CN104992575A - 以ads-b信息为背景的s模式二次雷达点名询问方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，该方法包括：在S模式点名询问方式下，雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问，同时建立下一波束位置点名询问时序表；按航迹质量因素差到质量因素好的顺序进行点名询问，如果当前波束位置覆盖的目标多，雷达系统优先对航迹质量差的目标进行点名询问，以更新老航迹；如果当前波束位置覆盖的目标数量少，雷达系统安排一个或多个S模式全呼询问，以发现新目标。本发明巧妙地将S模式二次雷达系统和ADS-B监视系统结合在一起，在大大节约成本的基础上，使S模式二次雷达同时实现S模式询问监视和ADS-B监视的双重监视功能，提高监视信息的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及空中交通管制监视技术领域，尤其是一种以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法。
背景技术
S模式二次雷达为空中交通管制自动化系统提供了增强型监视与通讯的能力，可以有效提升二次雷达的应用功能。目前，S模式二次雷达已成为二次雷达的主流产品，但大多数S模式二次雷达并没有把S模式作为主要工作模式，究其原因主要有两个，一是目前飞机携带的应答机还没有全部支持S模式，二是S模式二次雷达按S模式工作时存在丢目标的风险。
ADS-B广播式自动相关监视系统是未来新航行系统的空中交通监视手段，其基于1090ES数据链的信息格式与S模式二次雷达的信息格式是兼容的。ADS-B依靠GPS或北斗卫星来确定飞机的精确位置，然后将飞机的各种信息以广播的方式发送给地面和空中所有需要监视信息的使用者，从而实现用户对该飞机的实时监视。1090ES数据链传送的数据内容包括航空器识别码、位置报告、飞行速度、飞行意图等全部要素信息，完全满足空中交通管制的监视要求。数据的更新率可达1秒一次。
目前上述两种系统已做成各自独立的产品，实际上两者可以巧妙地结合在一起，即在S模式二次雷达系统中增加对ADS-B信息的接收和解码功能，就可以兼有两者的目标监视功能，可以在大大节约设备成本的基础上，使S模式二次雷达同时实现S模式询问监视和ADS-B监视的双重监视功能，提高监视信息的可靠性。目前国际上已有将S模式二次雷达和ADS-B接收机结合在一起的产品，但其功能只限于目标信息融合，对提升S模式二次雷达监视效果的作用不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在S模式二次雷达系统中增加对ADS-B信息的接收和解码功能、使S模式二次雷达同时实现S模式询问监视和ADS-B监视的双重监视功能，提高监视信息可靠性的以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，该方法包括：在S模式点名询问方式下，雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问，同时建立下一波束位置点名询问时序表；所述雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问是指，按航迹质量因素差到质量因素好的顺序进行点名询问，如果当前波束位置覆盖的目标多，雷达系统优先对航迹质量差的目标进行点名询问，以更新老航迹；如果当前波束位置覆盖的目标数量少，雷达系统安排一个或多个S模式全呼询问，以发现新目标。
所述建立下一波束位置点名询问时序表是指，从最终目标航迹列表中读取下一波束位置所包含的目标，并按目标航迹的质量因素排列这些目标的点名顺序，目标航迹的质量因素按差、较差、一般、较好、好分为以下5个等级：
（1）目标距离近，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为差；
（2）目标距离中等，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为较差；
（3）目标距离远，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为一般；
（4）目标距离近，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为较好；
（5）目标距离中等，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为好。
雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问的方法包括下列顺序的步骤：
（1）首先分别建立一个A模式询问周期和一个C模式询问周期；
（2）从目标航迹列表中读取下一波束位置航迹质量为差和较差的4个目标信息，建立第一个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差和较差的目标多于4个，则用其余航迹质量为差或较差的目标建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差或较差的目标小于4个，则把航迹质量为一般或较好的目标加入第一个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于4个，则按实际目标数量建立一个S模式点名询问周期；
（3）如果该波束位置航迹质量为差和较差的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为一般的4个目标信息，建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标多于4个，则用其余航迹质量为一般的目标建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标小于4个，则把航迹质量为较好或好的目标加入第二个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于8个，则按实际剩余目标数量建立第二个S模式点名询问周期；
（4）如果该波束位置航迹质量为一般的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为较好和好的4个目标信息，建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为较好或好的目标多于4个，则用其余航迹质量为较好或好的目标建立第四个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于12个，则按实际剩余目标数量建立第三个S模式点名询问周期；
