CN109725309B - 一种二次雷达s模式选择询问点名方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二次雷达S模式选择询问点名方法，选择询问点名方法中的点名目标排序部分包括以下步骤：将点名目标和链路请求信息组合为目标请求列表G1；获取目标请求列表G1中第x个目标请求Mx，计算Mx的发射时刻和应答时刻；根据Mx计算剩余N‑x目标的时刻；对剩余N‑x目标按照接收时刻从大到小排序；将最先出现且与接收时刻Rx距离最近的目标，接收时刻赋值给Rx+1值，发射时刻赋值给Tx+1；赋值完成后，x自动加1，之后判断条件A：x<N且Tx>0，如果满足条件A，继续执行；若不满足条件A，则点名目标排序完成。对参与点名的目标行排序，通过局部最优达到全局最优，快速，有效、更多的获取询问目标，提高询问效率和时间利用率。

Description

一种二次雷达S模式选择询问点名方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种二次雷达S模式选择询问点名方法。

背景技术

二次雷达的S模式是在传统A/C模式基础上发展起来的。S模式中的S是selected的首字母，是选择的意思，即规定在全世界范围内任何一架飞机的编码地址是独一无二的，在雷达询问信号中加入飞机的编码地址，询问时根据每架飞机地址的不同，有选择地进行询问，那么处在询问波束中的飞机，当它收到询问脉冲中的编码地址与它自身的地址相同时才作应答。

S模式的二次监视雷达系统通过采用点名呼叫的方式与飞机进行通讯，通过控制询问使飞机的应答信号之间不重叠，相对于常规模式的二次雷达大大降低了应答干扰，从而提高了询问效率。

目前，国内外现有的点名询问多按照扇区来进行划分，即根据天线扫描方位信息，在监视的航班列表中找出处于当前扇区的所有航班信息，按照距离由远及近的方式对其进行选择询问。但具体的实施方式并没有明确的规定。各厂家针对询问策略的编排方式提出了很多方案，如将扇区内以及前后相邻扇区的所有目标直接抽取出来进行点名；按照距离由远及近的方式对询问列表进行排序时，选择依次查找进行排序的方式。这样做的缺点在于很多不在天线覆盖范围内的目标也参与了点名，增加了点名负担，导致系统不必要开销；排序所占用系统运行时间很长，在选呼询问周期内可进行排序的目标数量很少，不满足系统指标要求。

发明内容

针对上述存在的问题，提供了一种二次雷达S模式选择询问点名方法。

本发明所要解决的问题是提供一种S模式选呼目标提取和排序算法，能够精确地估计可以参与点名的目标，同时对参与点名的目标按照贪心算法对其进行排序，保证在不浪费系统开销和运行时间的基础上，快速，有效、更多的询问目标，提高询问效率和时间利用率。

本发明采用的技术方案如下：

一种二次雷达S模式选择询问点名方法，选择询问点名方法包括点名目标列表提取和点名目标排序；

点名目标列表提取部分具体包括以下步骤：

步骤一：根据二次雷达发送的点迹数据，经过点迹凝聚、航迹建立、更新和滤波处理，获取目标当前方位和距离，并建立目标航迹列表；

步骤二：根据历史目标航迹，通过航迹预测算法推算航迹在下一次天线扫描内的方位和距离；

步骤三：获取当前扇区的方位信息，通过比较方位，在目标航迹列表中提取将位于下一个扇区扫描区间内的所有目标；

步骤四：对提取出来的目标进行报文组包；

步骤五：下一个扇区扫描开始触发到来之前，先通过全呼捕获目标，近区目标再用全呼捕获的目标做一次筛选，将筛选后新出现的目标添加到点名目标列表；

点名目标排序部分具体包括以下步骤：

步骤一：对点名目标列表按照距离由远及近进行排序；

步骤二：将数据链路请求信息按照高、低优先级的划分方式，分发给各自对应的点名目标；

步骤三：将点名目标按照距离由远及近的方法排序。再将数据链路请求信息跟点名目标合并组合为目标请求列表G1；

步骤四：目标请求列表G1中目标询问个数为N，获取第x个目标询问请求Mx，x从1，2…N-1序列中依次取值，计算Mx的发射时刻和应答时刻；x取值为1时，M1的接收时刻为R1＝T_RC-R_Plus1，M1的发射时刻为T1＝R1-Rang1-T_Plus1；T_RC为系统设置的选呼周期，R_Plus1为M1的接收脉冲宽度，Rang1为M1的目标距离，T_Plus1为M1的发射脉冲宽度。

