空管二次雷达数据仿真系统的设计与实现
空中交通管制S模式二次雷达信号处理系统

空中交通管制S模式二次雷达信号处理系统【摘要】空中交通管制本身具有难度大、工作复杂的特点,随着近年来经济的迅速发展,航空业的生机勃勃,更是增加了其工作量;传统的ATCRBS处理器虽然在过去为空中交通管制带来了很多方便,但如今却显得“漏洞百出”;科学技术的进步让人们亟待完善航空交通,S模式二次雷达信号处理系统就是在这种背景下产生的。
本文从S模式二次雷达信号处理系统与ATCRBS的不同点对比、空中交通管制应用S模式处理系统的必要性和优越性、S模式处理系统的技术研究及重大意义五个方面来进行简析的,以期完善交通管制,促进航空业的发展。
【关键词】询问信号;应答信号;有效信息;监测;校验经济发展与科学技术的进步是相辅相成的,经济发展是科学技术进步的保障,科学技术也能够促进经济的进一步发展。
在当前人民生活水平迅速提高的背景之下,在高水平的科学技术保障之下,人们对航空的需求明显增大,空中交通管制也越来越重要。
S模式二次雷达信号处理系统由于本身的优越性,必将普及于各国的交通管制之中。
一、S模式二次雷达信号处理系统与ATCRBS的不同点对比二次雷达信号处理系统是在战争的需求中产生的,当时是主要用于判断敌我的系统,为参战国提供了有效的信息。
随着世界的变化和科学技术的发展,如今二次雷达信号处理系统则主要用于空中交通管制。
S模式处理系统是ATCRBS 的发展,我国正处于由ATCRBS向S模式过渡中,二者的不同之处主要包括询问和应答方法不同、传递交通信息方式不同及应答频率和有效性不同三个方面。
(一)询问和应答方法不同传统的ATCRBS系统所采用的是一种类似于广播技术的技术,地面雷达以扩散的方式向空中的飞机发送询问信号,所以飞机必须无条件接受,同时,也需要全部作出应答;而S模式处理系统利用了更为先进的技术,由于每架飞机都会被分配一个不同于其它飞机的地址,类似于我们电脑网络的IP地址,S模式处理系统将根据地址的不同在预订时间发送询问信号,这样飞机可以只接收属于自己的信号,并会在不同时间作出应答。
基于二次雷达应答机的航空交通管理系统研究

基于二次雷达应答机的航空交通管理系统研究航空交通管理系统(Air Traffic Management System,简称ATM系统)是保障航空安全、提高空中交通效率的关键系统之一。
近年来,随着航空业的快速发展和航空器数量的增加,如何更好地管理和控制航空交通已成为重要的研究方向。
基于二次雷达应答机的航空交通管理系统是一种利用二次雷达技术来实现航空交通监控和管理的系统。
在这个系统中,二次雷达应答机被安装在飞机上,通过接收、处理和发送信号与地面雷达台进行通信,实现了对飞机位置、高度、速度等信息的实时获取。
首先,基于二次雷达应答机的航空交通管理系统可以提供实时的飞机位置信息。
二次雷达应答机携带的航空器识别信号(Mode S信号)可以与地面雷达台进行通信,实现对飞机的准确定位。
通过收集多个雷达台发出的信号,系统可以计算出飞机的精确位置,并将其显示在地面控制台上。
这样一来,航空管制员可以准确了解到每个航班的位置,从而更好地控制航空交通,避免飞机之间的相撞和碰撞。
其次,基于二次雷达应答机的航空交通管理系统可以提高航空交通的效率。
传统的航空交通管理系统主要依赖于机载雷达进行飞行监控,但机载雷达的监视范围有限。
而基于二次雷达应答机的系统则可以实现更广范围的监控,能够同时监控多个飞机的位置和状态。
这样一来,航空管制员可以更好地分配空中交通流量,提高航班的运行效率。
此外,通过系统的自动化处理和智能算法,航空交通管理系统还可以优化航路规划,减少飞机在空中的等待时间,进一步提高交通效率。
另外,基于二次雷达应答机的航空交通管理系统对于航空安全也有着重要的意义。
通过实时监控飞机的位置和高度,系统可以快速发现飞机的异常行为和危险情况,及时通知航空管制员采取相应措施。
而在紧急情况下,系统还可以向飞机发送警示信号,引导其采取避碰动作。
