多点定位系统通用技术要求.doc

多点定位系统通用技术要求（征求意见稿）1 范围本标准规定了多点定位系统（以下简称多点定位）的技术要求、实验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存的基本要求。本标准使用于设计、生产和验收近程和远程等各型多点定位系统，是制定各型多点定位系统产品标准的基本依据。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 3784-2009 电工术语 雷达MH4010 空中交通管制二次监视雷达设备技术规范MH4008 航管雷达及管制中心设施间协调移交数据规范MH/T 民用航空通信导航监视设施防雷技术规范国际民用航空公约附件 10 第四卷航空电信 国际民航组织（ICAO）ED 117 Minimum operational performance specifications for Mode S multilateration systems for use in A-SMGCS, April 2003, EurocaeRTCA DO-260A 1090MHz扩展电文ADS-B和TIS-B最低运行性能标准EUROCONTROL ASTERIX Category 010 EUROCONTROL监视数据交换标准文件第7部分：单雷达场面运动数据3 术语、定义和缩略语3.1 术语、定义3.1.1 多点定位多点定位是一种独立协同式监视技术，它通过测量目标发射信号到达基站的时间或者到达时间差来确定目标的位置坐标。4个基站可以估算出目标的三维位置。当仅有3个基站时，则不能直接估计目标的三维位置。但是用另一种监视系统可以测得待测目标的高度，则该目标的三维位置也可以确定。多点定位基站数目的增加有利于提高对目标的定位精确度。目标发射信号的工作频率越高，对该目标的定位精确度就越高。3.1.2 多点定位系统多点定位系统是一种类似二次监视雷达的独立协同式监视系统。它是通过测量目标发射信号到达基站的时间或者到达时间差参数来确定目标位置，该定位信号来自于目标的发射系统（民用航空空中交管管理多点定位系统的定位信号通常采用SSR应答机的1090MHz应答信号或者1090MHz数据广播，主要用于终端区、机场场面区域和航路的目标定位）。3.1.3 广域多点定位系统将多点定位技术应用于较大的区域，如航路或者区域环境等对目标进行定位时，则被称为广域多点定位系统。3.1.4 主站多点定位系统的主站（简写为MS）是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，发射规定参数的无线电（询问）信号，通过接收目标发射的无线电信号完成对信号到达时间等等参数测量的无线电台。主站可借助通信网络将获得的参数传输至多点定位系统的目标处理单元，完成对目标的位置估计，同时还可完成基站的组网管理等功能。3.1.5 基站多点定位系统的基站（简写为BS）是无线电接收台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过接收目标发射的无线电信号实施对该信号到达时间等等参数测量的无线电接收电台。基站可借助通信网络将获得的参数传输至多点定位系统的目标处理单元，完成对目标的位置估计。3.1.6 到达时间所谓信号到达时间（简写为TOA），是指目标发射信号在目标和基站间的传播时间。该传播时间与电波速度的乘积就是目标和基站间的距离，通过测量目标和多个基站间的距离，就可以实现对目标的定位。采用该原理实现对目标定位的方法被称为到达时间定位（简称TOA定位，也称为圆定位）。3.1.7 到达时间差所谓信号到达时间差（简写为TDOA），是指目标发射信号在目标和多个基站间的传播时间差。该传播时间差与电波速度的乘积就是目标和基站间的距离差，通过测量目标和多个基站间的差距离，就可以实现对目标的定位。采用该原理实现对目标定位的方法被称为到达时间差定位（简称TDOA定位，也称为双曲线定位）。3.1.8 视距传输目标发射信号在该目标和基站间通过直射路径传播的方式称为视距传输（简写为LOS）。3.1.9 非视距传输目标发射信号在目标与基站间的直射路径被阻挡而导致该信号只能以反射、折射等方式实现传播的方式称为非视距传输（简写为NLOS），它将带来TOA或TDOA测量误差。