步骤五：根据Mx计算剩余N-x目标的发射时刻和询问时刻；

步骤五具体包括：

i＝x+1，R_i＝R_x-R_Plusi，当目标询问请求M_i的发射时刻T_i与目标询问请求Mx发射时刻T_x的不交叠时，T_i＝R_i-Rang_i-R_Plusi；当M_i发射时刻Ti与Mx发射时刻Tx相交叠时，即∣Ti-Tx∣<T_Plusi，将Ri向前平移T_Plusi-∣Ti-Tx∣，Ri＝Rx-R_Plusi-(T_Plusi-∣Ti-Tx∣)，Ti＝Ri-Rangi-T_Plusi；i自动加1；当i>N时，执行步骤六；

步骤六：对剩余N-x目标的接收时刻按照从大到小再排序；将最先出现且接收时刻与Rx距离最近的目标，将其接收时刻赋值给R_x+1值，发射时刻赋值给T_x+1；

步骤七：步骤六完成后，x自动加1(x＝x+1)，之后判断条件A：x<N且Tx>0，如果满足条件A，则返回步骤五继续执行；若不满足条件A，则点名目标排序完成。

作为优选方式，点迹数据从二次雷达译码模块发送A/C模式和/或S模式获取。

作为优选方式，报文组包是根据数据链路请求信息得出的，报文组包的短格式数据报文为56bit，长格式数据报文为112bit，将报文组包好的数据报文发送至编译码模块并存储到RAM中。

作为优选方式，对点名目标列表提取中更新后的点名询问列表按照目标距离由远及近的法则进行排序处理。

作为优选方式，将点名目标与低优先级数据链路请求信息按照距离由远及近的方法组合为目标请求列表G2。

作为优选方式，目标请求列表G2和目标请求列表G1的排序方法相同。

作为优选方式，R_Plusi为M_i的接收宽度脉冲，Rangi为M_i的目标距离，T_Plusi为M_i的发射脉冲宽度。

作为优选方式，对点名目标排序完成后，如果已排好目标数为m，它的发射时刻Tm>0，则将已经排好序的所有目标的发射时刻依次减Tm向前移动，若还有点名目标没有排序，在下一询问周期到来时先对其进行排序。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

(1)本发明对扇区内目标点名询问列表的提取采用近区、远区不同的处理机制来实现，即对所有目标先通过航迹预测算法估算其可能出现的扇区区间，然后对于近区目标预测值会跨越的扇区区间范围过大的特点，进一步通过全呼询问捕获的方式来对近区目标做一次筛选，有效提高了点名询问效率，减少了系统点名负担。

(2)另外通过全呼捕获目标的方式还将新进入扇区的目标立即捕获到并加入点名询问列表中进行点名询问，规避了以往点名询问列表没法实时更新的缺点，提高了系统的实时性。

(3)在点名询问排序算法中采用贪心算法的原理对目标进行排序，即每个目标的排序都为一次最优排序，每次计算接收时刻，都选最优的方式，尽可能多的排目标，通过局部最优达到全局最优。

(4)在排序算法中，即有交叠情况是不采用对时序挨个搜索的方式而是采用平移交叠区域大小，简单粗暴的避开，加快搜索时间。

(5)在排序算法中，对于询问发射时刻冲突的情况通过计算其冲突间隔时间宽度Tc，将询问发射和应答平移Tc，直接得到不冲突情况下的发射和应答时间，大大降低了系统计算的繁冗度和运行负担，将点名询问排序时间降低到μs级，最终有效提高了系统的运行效率。

附图说明

图1是本发明所用的二次雷达S模式询问处理框图；

图2是本发明系统的询问模式分布图；

图3是点名目标排序的处理流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1本发明点名目标列表的提取具体包含以下步骤：