这些功能的存在可以大大提高航空安全水平,为乘客和机组人员提供更稳定和安全的航空出行环境。
除了以上功能,基于二次雷达应答机的航空交通管理系统还可以支持飞行数据记录和分析,提供数据支持给航空事故调查和安全改进工作。
二次雷达应答机的辐射传输模型建立与仿真

二次雷达应答机的辐射传输模型建立与仿真一、引言二次雷达(Secondary Radar)是一种在雷达系统中广泛应用的辅助技术,它通过在飞机、船只等目标上安装辐射源来进行通信和定位。
二次雷达应答机是该系统中的重要组成部分,需要建立与仿真相应的辐射传输模型,以确保系统的可靠性和性能。
二、二次雷达应答机的基本原理1. 二次雷达的工作原理二次雷达系统由二次雷达地面站和二次雷达应答机组成。
当地面站向飞机发送询问信号(Interrogation),应答机接收到信号后,通过内部处理并回应(Reply)一个特定的应答信号。
地面站接收到应答信号后,根据信号的传输时间和特定的算法,确定目标的位置和其他相关信息。
2. 二次雷达应答机的结构二次雷达应答机通常由接收机、发射机、信号处理单元和控制单元组成。
接收机接收到地面站发送的询问信号,发射机负责回应应答信号,信号处理单元负责对接收的信号进行处理和解码,控制单元负责控制应答机的工作状态。
三、辐射传输模型的建立辐射传输模型是分析二次雷达应答机工作状态的关键。
通过建立合理的辐射传输模型可以对应答机的性能进行评估和优化。
1. 脉冲响应模型脉冲响应模型描述了二次雷达应答机在接收到询问信号后产生的应答信号。
根据辐射源的特性和信号处理单元的运算方式,可以建立对应答信号的脉冲响应模型。
该模型可以用数学函数表示,并通过实验数据进行参数估计和拟合。
2. 传输损耗模型传输损耗模型描述了二次雷达信号在传输过程中的衰减情况。
信号传输过程中会受到空气、地形和其他因素的影响,导致信号的衰减。
通过建立合理的传输损耗模型,可以对信号的传输损耗进行预测和补偿。
3. 多径传播模型多径传播模型描述了信号在传输过程中多个信号路径之间的相互干扰情况。
由于信号在传输过程中可能经历多次反射、衍射和绕射,导致接收信号中存在干扰或多个信号的叠加。
通过建立合理的多径传播模型,可以对接收信号进行有效的分离和处理。
四、辐射传输模型的仿真为了验证辐射传输模型的准确性和可靠性,可以进行仿真实验,模拟不同工作场景下二次雷达应答机的工作状态。
对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析

对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析民航空管二次雷达系统是民航空中交通管理的重要工具,它的安全运行对于保障飞行安全至关重要。
航空雷达系统的电磁环境对其安全运行有着重要的影响。
本文将对民航空管二次雷达系统的电磁环境进行分析,以确保其安全运行。
1. 电磁干扰:民航空管二次雷达系统的正常运行需要接收并解码来自飞行器的雷达信号,然后将其转换为可视化的飞行器位置信息。
当系统遭受电磁干扰时,会导致信号解码错误或者丢失,从而严重影响雷达系统的准确性和稳定性。
2. 电磁辐射:雷达系统本身会产生电磁辐射,而且在一定程度上会对周围的电子设备产生影响。
如果周围的电子设备对这种辐射特别敏感,就有可能造成干扰或者损坏。
合理的电磁屏蔽是必不可少的,以确保雷达系统的运行不对周围设备产生负面影响。
3. 电磁兼容性:民航空管二次雷达系统通常会与其他雷达系统、通信系统和导航系统一起运行。
这些系统之间的电磁兼容性需要得到充分考虑,以确保它们在运行时不会相互干扰,而且能够协调配合工作。
二、电磁环境分析方法1. 电磁环境测量:通过实地测量分析雷达系统所处位置的电磁辐射情况,包括电磁场强度、频率分布等参数。
这种方法可以直观地了解到雷达系统周围的电磁环境情况,为后续的电磁环境分析提供数据支撑。
3. 设备电磁兼容性测试:对雷达系统周围的设备进行电磁兼容性测试,包括模拟其他系统可能产生的电磁干扰,以及确定系统之间的电磁互相影响情况。