3.1.10 几何精度因子采用距离测量的定位系统的准确率在很大程度上取决于基站和待定位目标之间的几何位置关系，量化基站几何位置对目标定位准确率影响的度量即为几何精度因子（简写为GDOP）。GDOP定义为定位误差（表示为RMSE形式）与测距误差（表示为RMSE形式）的比率。3.2 缩略语3.2.1 MLATMultilateration 多点定位系统3.2.2 WAMWide Area Multilateration 广域多点定位系统3.2.3 SSRSencond Surveillance Radar 二次监视雷达3.2.4 TOATime of Arrival 到达时间3.2.5 TDOATime Difference of Arrival 到达时间差3.2.6 LOSLine of Sight 视距3.2.7 NLOSNon Line of Sight 非视距3.2.8 GDOPGeometric Dilution Of Precision 几何精度因子3.2.9 RMSERoot Mean Square Error 均方根误差3.2.10 BITEBuilt-in Test Equipment 机内测试设备4 产品分类通常，多点定位系统分为两类：a) 场面多点定位系统(MLAT)，简称多点定位系统；b) 广域多点定位系统（WAM）。5 技术要求5.1 系统组成多点定位系统主要由主站（收发兼有，具有询问功能）、基站、校标单元、目标处理单元、综合处理单元、飞行动态显示单元、监控维护单元和电源等组成，综合处理单元可以与主站设计在一起，也可以分开布置。当机场场面区域有SSR地面站时，多点定位系统的主站不是必须配置的设备。广域多点定位系统主要由主站（收发兼有，具有询问功能）、基站、校标单元、目标处理单元、综合处理单元、飞行动态显示单元、监控维护单元和电源等组成，综合处理单元可以与主站设计在一起，也可以分开布置。当航路监视区域有SSR地面站时，多点定位系统的主站不是必须配置的设备。5.2 一般要求多点定位系统（以下简称系统）的元器件选择与设计制造要求，应按照国家GJB 74A的有关规定执行。民用航空多点定位系统基站的接收信号一般为二次监视雷达（SSR）的应答信号或者1090MHz数据广播。当航空器在机场场面滑行时，应采用航行通告（NOTAM）的方式要求航空器的机载应答机开机。5.2.1 系统(天线除外)采用双机冗余配置，单路输出，具有自动切换和手动切换方式，切换应不影响数据输出的连续性和稳定性。5.2.2 系统应采用全固态器件，具有BITE自检功能，并在本地具有正常与故障指示。5.2.3 系统平均无故障时间(MTBF)应大于20000h，平均故障修复时间(MTTR)应小于0.5h。5.2.4 系统应能24小时连续工作，设计寿命应大于15年。5.2.5 系统可用性不包括允许的维护周期，年度可用性不小于99.99%。5.2.6 系统启动时间不大于90s。5.2.7 系统在供电中断恢复后具备自启动能力，在无人干预的情况下90s内恢复正常工作。5.2.8 系统具有GNSS时标接收能力。5.2.9 系统应支持交流和直流供电电源a) 系统必须具有交、直流两种供电方式。正常情况下以交流供电为主，当交流电源掉点后，应能自动交换到备用直流电源（蓄电池）工作，无间断时间，当交流电源恢复后，应能自动恢复到交流供电状态；b) 两个交流/直流电源应能同时并联供电，也能单独对系统供电；c) 电源电路应有过流、过压保护电路；d) 工作电源：220V20% AC，50Hz3%；24V或48V DC。5.2.10 系统应具备抗雷击能力，参照民用航空通信导航监视设施防雷技术规范（MH/T4020）。5.2.11 环境条件5.2.11.1 室内设备应能在下列环境正常运行:a) 工作温度：-10+45；b) 相对湿度：95%以下（非冷凝）；c）高度范围：正常工作的最高海拔高度不低于5500m。5.2.11.2 室外设备所有外部组件都应能全天候工作，运行条件如下：a）温度范围：-60+70；b）高度范围：正常工作的最高海拔高度不低于5500m；c）风速：0150km/h；d）相对湿度：100%以下（非冷凝）；e）降雨：小于60mm/h；f）冰雹：直径小于25mm，风速低于18m/s；g）结冰：10mm以下；h）盐雾：能在海岸区域工作。5.3 性能要求5.3.1 作用距离a) 多点定位系统(MLAT)，单站LOS覆盖范围不小于110km(60NM)；b) 广域多点定位系统（WAM），单站LOS覆盖范围不小于370km(200NM)。