一种二次雷达S模式选择询问点名方法，选择询问点名方法包括点名目标列表提取和点名目标排序；

点名目标列表提取部分具体包括以下步骤：

步骤一：根据二次雷达发送的点迹数据，经过点迹凝聚、航迹建立、更新和滤波处理，获取目标当前方位和距离，并建立目标航迹列表；

步骤二：根据历史目标航迹，通过航迹预测算法推算航迹在下一次天线扫描内的方位和距离；

步骤三：获取当前扇区的方位信息，通过比较方位，在目标航迹列表中提取将位于下一个扇区扫描区间内的所有目标；

步骤四：对提取出来的目标进行报文组包；

步骤五：下一个扇区扫描开始触发到来之前，由于近区目标，通过航迹预测算法处理后，预测点与真实点的方位偏差会跨越多个扇区，因此近区目标再用全呼捕获的目标做一次筛选，将筛选后新出现的目标添加到点名目标列表。

如图3所示，点名目标排序部分具体包括以下步骤：

步骤一：对点名目标列表按照距离由远及近进行排序；

步骤二：将数据链路请求信息按照高、低优先级的划分方式，分发给各自对应的点名目标；高优先级的数据链路请求为广播通信服务请求，按照广播顺序从前到后排列。低优先级的数据链路请求为基本数据通信服务请求，包括AICB(Air Initiated Comm B)服务和MSP(Mode S Specific Protocol)服务，GICB(Ground Initiated Comm B)服务，按照共有属性BDS编码值的优先级从高到底排列。

步骤三：将点名目标按照距离由远及近的方法排序。再将数据链路请求信息跟点名目标合并组合为目标请求列表G1。

步骤四：目标请求列表G1中目标询问个数为N，获取第x个目标询问请求Mx，x从1，…,N-1序列中依次取值，计算Mx的发射时刻和应答时刻；x取值为1时，M1的接收时刻为R1＝T_RC-R_Plus1，M1的发射时刻为T1＝R1-Rang1-T_Plus1；T_RC为系统设置的选呼周期，R_Plus1为M1的接收脉冲宽度，Rang1为M1的目标距离，T_Plus1为M1的发射脉冲宽度。

步骤五：根据Mx计算剩余N-x目标的发射时刻和询问时刻；

步骤五具体包括：

i＝x+1，R_i＝R_x-R_Plusi，当目标询问请求M_i的发射时刻T_i与目标询问请求Mx发射时刻T_x的不交叠时，T_i＝R_i-Rang_i-R_Plusi；当M_i发射时刻Ti与Mx发射时刻Tx相交叠时，即∣Ti-Tx∣<T_Plusi，将Ri向前平移T_Plusi-∣Ti-Tx∣，Ri＝Rx-R_Plusi-(T_Plusi-∣Ti-Tx∣)，Ti＝Ri-Rangi-T_Plusi；i自动加1；当i>N时，执行步骤六；

步骤六：对剩余N-x目标的接收时刻按照从大到小再排序；将最先出现且接收时刻与Rx距离最近的目标，将其接收时刻赋值给R_x+1值，发射时刻赋值给T_x+1；

步骤七：步骤六完成后，x自动加1(x＝x+1)，之后判断条件A：x<N且Tx>0，如果满足条件A，则返回步骤五继续执行；若不满足条件A，则点名目标排序完成。

在一个优选实施例中，点名目标排序步骤三中的合并的方法参见示例进行，如目标列表为S1、S2、S3，目标S1的数据链路请求为B11、B12、B13，目标S2的数据链路请求为B21、B22，目标S3的数据链路请求为B31。则目标请求列表G1位S1-B11、S2-B21、S3-B31、S1-B12、S2-B22、S1-B13。

