场面监视雷达介绍PPT学习教案

1、会计学1场面监视雷达介绍场面监视雷达介绍o上海机场场面监视雷达简介o雷达头部分概述o自动化系统部分概述第1页/共72页o雷达发现目标的过程是：雷达发现目标的过程是：雷达发射机向空间发射电磁波，电磁波遇到空中目标的反射后，一小部分能量被反射回接收机，地面雷达站接收到从目标反射回来的回波信号，如果它超过一定的门限电压值，那就称为探测到了或是发现了目标，通过雷达接收机将这部分回波加以放大后将射频信息转化为视频或数字信号，经信号处理和数据处理后，最终显示出所需要的目标信息。 第2页/共72页第3页/共72页o脉冲调制器脉冲调制器 它产生供发射机开关用的调制脉冲。它必须具有发射高频脉冲所需要的脉冲宽度，

2、并提供开关发射管所需的调制能量。o收发开关收发开关 它在发射脉冲时切断接收支路，尽量减少漏入接收支路的发射脉冲能量；当发射脉冲结束时断开发射支路，由天线接收的回波信号经收发开关全部进入接收支路。o天线天线 雷达要有很高的目标定向精度，这就要求天线具有窄的波束。搜索目标时，天线波束对一定的空域进行扫描。第4页/共72页o显示器显示器 显示器除了可以直接显示由雷达接收机输出的原始视频外，还可以显示经过处理的信息。由自动检测和跟踪设备先将收到的原始视频信号（接收机或信号处理机输出）按距离和方位分辨单元后分别积累，而后经门限检测，取出较强的回波信号而消去大部分噪声，对门限检测后的每个目标建立航迹跟踪，

3、最后，按照需要，将经过上述处理的回波信号加到终端显示器去。第5页/共72页第6页/共72页第7页/共72页o此系统有两大主要功能，分别是监视和控制。第8页/共72页o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 作在不同的载波频率上，分别是9170兆赫、9438兆赫，都为x-band，电磁 波发射元件是磁控管，脉冲重复频率是8kHz，脉冲峰值功率25-30kW，脉冲平 均功率810W。o 虹桥：Terma X BAND双频双冗余雷达头，带有频率分级功能，东场监西场监各一套。雷达头分成两个独立的通道，分别为RXTX#1与RXTX#2，每个通道由两部收发

4、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。 第9页/共72页双频冗余雷达头 双频双冗余雷达头 第10页/共72页第11页/共72页o对于跑道（滑行道）上的飞机、车辆等物体可以预判有无碰撞发声，并向管制员发 出告警o能够对系统中的飞机、车辆进行自动识别，自动挂上识别标牌。o可以提供全天候昼夜连续的场面情况监视。o场面监视系统可以引接的信号有场面监视雷达、空域监视雷达、飞行计划信息、车载应答器系统、停机坪桥位信

5、息系统等，并将收到的信息与目标作统一的融合处理。第12页/共72页第13页/共72页o两套独立并且都带有频率分级功能的收发机，提供了一个全冗余的收发机子系统。第14页/共72页o频率分集是指在两个不同频率上的顺序传送。采用频率分集处理技术可以处理幅度衰落，减少了目标的不连续性和垂直波束的影响, 对目标形状的显示和稳定性也是非常好的。采用频率分集所获得的性能改善是非常显著的, 并且, 场面监视雷达运行在频率分集方式比运行在单频率方式具有更好的探测性能。第15页/共72页l在每个脉冲重复周期内，目标被两个脉冲同时发射到。在交互频率 下，这个概念比接收或者发射一个频率更为优良。 l接收机有着足够的动

6、态范围，处理来自各类大小目标的不同信号。在 各种天气因素下，能够提供清晰的雷达图像，避免了脉冲的延伸，改 善了对杂波的分辨度，将需要的目标和杂波区分开。l雷达的灵敏度与实际的杂波等级相匹配，在所有范围及方向上提供最 合适的监测。l在合理的运算法则下，各种速度的目标被最优化，避免丢失快速目标。第16页/共72页第17页/共72页A1A2/A3 A4A12A13A15A17A20A21A22A23 A24 A25浦东场监雷达头浦东场监雷达头转至虹桥场监雷达头部分转至虹桥场监雷达头部分第18页/共72页第19页/共72页第20页/共72页第21页/共72页第22页/共72页第23页/共72页第24页

7、/共72页第25页/共72页第26页/共72页第27页/共72页第28页/共72页虹桥场监雷达头虹桥场监雷达头转至天线控制和开关单元天线控制和开关单元 第29页/共72页第30页/共72页第31页/共72页第32页/共72页第33页/共72页第34页/共72页第35页/共72页第36页/共72页o其主要功能有： 1）启动/关闭天线辐射 2）天线和收发机单元的安全环路：连接至外部安全开关的 接口；天线马达保护输入。 3）切换两路收发机单元的功能：选择来自主用收发机单元 上的触发、视频、方位增量信号。 第37页/共72页第38页/共72页第39页/共72页第40页/共72页第41页/共72页第42

8、页/共72页oCTP 综合航迹处理器综合航迹处理器 主要功能有，航迹初始化和航迹校准，多雷达航迹融合处理以获得最终的航迹信号，从而实现目标的自动识别、目标位置、速度和方向的判定。oRDP 雷达数据处理器雷达数据处理器 主要功能有，通过平滑窗口处理方式对点迹信号进行点迹处理、点迹校正、点迹相关。oRRP 数据回放处理器数据回放处理器 主要功能有，将感兴趣的录像数据从专用录像硬盘中拷贝到本地硬盘上并进一步刻成CD-R或者DVD-R光盘便于长期保存。oIP 接口处理器接口处理器 主要功能有，飞行计划信号的连接和格式转换，然后传送到综合航迹处理器进行进一步的处理。第43页/共72页第44页/共72页第

