A25
集成低噪声接收机A1
接收目标信号回波;信号从环行器出来经过到3 级固态限幅器;再送至2级低噪声放大;然后跟由 自动频率控制的本振频率混频后送到带通滤波 器;产生两路视频和一路100MHz的噪声&
一套&雷达头分成两个独立的通道;分别为RXTX1与RXTX2;每个通道由两部收发机
构成;同时工作在不同的载波频率上;分别是9170兆赫、9438兆赫;都为x-band;当一个
通道在工作状态时;另一个通道处于热备份状态;与浦东的雷达头设备相比;相当于多
了一倍的冗余;而且硬件更加模块化;在接下来的介绍中会详细阐述&
调制器组合A2/A4和脉冲分析组件A3
通过各触发信号控制充放电过程；通过脉冲形 成网络PFN的充放电过程;得到一个-8KV/8A的 电压送到磁控管&
噪声因子及功率计A12
机内计量监控：正向功率；反射功率；噪声因 子&
内部接口组件A13
产生STC曲线的输出；AFC延时的调节；各触 发信号的缓冲作用&
雷达头部分：
浦东：Terma X BAND双频冗余雷达头：雷达由两部收发机构成;同时工
以国内某机场为例的多点定位系统的调试验证
以国内某机场为例的多点定位系统的调试验证摘要：场面多点定位技术（MLAT）是一种新兴的用于机场场面的一种新型监视技术。
多点定位技术的原理在其他领域，如GPS定位、移动基站定位都有着广泛的应用。
而在民航领域，场面多点定位技术作为高级场面引导与控制系统（A-SMGCS）的一种监视源，通过接收待定位目标发出的民航常用信号，如ADS-B报文、A/C模式雷达信号、S模式雷达信号等。
一方面通过接收这些信号对机场场面中的移动目标，如航空器，车辆进行计算完成实时定位，另一方根据这些信号提供的地址码，航班号等信息在A-SMGCS中完成目标与计划的自动关联，提供给管制员使用。
目前我国对场面监视技术的应用主要几种在大型机场，使用的是场监一次雷达作为监视源。
但是使用场监一次雷达作为场面监视的监视源，由于雷达的特性，面对大型机场场面复杂情况，如双跑道，三跑道，指廊较多等情况，一个雷达并不能对场面情况进行有效的监视，同时存在较多的盲区。
并且用场监一次雷达作为监视源，其价格较高，且一次雷达易受极端天气影响，在使用过程中是靠电磁波反射定位，无法获取目标其他信息。
随着经济的发展，民航事业也在飞速发展，各中小机场对场面监视的需求越来越大，场面多点定位系统这一监视新技术在各中小机场开始作为主要的场面监视手段，在大型机场，场面多点定位系统是对场监一次雷达的重要补盲手段。
场面多点定位系统较场监一次雷达来说，价格较为低廉，其覆盖区域取决与地面站的覆盖范围，面对场面复杂的情况，可以通过地面站的数量来减少盲区，同时通过增加地面站数量也能提高定位的精度，具有可扩展性。
同时场面多点定位系统能接收航空器，车辆发出的报文或其他信息，实现目标与标牌的自动相关，减少了管制员的操作，提高了工作效率。
本文在完成多点定位系统建设的基础上，着重介绍多点定位系统的调试验证工作，以证实系统满足设计及使用需求。
关键字：场面多点定位系统，站点布局，系统设计一、场面多点定位系统主要结构场面多点定位系统主要包括远端台站，中心站和相关通信网络。
浅析多点定位（MLAT）场面监视系统
自从机场产生以来,机场场面监视就得到了重视和发展。
对机场地面飞机和车辆的监视和管理,是维护机场地面秩序,保证地面安全的重要手段。
20世纪50年代起,美国大中型机场开始配备场监雷达用来监视交通,然而1977年发生在特内里费和1991年发生在洛杉矶国际机场的飞机相撞事件引起了人们对现有监视系统的深刻反思[1-3]。
由于传统的场监雷达已经无法满足机场交通安全的需要,因此先进的场面监视系统陆续产生,其中以多点定位(MLAT)系统为代表的新一代场面监视系统在国外大中型机场被广泛地使用。