在一个优选实施例中，点迹数据从二次雷达译码模块发送A/C模式和/或S模式获取。

在一个优选实施例中，报文组包是根据数据链路请求信息得出的，报文组包的短格式数据报文为56bit，长格式数据报文为112bit。

在一个优选实施例中，将报文组包好的数据报文发送至编译码模块并存储到RAM中。

在一个优选实施例中，对更新后的点名询问列表按照目标距离由远及近的法则进行序。

在一个优选实施例中，将点名目标与低优先级数据链路请求信息按照距离由远及近的方法组合为目标请求列表G2。

在一个优选实施例中，目标请求列表G2和目标请求列表G1的排序方法相同。

在一个优选实施例中，对点名目标排序完成后，如果已排好目标数为m，它的发射时刻Tm>0，则将已经排好序的所有目标的发射时刻依次减Tm向前移动，若还有点名目标没有排序，在下一询问周期到来时先对其进行排序。

在一个优选实施例中，图1为本发明提供一种二次雷达S模式数据处理的系统框图，具体介绍了整个系统信号流的实际走向。具体步骤为：

步骤101：接收A/C模式和S模式点迹数据，进行点迹凝聚处理，输出点迹报告；

步骤102：对点迹报告通过航迹建立、更新和滤波处理流程，获取目标修正后的方位和距离信息。通过航迹预测算法，推算航迹在下一次天线扫描内的方位和距离信息。将应答信息更新到航迹列表中。

步骤103：扫描周期到时，根据目标预测方位信息，在目标航迹列表中提取可能位于下一个扇区扫描区间内的所有目标；

步骤104：在链路管理模块中，根据数据链路请求信息对提取出来的所有目标进行报文组包，并将询问控制命令打包发送给询问时序编排模块进行处理。

步骤105：当下一个扇区扫描开始触发到来时(扇区内每个询问波束中系统选用的询问模式见图2)，首先通过全呼捕获目标，由于近区目标，通过航迹预测算法处理后，预测点与真实点的方位偏差会跨越多个扇区，因此近区目标用全呼捕获的目标再做一次筛选。同时将新出现的目标添加到询问列表，根据系统设置的默认值对其编码组包。

步骤106：对目标列表更新完成后，按照距离由远及近的法则对目标进行排序处理。

在一个优选实施例中，如图3所示，目标列表排序具体包括以下步骤：

步骤201：获取点名询问目标列表信息；

步骤202：按照距离由远及近的方法对点名询问目标列表进行排序；

步骤203：获取第一个询问目标请求信息M1，设置M1的询问接收时刻为R1＝T_RC-R_Plus1，通过目标的距离反推发射时刻T1＝R1-Rang1-T_Plus1；(其中T_RC为系统设置的选呼周期，R_Plus1为M1的接收脉冲宽度，Rang1为M1的目标距离，T_Plus1为M1的发射脉冲宽度)；

步骤204：依次从点名询问列表中提取剩下的n-1个目标，分别参考M1的接收和发射时刻计算剩下n-1个目标各自的接收和发射时刻。如果目标为Mx，则Mx的接收时刻为Rx＝R1-R_Plusx，而Mx的发射时刻以与M1的发射时刻T1不交叠为条件，通过目标的距离反推获得，计算公式为Tx＝Rx-Rangx-T_Plusx；当Tx与T1相交叠时，即∣Tx-T1∣<T_Plusx，通过将Rx向前平移T_Plusx-∣Tx-T1∣获得，即Rx＝R1-R_Plusx-(T_Plusx-∣Tx-T1∣)，然后Tx通过公式Tx＝Rx-Rangx-T_Plusx获得；(其中R_Plusx为Mx的接收脉冲宽度，Rangx为Mx的目标距离，T_Plusx为Mx的发射脉冲宽度)；

步骤205：对剩下n-1个目标的接收时刻按从大到小进行再排序，第二个询问目标取优先出现且接收时刻与R1距离最近的目标，并将其接收时刻、发射时刻赋值给R2和T2；

步骤206：后续每一个目标都按照步骤204计算接收时刻和发射时刻，保证其发射时刻与已排好所有目标的发射时刻不交叠，然后按照步骤205对目标进行提取；

步骤207：目标排列完或没有空余的时间供排序，那么退出排序。如果已排好目标数为m，它的发射时刻Tm>0，则将已经排好序的所有目标的发射时刻依次减Tm向前移动，若还有点名目标没有排序，在下一询问周期到来时先对其进行排序。以保证充分利用询问时隙，减少系统开支，如果还有多余的目标没有排完，则在下一个询问周期到来时优先对其进行排序。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，选择询问点名方法包括点名目标列表提取和点名目标排序；