这种方法可以为系统的设备选择和布局提供参考,确保系统之间的电磁兼容性。
三、保障民航空管二次雷达系统安全运行的措施1. 定期的电磁环境监测:对雷达系统周围的电磁环境进行定期监测,包括电磁场强度、频率分布等参数,以及对周围设备的电磁辐射情况进行定期检查,确保系统运行时的电磁环境符合规定标准。
2. 合理的电磁屏蔽设计:对雷达系统进行合理的电磁屏蔽设计,包括对系统产生的电磁辐射进行控制,以及对周围设备进行合理的电磁屏蔽,确保系统的安全运行。
一种空管二次雷达性能分析系统的设计

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对于数据分析模块 的设计 , 可 以参考文献[ 2 1 的方法 . 对来 自接收模 块 的数据进行解析 . 并根据实际的运行标准及数据格式 进行 数据的存 对 应 的航 迹 是 正 常 的 在 实现上 , 软件对字符 串的处理是 系统实现数据解析的一个重点 。 对于 S S R错 误概 率分 析则 可 以通 过 收到 的错误 S S R 目标报 告 储例如两个 固定字符间数据的截取如下 : s t in r g b e g i n =” EO’ ’ : 到 的单 目标 和联合 目标报告 数 ( A模 式 目标报 告数 、 c模式 目 标 报告 s t i r n g e n d = ” F 4 ” : 数 以及错 误 目标 报告数 ) 。在 S S R 目标检测 概率上 可以对其 进行 错 i n t b e g i n I n d e x = s t r . I n d e x O f ( b e g i n ) + b e g i n . L e n g t h ; 误源 分析 , 例 如窜扰 引起错误 、 旁瓣 引起错误 、 多路 径反射 引起错 误 等 目标错 误报告 。这对 于后 期故障分 析及性能分 析是一个较好 的基 i n t e n d I n d e x = s t r . I n d e x O f ( e n d ) ; 础数据 。 s t i r n g r e s u l t s t r = s t r . S u b s t r i n g ( b e g i n I n d e x , e n d l n d e x—b e g i n l n d e x ) ; 最后 . 在软件与数据库的数据交互上, C #提供 了与 S Q L S E V E R之 另一方 面 . 如上所述 . 质 量性能检 测也是系统必须 考虑 的一个关 键。在系统设计 上 , 质 量性能的考虑则包 括位置精度以及分辨 能力 的 间的快捷数据接 口。实现较为简单此处亦不再赘述 。 检测 。 位置精确度主要指的是雷达数据解 析的经 纬度坐标 与真正 飞行 器位 置的距 离。 影响精确度 的主要 有系统硬件误差 、 软件误差 、 随机误 差 以及高度 、 位 置的跳 变。而分辨力 主要考 虑的是 两个飞行物 的区分 及识别能力 。 对于 S S R有关文献_ l 】 提 出斜距  ̄ <2 N M. 方位 角≤2 倍正常 3 d B波束宽度 范围内的可以接受 目标不可辩 . 这也 成为本文系统后续 软件设计 的阈值管理参数 最后 , 在数据联合 和有效性 的讨 论上 . 主要 考虑两个 雷达联合形 成一个 目标 的能力 以及给定随机事件范 围内. 系统对 目标报告使用 的 有效概率 , 包括任意时 间范 围内的有效性和稳态有效性
AMS SIP-S航管二次监视雷达系统分析

图1雷达头设系统配置图1AMS SIR-S雷达系统概述1.1系统介绍AMS SIR-S雷达系统采用单脉冲技术,使得测角精度大大提高,理论上分析一个雷达回波就可以确定目标的到达角,从而可以大大减少地面站的询问率,使得异步干扰进一步减少。
由于利用OBA信息和更为强大的计算能力,使得雷达录取时抗击假目标和同步干扰目标性能也大大提升,雷达的水平覆盖范围是0.5-256海里,垂直覆盖角度为0.25度—40度,检测概率不小于99%。