9、45页/共72页第46页/共72页第47页/共72页 Hit threshold 计算的定义域：（“十字”计算法）。 为了计算某个单元格cell的回波门限hit threshold取相邻的以及本身共10个cell作为统计平均计算区域，以算得该单元格cell的回波门限。相邻cell的取法为沿半径方向向内取4个，向外取3个，沿圆周方向各取相邻的1个。 回波门限TH(,)计算式： TH(,)AVE(,)DEV(,)COMPOFFSET(,)第48页/共72页 雷达的作用范围被分成很多小块，成为门限单元格，每个门限单元格都包含了度的方位角和8块采样。对于每个单元格，视频特性（平均值和偏差值）都是给定的

10、，这些信息被送至HTP，作为杂波信息。点门限处理(HTP Hit Threshold Processing)HTP设备处理点和杂波信息（来自VP），生成点迹信息。第49页/共72页 点信息是用来组成同轴的目标圈，临近的且有相同范围和回波强度的点被圈在同一个圈内，一个目标圈由一个或者多个相近的目标圈组成，它的范围和回波取决于目标探测标准。目标圈被送至显示子系统，作为未处理的视频显像处理。第50页/共72页o杂波 一个门限单元格的杂波信息被它周围单元格的杂波信息平均化，被平均化的杂波是用来计算门限单元格的点迹门限，然后被送回VP。第51页/共72页 静止区域：在这块区域中，只有视频信号无轨迹信号，

11、如草坪。 这个区域有单独的门限计算。 移动区域：在这块区域中，视频及航迹信号都存在，如跑道。 这块区域中，执行门限计算（低门限 高探测性） 跟踪（tracking）区域：跟踪区域是雷达覆盖区域的一部分，区 域中有航迹生成。典型的跟踪区域有， 移动区域中较小的一块（包括停机坪区 域）。 注意：点迹被输入到Targhitt-tracker，生成航迹。 只有当目标（或部分目标）在这个区域内，点迹才会被计算。第52页/共72页第53页/共72页o在上图底下部分，显示了场监视频处理的第一阶段，场监视频“通过”静止区域、移动区域、跟踪区域，然后输出为：n场监视频（移动视频和静止视频）到TRADISn点迹输

12、出到Targhitt第54页/共72页第55页/共72页oTarghittint使用一系列地图n抑制地图：在这个区域，点迹的回波信号小于系统参数（回波信号小于300），则在Targhitt不会被处理。n非自动生成地图（NAI）：在这个区域，点迹将不会被Targhitt使用来自动生成航迹，意味着没有新的航迹在nai这个区域中产生。已存在的航迹将被维持。第56页/共72页第57页/共72页oTarghitt把Targhitt轨迹送到TFP处理 第58页/共72页第59页/共72页单雷达区域：如果Targhitt在系统航迹中丢失了点迹，比如处于 盲区中，那么航迹仍然被继续。如果Targhitt在雷

13、达覆盖区域丢失点迹，那它就会终止航迹。 多雷达区域：如果一个目标在多雷达覆盖区域被探测到，表明有两个或 两个以上的传感器探测到次目标。如果只有一个传感器探测 到该目标，那么这个目标就会被认为是假目标，Targhitt 就会抑制这个目标。第60页/共72页oTFP模块包含了以下子处理功能：n多雷达融合 （MSF）n验证 （IDT）n告警 （ALR） TFP模块用这些航迹来匹配TFP产生的系统航迹，这些航迹附带了告警显示(如果可行)。如果航迹被确定，那么相应的计划ID也会在系统中被融合。 第61页/共72页第62页/共72页第63页/共72页跑道侵入监视 (RIM)区域侵入监视 (APM)停止排灯

14、状态监视 (SVM)滑行道冲突监视(TCM)限制区违规监视(RVM)占用停机位的监视 (OSM)SID / 跑道监视 (SRM)匹配冲突监视(ICM)第64页/共72页RunwayareaapproachingaircrafttrackapproachareaRunwaythreshold第65页/共72页当进近跑道时，发出RIM告警当一架飞机正在接进已被其他飞机占用的跑道时，如果飞机距离跑道入口的当前距离和时间在预先确定的临界值以下，则发出RIM告警。距离/时间临界值与机场的能见度状态 (正常或低能见度)有关。 当飞机在跑道上着陆时，发生RIM告警当一架飞机已经在跑道上着陆，而飞机前面的跑道

15、却被一个飞机所占用时，则发出跑道侵入告警信号。 当飞机从跑道起飞时，发生RIM告警当飞机从跑道起飞时，而飞机前面的跑道正被一个飞机占用时。则发生跑道侵入告警。 第66页/共72页Closed runway approach（CA）：在关闭的跑道上降落所产生的告警。Closed runway Departure (CD)： 在关闭的跑道上起飞所产生的告警。Assignment runway mismatch (AR)：起飞或降落所分配的跑道与正在使用的跑道不符所产生的告警。Departure aborted (DA)：起飞取消告警。Static object on runway (OR)：跑道上有静止物体时产生的告警。Runway direction conflict (RD)：目标使用跑道方向错误所产生的告警，如起飞的目标使用专门用于降落的跑道。第67页/共72页 当检测到保留区有侵入发生时，区域侵入监视就生成一个告警信号。保留区是一个高度受最大APM告警飞行高度限制的区域。 APM告警标准：当飞机即将要进入或实际已经进入了系统设置的