点名目标列表提取部分具体包括以下步骤：

步骤1：根据二次雷达发送的点迹数据，经过点迹凝聚、航迹建立、更新和滤波处理，获取目标当前方位和距离，并建立目标航迹列表；

步骤2：根据历史目标航迹，通过航迹预测算法推算航迹在下一次天线扫描内的方位和距离；

步骤3：获取当前扇区的方位信息，通过比较方位，在目标航迹列表中提取将位于下一个扇区扫描区间内的所有目标；

步骤4：对提取出来的目标进行报文组包；

步骤5：下一个扇区扫描开始触发到来之前，先通过全呼捕获目标，近区目标再用全呼捕获的目标做一次筛选，将筛选后新出现的目标添加到点名目标列表；

点名目标排序部分具体包括以下步骤：

步骤一：对点名目标列表提取步骤5中更新后的点名目标列表按照距离由远及近进行排序；

步骤二：将数据链路请求信息按照高、低优先级的划分方式，分发给各自对应的点名目标；

步骤三：将点名目标按照距离由远及近的方法排序，再将数据链路请求信息跟点名目标合并组合为目标请求列表G1；

步骤四：目标请求列表G1中目标询问个数为N，获取第x个目标询问请求Mx，x从1,2，…,N-1序列中依次取值，计算Mx的发射时刻和应答时刻；x取值为1时，M1的接收时刻为R1＝T_RC-R_Plus1，M1的发射时刻为T1＝R1-Rang1-T_Plus1；T_RC为系统设置的选呼周期，R_Plus1为M1的接收脉冲宽度，Rang1为M1的目标距离，T_Plus1为M1的发射脉冲宽度；

步骤五：根据Mx计算剩余N-x目标的发射时刻和询问时刻；

步骤五具体包括：

i＝x+1，当目标询问请求M_i的发射时刻T_i与目标询问请求Mx发射时刻T_x不交叠时，R_i＝R_x-R_Plusi，T_i＝R_i-Rang_i-R_Plusi；当M_i发射时刻Ti与Mx发射时刻Tx相交叠时，即∣Ti-Tx∣<T_Plusi，将Ri向前平移T_Plusi-∣Ti-Tx∣，Ri＝Rx-R_Plusi-(T_Plusi-∣Ti-Tx∣)，Ti＝Ri-Rangi-T_Plusi；i自动加1；当i>N时，执行步骤六；

步骤六：对剩余N-x目标的接收时刻按照从大到小再排序；将最先出现且接收时刻与Rx距离最近的目标，将其接收时刻赋值给R_x+1值，发射时刻赋值给T_x+1；

步骤七：步骤六完成后，x自动加1，之后判断条件A：x<N且Tx>0，如果满足条件A，则返回步骤五继续执行；若不满足条件A，则点名目标排序完成。

2.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，点迹数据从二次雷达译码模块发送A/C模式和/或S模式获取。

3.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，报文组包是根据数据链路请求信息得出的，报文组包的短格式数据报文为56bit，长格式数据报文为112bit，将报文组包好的数据报文发送至编译码模块并存储到RAM中。

4.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，对点名目标列表提取中更新后的点名询问列表按照目标距离由远及近的法则进行排序处理。

5.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，将点名目标与低优先级数据链路请求信息按照距离由远及近的方法组合为目标请求列表G2。

6.如权利要求1或5所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，目标请求列表G2和目标请求列表G1的排序方法相同。

7.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，R_Plusi为M_i的接收宽度脉冲，Rangi为M_i的目标距离，T_Plusi为M_i的发射脉冲宽度。

8.如权利要求1所述的一种二次雷达S模式选择询问点名方法，其特征在于，对点名目标排序完成后，如果已排好目标数为m，它的发射时刻Tm>0，则将已经排好序的所有目标的发射时刻依次减Tm向前移动，若还有点名目标没有排序，在下一询问周期到来时先对其进行排序。

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