5.3.2 检测概率检测概率：不小于99%（2s周期内），不小于99.9%（5s周期内）；虚警概率：不大于10-4。标识检测概率：不小于99.9%。标识虚警概率：不大于10-6（5s周期）。5.3.3 工作信号二次监视雷达的A/C/S模式，包括ADS-B。5.3.4 定位精确度与覆盖率场面定位分辨率：小于7.5m（成功率大于95%），小于12m（成功率大于99%）；航路距离分辨率：小于30m（成功率大于99%）；覆盖率：5基站LOS覆盖率大于95%，基站的数量及布站方式将改变覆盖率。 5.3.5 时延多点定位系统输出报告时延不大于0.5s。5.3.6 数据传输协议a) TCP/IP数据接口支持RJ45，支持不小于100Mbps的传输速率；b) HDLC数据接口支持RS-232/RS-422，支持不小于128kbps的传输速率；c) 应具备外部时间接口，支持外部时钟同步；d) 可具备气压数据接口，支持C模式的飞行高度数据转换。5.3.7 数据格式输出的数据格式和内容应符合ASTERIX Category 010要求。5.3.8 目标处理能力不少于250个/s。5.3.9 最低目标数据更新率最低目标数据更新率应为平均1次/s，其更新次数依赖于S模式SSR询问率。5.3.10 航迹初始化不大于5s5.3.11 抗干扰能力a）具有抗多径干扰和同频干扰的能力；b）具备分辨二重交织码的能力。5.3.12 抗雷击能力设备应具备抗雷击能力，参照民用航空通信导航监视设施防雷技术规范（MH/T4020）。5.3.13 电磁兼容性电磁兼容性要求应按照GJB 151A规定的有关条款，在产品标准中规定。5.3.14 安全性为了保证人员及设备的安全，多点定位系统设计应符合GJB 74A中3.10条规定的有关安全性要求。5.3.15 具备网络安全技术的能力5.4 主站系统5.4.1 工作频率a) 发射频率：1030MHz 0.1MHz；b) 接收频率：1090MHz 1MHz。5.4.2 天线波瓣天线应具有询问和控制两种波瓣，控制波瓣应覆盖询问波瓣的副瓣电平。5.4.3 极化方式天线极化方式为垂直极化。5.4.4 天线增益应为全向天线，增益应有低（3dB）、中（6dB）和高（12dB）增益三种类型可选，天线和馈线阻抗为50。馈线长度应按现场实测数据配置，能够满足现场安装的要求，馈线总衰减值不大于4dB，驻波比不大于1.5:1。5.4.5 波瓣宽度天线波瓣宽度：0 60。5.4.6 副瓣及尾瓣电平天线副瓣及尾瓣电平不大于-24dB。5.4.7 防雨天线应具有防雨性能，淋雨环境条件要求符合GJB 74A中3.13.11条规定。5.4.8 发射重复频率发射脉冲重复频率：150Hz 450Hz。5.5 基站系统5.5.1 接收机中心频率中心频率：1090MHz 0.5MHz；5.5.2 工作频率范围频率范围：1090MHz 3MHz；5.5.3 正切灵敏度接收机预选器输入端的正切灵敏度：优于-85dBmW；5.5.4 带内接收在没有干扰和重叠的情况下，输入信号电平在MTL+3dBm到接收机动态范围上限之间时，接收机正确探测解码率不小于99.9%。在没有干扰和重叠的情况下，输入信号电平为-88dBm时，接收机正确探测解码率不小于90%。5.5.5 动态范围不小于65dB；5.5.6 天线增益应为全向天线，增益应有低（3dB）、中（6dB）和高（12dB）增益三种类型可选，天线和馈线阻抗为50。馈线长度应按现场实测数据配置，能够满足现场安装的要求，馈线总衰减值不大于4dB，驻波比不大于1.5:1。5.5.7 波瓣宽度天线波瓣宽度：0 60。5.5.8 副瓣及尾瓣电平天线副瓣及尾瓣电平不大于-24dB。5.5.9 防雨天线应具有防雨性能，淋雨环境条件要求符合GJB 74A中3.13.11条规定。5.6 监控维护5.6.1 主要由监控维护终端、打印机等组成，具有监视、维护、数据记录与回放等功能。5.6.2 具备一致的本地监控和远程监控能力。5.6.3 具有友好的人机界面，方便操作，能对用户的权限进行分级管理，同时能对开机、关机、双机切换等重要操作进行提醒和确认。5.6.4 监控功能5.6.4.1 能对设备的主要工作状态进行数据采集、分析，和对正常、故障状态做出正确的判决，并在监视设备上予以直观显示。5.6.4.2