AMS SIR-S雷达系统包括天线Science&Technology Vision科技视界101Science &Technology Vision科技视界群,SIR-S 单脉冲二次监视雷达,双雷达头处理器(RHP),雷达维护监视席位,本地控制和监视系统,以及双以太局域网,其连接如图1所示。
1.2发射机单元发射机单元由两个发射机组成:一个为主发射机,也是和通道发射机;一个是辅发射机,也是控制通道发射机。
发射机采用全固态发射机,并且使用了插接式连接。
发射机输出功率衰减分为8个等级,从-12dB,以2dB 为步进,也可以完全关断输出功率。
输出功率可进行方位编程,每周扫描分为128个扇区,相应每个扇区为2.8度。
在每个扇区对P1-P3和P2的输出功率进行控制。
发射机具有BITE(built in test equipment)自检功能,可向RPCM 发送状态报告,并接受RPCM 控制,其检测可到达LRU (least replaceable unit)级别。
发射机的频率为1030MHz+0.01MHz;输出功率大于62dBm。
如图2为发射机单元原理方框图。
1.3接收机单元接收机采用全固态接收机,并且使用了插接式连接。
接收机单元包含三个匹配的对数通道,分别是Σ通道,Δ通道和Ω通道。
另外还包括了相位检测器。
三个通道各向RPCM 送出两路视频信号,向相位检测器送出一路视频信号。
探究航管二次雷达天线测试系统的实现

对我 国 的 空 管 雷达 的 高 速 、 有 效 和数 字 化 性 能 提 出 了 较 高 的 要 求 , 在 空 管 安 全 方面 展 现 出 了 良 好 的 应 用效 果 。 需 要 构 建航 管 二 次 雷 达 天 线 测试 系统 , 以便 能 够 满 足 现 阶 段航 空 的 发 展 要 求 , 研 制出周期短、 测 试 方 便和 精 度 高 的 雷 达 测 试 设备 成 为 现 阶段 雷达 测 试 需要 迫 切 解 决 的 问题 。
【 关键词 】 航 管二次雷达 ; 天线测试系统 ; 实现 【 中图分类号 】 T N 9 5 7 . 2 【 文献标识码 】 A
【 文章编号 】 1 0 0 6 — 4 2 2 2 ( 2 0 1 7 ) 1 7 — 0 2 9 7 一 O 1
前 言
与 建 筑 物楼 顶 或 山地 保 持 平 齐 , 测试 场地 需要 选在 无 高 山、 控
矿 和 无 建 筑 物 遮 挡 的 环 境 下 ,避 免 受 电磁 干 扰 对 测 试 的精 准
航 管二 次 雷 达 在 最 初 的 应 用过 程 中 主要 是 用 作 识 别 敌 我 ( 测 试 目标 , 将 机 场 内的 雷 达 作 为 主要 的 而产生的 . 经过不断的发展 . 现 阶 段 主 要 被 应 用 于 民航 的 空 中 性造成较大的影响。 将 雷 达 的 询 问频 率 设 置 为 1 0 3 0 M ̄ 1 0 K, 接 收 频 率 交 通 管 制 系统 中 , 取 代 了原 来 的程 序 管 制 系统 。 通 过 对 航 管二 测 试 目标 . 0 9 0 M± 3 M。 ( 测 试 目的 。 通过对航管二次雷达天线测 次 雷 达进 行使 用 .地 面 控 制 中心 管制 员 可 以 透 过 雷 达 屏 幕 观 设 置 为 1 察到飞机的速度、 代码和位 置信息等参数 , 能 够 给 驾 驶 员提 供 试 系统 进 行 外 场 测 试 的 过 程 ,能 够 直 观 的 了 解到 雷达 的发 射 完成 对 雷达 天 线 机 场 的测 试 , 提 取 雷达 信 息 。④ 测 飞机 之 间 的相 对位 置信 息 。能 够 有 效 的 消 除掉 飞机 存 在 的 潜 询 问信 号 , 试流程。 待 测 试 系统 开 机预 热之 间 , 需 要 对 已经 开 启 的 软件 进 在相撞 事故 。 确 保 了飞 机 飞 行 的 安 全 性 。