1传统的场面监视系统目前我国机场场面监视使用的是传统的场面监视系统,即场监雷达[4]。
场监雷达主要用于监视机场地面飞机与车辆的一次雷达系统,它由高速旋转的天线、发射机、接收机、信号处理器、数据处理器和显示系统组成。
通过天线发射无线电波,电波被飞机反射,雷达通过对反射信号处理,从而获得目标的距离、方位,然后数据处理器通过与FDP (飞行数据处理器)、二次雷达相关,从而得到飞机识别信息。
但是传统的场面监视系统有其缺陷,第一,它的雷达信号可能会被大雨、雪或者雾扭曲,从而产生错误信号。
第二,由于障碍物的遮挡存在一定的盲区。
第三,场监雷达对车辆也无法识别。
2多点定位(MLAT )系统由于传统的场面监视系统存在着缺陷,因此一种全新的基于应答机的监视系统诞生了———多点定位(MLAT)系统[5-6]。
MLAT 系统不是使用无线电波的反射来定位,而是使用多个接收机接收飞机的机载A/C,S,ADS-B 模式的应答,利用应答信号到达接收机的时间差(即TDOA 定位技术)来实现精准定位,并且根据应答码中的地址码对目标进行识别。
系统由多个安装于机场场区的地面站组成,在同一时刻内,至少3个地面站接收到同一目标的应答信号进行解码,并将数据送达目标处理器,目标处理器根据各个接收机的数据计算出目标位置,并且通过高刷新率来确定其运行轨迹,根据各目标的位置和运行轨迹,进行冲突预警及告警。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
谢谢！
A-SMGCS的新技术（2/3）
多点定位 （MLAT，Multilateration） 系统,是基于应答机的多点相关监视系 统，它使用多个接收机捕获应答机脉冲 并计算目标位置和标识，可以精确地对 机场场面和周围地区安装有 A/C 模式、 S 模式应答机的飞机和安装车载应答机 的车辆进行监视。
A-SMGCS的新技术（3/3）
A-SMGCS 国内外研究现状（2/2）
国内对 A-SMGCS 系统的研究还处于起步 阶段。少数几个国际枢纽机场部署了 SMGCS 系统，驾驶员和飞行员不能直接 监视机场场面的运行情况，不能实现自动 相关监视。我国在首都机场、上海虹桥和 浦东机场以及广州新机场几个大型国际 枢纽机场建设有场面监视雷达，主要用于 跑道、滑行道和机场场面移动目标的活动 引导及监视。
A-SMGCS的新技术（1/3）
广播式自动相关监视（ADS-B， Automatic Dependent Surveillance Broadcast）,即航空器自动广播由机载 星基导航和定位系统生成的精确定位信 息，地面设备和其他航空器通过航空数 据链接收此信息，卫星系统、飞机以及 地基系统通过高速数据链进行空天地一 体化协同监视。
A-SMGCS的基本功能
监视 导向
路由
控制
A-SMGCS 的分级
I 级：监视 II 级：告警 Ⅲ级：自动路径选择 Ⅳ级：自动引导 V 级：通常适用于最低能见度条件下
A-SMGCS 国内外研究现状（1/2）
Eurocontrol 制定的A-SMGCS 实施方案分为四 个阶段：第一个阶段至2005年底，目标是实 现基本的监视功能，提供机场移动目标的位 置和确认信息；第二阶段至2008年底，目标 是实现控制和引导功能；第三阶段至2011年， 其监视功能要求通过类似ADS-B技术达到使飞 行员和车辆驾驶员能够共享目标信息的水平； 第四阶段至2015年，功能与第三阶段相同， 只是它的进一步完善。
浅谈高级 - 地面活动引导和 控制系统（Advanced Surface Movement Guidance and Control System）
机场场面监视的发展历程
基于“看见与被看见”的原则 进行导航
基于场面监视雷达的机场场面 监控系统（SMGCS）
高级机场场面监控系统 (ASMGCS)
A-SMGCS的原理