（5）判断波束驻留时间是否用完，如果波束驻留时间未用完，则安排1～2个S模式全呼询问周期；否则，点名询问结束。
S模式二次雷达上的ADS-B接收机或ADS-B解码功能接收的雷达站周边目标广播的ADS-B信息，该信息经解码、坐标转换和点迹提取，产生独立的目标航迹，并与该S模式二次雷达的目标航迹进行航迹融合，生成最终的目标航迹列表。
所述目标距离近是指目标距离小于等于50km，所述目标距离中等是指目标距离大于50km且小于200km，所述目标距离远是指目标距离大于等于200km。
由上述技术方案可知，本发明的优点如下：第一，在常规S模式二次雷达的基础上，通过集成ADS-B接收机或ADS-B解码功能，使雷达系统具有获取ADS-B信息的能力，并在S模式全呼应答信息的基础上，通过利用同天线平台的ADS-B信息作为目标背景参考信息，编制该S模式二次雷达的点名询问时序，以减少每个天线扫描周期的点名询问次数，克服高目标密度情况下常规S模式二次雷达控制数据率困难的问题；第二，巧妙地将S模式二次雷达系统和ADS-B监视系统结合在一起，在大大节约成本的基础上，使S模式二次雷达同时实现S模式询问监视和ADS-B监视的双重监视功能，提高监视信息的可靠性。
附图说明
图1为本发明S模式二次雷达点名询问方法的方法流程图。
图2为本发明S模式二次雷达的目标航迹显示界面示意图。
具体实施方式
一种以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，该方法包括：在S模式点名询问方式下，雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问，同时建立下一波束位置点名询问时序表；所述雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问是指，按航迹质量因素差到质量因素好的顺序进行点名询问，如果当前波束位置覆盖的目标多，雷达系统优先对航迹质量差的目标进行点名询问，以更新老航迹；如果当前波束位置覆盖的目标数量少，雷达系统安排一个或多个S模式全呼询问，以发现新目标。
所述建立下一波束位置点名询问时序表是指，从最终目标航迹列表中读取下一波束位置所包含的目标，并按目标航迹的质量因素排列这些目标的点名顺序，目标航迹的质量因素按差、较差、一般、较好、好分为以下5个等级：
（1）目标距离近，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为差；
（2）目标距离中等，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为较差；
（3）目标距离远，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为一般；
（4）目标距离近，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为较好；
（5）目标距离中等，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为好。
所述目标距离近是指目标距离小于等于50km，所述目标距离中等是指目标距离大于50km且小于200km，所述目标距离远是指目标距离大于等于200km。
如图1所示，雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问的方法包括下列顺序的步骤：
（1）首先分别建立一个A模式询问周期和一个C模式询问周期；
（2）从目标航迹列表中读取下一波束位置航迹质量为差和较差的4个目标信息，建立第一个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差和较差的目标多于4个，则用其余航迹质量为差或较差的目标建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差或较差的目标小于4个，则把航迹质量为一般或较好的目标加入第一个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于4个，则按实际目标数量建立一个S模式点名询问周期；
（3）如果该波束位置航迹质量为差和较差的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为一般的4个目标信息，建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标多于4个，则用其余航迹质量为一般的目标建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标小于4个，则把航迹质量为较好或好的目标加入第二个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于8个，则按实际剩余目标数量建立第二个S模式点名询问周期；
（4）如果该波束位置航迹质量为一般的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为较好和好的4个目标信息，建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为较好或好的目标多于4个，则用其余航迹质量为较好或好的目标建立第四个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于12个，则按实际剩余目标数量建立第三个S模式点名询问周期；
（5）判断波束驻留时间是否用完，如果波束驻留时间未用完，则安排1～2个S模式全呼询问周期；否则，点名询问结束。
因此，以航迹质量因素从差到好的顺序进行点名询问，每个询问周期可点名询问4个目标，每个波束位置最多可以点名询问16个目标。如果当前波束位置覆盖的目标数量超过16个，系统将优先对航迹质量差的目标进行点名询问，以便更新航迹质量较差的老航迹；如果当前波束位置覆盖的目标数量少，系统可安排一个或多个S模式全呼询问，以便发现当前波束内的新目标。
以下结合图1、2对本发明作进一步的说明。
在S模式全呼应答信息的基础上，通过利用同天线平台的ADS-B信息作为目标背景参考信息，编制该S模式二次雷达的点名询问时序，以减少每个天线扫描周期的点名询问次数，克服高目标密度情况下常规S模式二次雷达控制数据率难的问题。