对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析

对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析民航空管二次雷达系统是民航领域中非常重要的设备,它在民航飞行中的监控和导航中扮演着至关重要的角色。
然而在二次雷达系统的安全运行中,电磁环境往往是一个不容忽视的因素。
本文将就民航空管二次雷达系统的电磁环境进行分析,以保障其安全运行。
我们需要明确二次雷达系统的工作原理。
二次雷达系统是一种主从式雷达系统,它由地面雷达站和飞机上的应答器组成。
地面雷达站向空中发送脉冲信号,而飞机上的应答器接收到信号后发送回应。
地面雷达站再接收到这些回应信号,并通过计算时间差来确定飞机的位置和高度。
在这个过程中,涉及到了频率的发送和接收,而这涉及到了电磁环境的因素。
在分析二次雷达系统的电磁环境时,我们首先需要考虑的是频率的选择。
合适的频率能够最大限度地减少电磁干扰,提高雷达系统的信号传输质量。
频率的选择还要考虑到国际通用的频率标准,以保证不同国家和地区的飞机都能够顺利地接收到雷达信号。
还需要考虑到频率的稳定性和抗干扰能力,确保雷达系统在复杂的电磁环境中也能够正常运行。
还需要考虑到电磁环境对二次雷达系统其他部件的影响。
例如雷达系统中的信号处理器、数据传输线路等都需要考虑到电磁环境对其稳定性的影响。
在复杂的电磁环境中,这些部件可能会受到干扰,影响到雷达系统的正常运行。
在二次雷达系统的设计和布置中,需要充分考虑到电磁环境的因素,采取相应的措施,确保雷达系统在各种复杂的电磁环境中都能够稳定运行。
对民航空管二次雷达系统安全运行的电磁环境分析是非常重要的。
合理的频率选择、天线设计和布置以及其他部件的考虑,能够有效地减少电磁干扰,保障雷达系统的安全运行。
在今后的民航领域中,我们还需要不断地加强对二次雷达系统电磁环境的研究,不断提高雷达系统的抗干扰能力,以保障民航飞行的安全与顺畅。
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【Abstract】:This article design and implementation of multi radar signal simulation system.To achieve the conversion of level rectangular coordinate radar target WGS84 space geodetic coordinate coordinates by using the transverse Mer cator Projection algorithm,the plane coordinate conversion of the X,Y axis coordinate translation,the target relative to the radar station distance and azimuth,arrangement of all kinds of parameter information of radar target in accordance with the Asterix standard CAT001 radar data frame format, packaging a HDCL synchronization signal to realize the purpose of simulation.The results show that the multi radar signal simulation system is widely used,and can be widely used in the field of Civil Aviation Radar,ATC automation system and radar signal simulation. 【Key words】:Radar;Signal simulation;Air traffic control;Map projection;Coordinate transformation;ASTERIX
由 于 雷 达 设 备 构 造 复 杂 ,价 格 昂 贵 ,在科研以
及 教 学 领 域 很 难 以 直 观 、经济的方式进行数据分析 和 研 究 ,而利用计算机仿真技术却可以很好满足这 一需 求 [2,3]。在 国 内 ,对雷达数据仿真技术的研究尚 刚 刚 起 步 ,二 次 雷 达 数 据 的 模 拟 仿 真 系 统 也 较 多 , 但 功 能 大 多 与 空 管 实 际 业 务 相 差 较 大 ,或只侧重对 雷 达 信 号 的 分 析 处 理 而 缺 乏 仿 真 输 出 的 功 能 ,或仿 真 的 效 果 与 实 际 需 要 出 人 较 大 ,无 法 直 接 应 用 等 ; 此 外 ,现空管单位使用二次雷达仿真系统普遍存在 数 据 输 出 格 式 单 一 ,受限于特定空管自动化系统的 情 况 ,不 便 于 市 场 推 广 应 用 。本文介绍了空管二次 雷 达 数 据 仿 真 系 统 的 设 计 思 路 ,通 过 地 图 投 影 、坐 标系转换等技术完成空管二次雷达数据仿真系统地 搭 建 ,并 按 照 A STER IX 标 准 格 式 进 被广泛应用于民用航空领域的空管二 次 雷 达 ,来源于空战中区分敌我双方飞机的敌我识 别 系 统 ,将其与飞行计划信息处理结合而形成的空 管自动化系统是目前空中交通管制行业实施雷达管 制 的 主 要 手 段 。近 年 来 伴 随 着 我 国 航 空 事 业 的 不 断 发 展 ,航 班 量 不 断 增 加 ,空 域 流 量 愈 加 繁 忙 ,二次 雷 达 作 为 对 空 监 视 的 主 要 手 段 ,对其数据的分析和 研 究 已 逐 渐 成 为 空 管 核 心 数 据 研 究 的 热 点 ;相关研 究 成 果 的 投 人 使 用 ,对实际的空管安全运行及工作 效 率 的 提 升 都 会 起 到 很 大 的 帮 助 [1]。
Design and Implementation of Secondary Radar Signal Simulation System
JIANG Peng1,ZHANG Zhe2,GUO Jin-liang1 (1. Zhuhai Terminal Air Traffic Control Center.CAAC, Zhuhai 519015, China;
2017 年 第 38 卷 第 2 期
软件 COMPUTER ENGINEERING & SOFTWARE
2017,Vol.38, No.2 国际 IT 传媒品牌
I 金项玛办文
空管二次雷达数据仿真系统的设计与实现
姜 鹏 ^ 张 喆 2, 郭 金 亮 1 ( 1 . 中国民航珠海进近管制中心,广 东 珠 海 519015; 2 . 中国民航大学,天 津 300300)
摘 要 :主要研究了空管二次雷达数据仿真系统的设计思路与实现方式。利用大地坐标投影算法实现雷达目标从 WGS8 4 空间坐标到平面直角坐标的转换,并将转换后的平面直角坐标进行平移,得出雷达目标相对于雷达站的距离以 及方位。结合以上参数,按 照 ASTERIS CAT0 0 1 标准雷达数据帧格式对雷达目标的各参数信息进行编排,封 装 成 HDCL 同步数据并发送,实现二次雷达数据仿真的目的。二次雷达数据仿真系统具有广泛的推广前景和应用价值,可以被广 泛应用于雷达数据研究、空管自动化系统告警测试等领域。
关键词:雷达;数据仿真;空中交通管理;地图投影;坐标转换;ASTERIX 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A DOI:10.3969/j .issn.1003-6970.2017.02.003 本文著录格式:姜鹏,张喆,郭金亮.空管二次雷达数据仿真系统的设计与实现J ] . 软件,2017, 38 (2): 10-15