所述S模式二次雷达是一种采用标准化、模块化、系列化设计的单脉冲二次雷达（MSSR），包含和（∑）通道、差（△）通道、控制（Ω）通道等三个独立处理通道，全机分为天线组合、切换分机、收发分机、数字处理分机和监控单元等五个部分，系统即可以按A/C/S全呼方式工作，也可以按S模式点名询问方式工作。
所述ADS-B参考信息是集成于该S模式二次雷达上的ADS-B接收机或ADS-B解码功能接收的雷达站周边目标广播的ADS-B信息，该信息经解码、坐标转换和点迹提取，可以产生独立的目标航迹，并与该S模式二次雷达的目标航迹进行航迹融合，生成最终的目标航迹列表，为建立S模式点名询问时序提供参考依据。本发明不仅能按A/C/S全呼方式工作，也可以按S模式点名询问方式工作；不仅能获得S模式二次雷达的目标信息，同时也能够获得目标的ADS-B信息；可以提供二次雷达的目标航迹，也可以提供ADS-B的目标航迹。通过S模式二次雷达目标航迹与集成在该雷达上的ADS-B航迹进行航迹融合，生成最终的目标航迹列表，为建立S模式点名询问时序提供参考依据，优化了点名询问的时序，提高了雷达系统时间的利用率。目标航迹列表和点名询问时序表之间是因果关系，雷达先按目标航迹列表生成点名询问时序表，再按该时序表进行点名询问，探测该目标移动后更新的位置，以完成对目标的跟踪监视。
综上所述，S模式点名询问方式的优点是：采用这种技术的S模式二次雷达不仅具有S模式MSSR应答数据和ADS-B广播数据的双重解码功能——具备两个探测信息源共同获取目标信息的优势，同时利用合成目标航迹的质量因素控制点名询问时序，可以有效提升S模式二次雷达的点名询问效率。
Claims (5)
1.一种以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，该方法包括：在S模式点名询问方式下，雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问，同时建立下一波束位置点名询问时序表；所述雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问是指，按航迹质量因素差到质量因素好的顺序进行点名询问，如果当前波束位置覆盖的目标多，雷达系统优先对航迹质量差的目标进行点名询问，以更新老航迹；如果当前波束位置覆盖的目标数量少，雷达系统安排一个或多个S模式全呼询问，以发现新目标。
2.根据权利要求1所述的以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，其特征在于：所述建立下一波束位置点名询问时序表是指，从最终目标航迹列表中读取下一波束位置所包含的目标，并按目标航迹的质量因素排列这些目标的点名顺序，目标航迹的质量因素按差、较差、一般、较好、好分为以下5个等级：
（1）目标距离近，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为差；
（2）目标距离中等，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为较差；
（3）目标距离远，且只有MSSR或ADS-B单独发现，质量因素为一般；
（4）目标距离近，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为较好；
（5）目标距离中等，且MSSR和ADS-B同时发现，质量因素为好。
3.根据权利要求1所述的以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，其特征在于：雷达系统按当前波束位置覆盖的目标进行点名询问的方法包括下列顺序的步骤：
（1）首先分别建立一个A模式询问周期和一个C模式询问周期；
（2）从目标航迹列表中读取下一波束位置航迹质量为差和较差的4个目标信息，建立第一个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差和较差的目标多于4个，则用其余航迹质量为差或较差的目标建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为差或较差的目标小于4个，则把航迹质量为一般或较好的目标加入第一个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于4个，则按实际目标数量建立一个S模式点名询问周期；
（3）如果该波束位置航迹质量为差和较差的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为一般的4个目标信息，建立第二个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标多于4个，则用其余航迹质量为一般的目标建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为一般的目标小于4个，则把航迹质量为较好或好的目标加入第二个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于8个，则按实际剩余目标数量建立第二个S模式点名询问周期；
（4）如果该波束位置航迹质量为一般的目标航迹已更新，再读取该波束位置航迹质量为较好和好的4个目标信息，建立第三个S模式点名询问周期；如果航迹质量为较好或好的目标多于4个，则用其余航迹质量为较好或好的目标建立第四个S模式点名询问周期；如果该波束内总的目标数量少于12个，则按实际剩余目标数量建立第三个S模式点名询问周期；
（5）判断波束驻留时间是否用完，如果波束驻留时间未用完，则安排1～2个S模式全呼询问周期；否则，点名询问结束。
4.根据权利要求1所述的以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，其特征在于：S模式二次雷达上的ADS-B接收机或ADS-B解码功能接收的雷达站周边目标广播的ADS-B信息，该信息经解码、坐标转换和点迹提取，产生独立的目标航迹，并与该S模式二次雷达的目标航迹进行航迹融合，生成最终的目标航迹列表。
5.根据权利要求2所述的以ADS-B信息为背景的S模式二次雷达点名询问方法，其特征在于：所述目标距离近是指目标距离小于等于50km，所述目标距离中等是指目标距离大于50km且小于200km，所述目标距离远是指目标距离大于等于200km。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |