KR20210048485A - 모드 s 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법 및 이러한 방법을 구현하는 세컨더리 레이더 - Google Patents
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Abstract
세컨더리 레이더에 의해 커버된 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도는 다음의 단계들에 따라 특징화된다: - 상기 레이더가: o 모드 S 타겟들을 상기 레이더에 의해 방출된 인터로게이션들에 대한 그들의 동기 응답들에 의해 검출 및 로케이팅하고; o 모드 S 타겟들에 의해 방출되고, 이에 따라 상기 레이더에 의해 도출되지 않은 비동기 응답들을 검출하고 (32); o 각각의 타겟에 대해, 상기 레이더에 대한 그의 동기 응답들과 그의 비동기 응답들을 연관시키는 (33), 제 1 단계; - 상기 레이더 (R1) 가: o 상기 연관에 기초하여, 주어진 시간 주기 당 상기 타겟으로부터 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 각각의 타겟의 응답 레이트를 결정하고 (35); o 상기 환경이 기본 공간 셀들로 분할되면서, 각각의 셀에서 각각의 타겟에 의해 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 셀 당 응답 레이트를 결정하는 제 2 단계를 포함하고, 상기 레이트는 셀 당 모드 S 인터로게이션들의 밀도를 특징화한다.
Description
본 발명은 하나 이상의 세컨더리 레이더들의 환경에서 모드 S 인터로게이션 (interrogation) 들의 밀도를 특징화하기 위한 방법에 관한 것이다. 발명은 또한 이러한 방법을 구현할 수 있는 레이더에 관한 것이다.
발명의 분야는 특히 항공기의 검출에 관하여, 세컨더리 레이더들의 성능이 중요한, 민간 및 군사 분야의 항공 교통 관제 (ATC) 의 분야이다.
모드 S 레이더의 성능은 그것이 대화하는 트랜스폰더들의 가용성에 직접 링크된다. 특히, 세컨더리 레이더는 프라이머리 레이더와 달리, 다음에 기초하여 대화를 확립한다는 점에서 구별된다:
- 1030 MHz 에서 모드 S 어드레스를 통해 정밀한 타겟에 대해 의도된 선택적 인터로게이션;
- 1090 MHz 에서 모드 S 어드레스로 인코딩된, 항공기 트랜스폰더들로부터의 응답.
항공기의 트랜스폰더들은 그 주변의 모든 레이더들과 대화한다. 대화를 위한 용량은 물리적으로 제한되지만, 국제 민간 항공 기구 (International Civil Aviation Organization; ICAO) 에 의해 정의된 최소치를 준수해야 한다.
따라서, 가능한 응답들의 수 제한들을 넘어 (궁극적으로 상대적으로 낮음: 초당 16 개의 긴 응답등), 트랜스폰더는 선택적 레이더 인터로게이션들에 응답하지 않을 수도 있다. 현재, 세컨더리 레이더의 보장된 검출의 확률이 종래에는 트랜스폰더의 90 % 가용성에 기초하여 확립된다. 그러나, 레이더의 인터로게이션 로브 (lobe) 는 25 내지 50 ms 정도의 지속기간, 즉 트랜스폰더의 사양의 시간 베이스의 30 분의 1 클래스를 갖는다. 결과로서, 트랜스폰더는 예를 들어 긴 응답 모드에서 그의 포화도에 막 도달한 경우, 이에 따라 그의 포화도에 바로 후속하는 레이더 로브의 짧은 지속기간 동안에는 응답하지 않을 것이고, 따라서 타겟이 레이더에 의해 보이지 않을 것이다.
또한, 영역의 과도-인터로게이션의 경우, 인터로게이션들이 트랜스폰더와 관련이 없고, 따라서 응답 레이트를 소비하지 않더라도, 상기 트랜스폰더는 그럼에도 불구하고 그의 가용성 레이트를 손실하는데, 이는 응답의 생성이 후속하는지 여부에 관계없이, 인터로게이션의 프로세싱에 후속하여 특정된 지속기간 동안 블록킹되기 때문이다. 이는 먼 타겟에 대해, 그러한 타겟 상의 레이더의 인터로게이션들의 수가 당연히 레이더 버짓 이유들에 대한 레이더 빔 수에 관하여 더 제한되기 때문에, 레이더의 유효 범위를 감소시킨다.
종래 기술에 따라, 항공기의 인터로게이션 레이트를 확인하는 유일한 수단은 분석될 지리적 영역들을 통한 비행 동안 그것이 수신하는 인터로게이션 레이트를 측정하기 위해 전문 항공기로 교정 비행들을 수행하는 것 뿐이다. 이 솔루션은 비용이 높고 무엇보다 이러한 항공기의 궤적의 각각의 포지션에 대해서 항공기가 거기에 위치될 때에만 그리고 주어진 순간에만 상황을 평가한다.
또한, 레이더 빔들이 평균적으로 5 초 정도의 회전 주기들을 갖는 것을 고려하면, 이 측정에 전용된 비행에 의해 수행된 측정은 레이더 빔들의 회전들 사이의 단상 오프셋 상태에 대해서만 수행될 수 있다. 따라서 이것은 모든 인터로게이션들로 인해 공간의 영역 당 모든 가능한 시간적 인터로게이션 조합들을 커버하지 않는다.
발명의 하나의 목적은 위에 언급된 결점들을 극복하는 것이다. 이를 위해, 발명의 하나의 주제는 적어도 하나의 작동 (operational) 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법이며, 상기 환경은 상기 레이더에 의해 커버된 공역 (airspace) 도메인에 의해 정의되고, 상기 환경은 모드 S 타겟들에 의해 통과되고, 모드 S 타겟은 세컨더리 레이더에 의해 방출된 모드 S 인터로게이션들에 대한 응답을 방출하는 타겟이며, 상기 방법은 적어도:
- 상기 레이더가:
o 모드 S 타겟들을 긴 ADS-B 스퀴터들에서 송신된 그들의 포지션들 또는 상기 레이더에 의해 방출된 상기 인터로게이션들에 대한 그들의 동기 응답들에 의해 검출 및 로케이팅하고;
o 동일한 모드 S 타겟들에 의해 방출되고, 이에 따라 상기 레이더에 의해 도출되지 (elicited) 않은 비동기 응답들을 검출하고;
o 각각의 로케이팅된 타겟에 대해, 그의 비동기 응답들을 상기 ADS-B 스퀴터들에 의해 주어진 포지션들 또는 상기 레이더에 대한 동기 응답들과 연관시키는,
제 1 단계;
- 상기 레이더가:
o 상기 연관에 기초하여, 다양한 주어진 시간 주기들에 대해 상기 타겟으로부터 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 각각의 타겟의 응답 레이트를 결정하고;
o 상기 환경이 기본 공간 셀들로 분할되면서, 각각의 셀에 로케이팅된 각각의 타겟에 의해 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 셀 당 응답 레이트를 결정하는,
제 2 단계를 포함하고, 상기 레이트는 셀 당 또는 셀들의 그룹 당 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화한다.
구현의 하나의 특정 모드에서, 비동기 응답들은 각각의 안테나 패턴 상에서 수신된 비동기 응답들을 검출 및 디코딩하는 것을 수반하는 지속적인 프로세싱을 통해 상기 레이더에 의해 검출되고, 상기 프로세싱은 상기 패턴들의 각각을 별도로 활용한다. 상기 패턴들은 예를 들어 합산 패턴, 차이 패턴, 전면 제어 패턴 및 후면 제어 패턴이다.
상기 레이더에 의해 도출되지 않은 상기 비동기 응답들은 예를 들어 다음과 같다:
- 임의의 타입의 인터로게이터일 수도 있는, 다른 세컨더리 레이더에 의해 도출된 응답들;
- 및/또는 ADS-B 또는 TCAS 스퀴터 응답들을 포함하는, 상기 타겟들에 의해 자동으로 생성된 응답들.
상기 제 2 단계에서, 상기 레이더는 비동기 응답들의 소스들을 특징화하고, 상기 소스들은 임의의 타입의 인터로게이터일 수도 있는 세컨더리 레이더들이고, 소스는 다음의 피처들 중에서 적어도 하나의 피처에 의해 특징화된다:
- 상기 소스의 아이덴티티;
- 상기 소스의 안테나의 회전 주기;
- 상기 소스의 로케이션;
- 상기 소스의 "모든 콜(All Call)" 인터로게이션 레이트;
- 상기 소스의 인터로게이션 로브의 폭;
- 상기 소스에 의해 방사된 파워.
경보 신호는 예를 들어 타겟으로부터 수신된 응답들의 레이트가 주어진 임계치를 초과할 때 생성된다.
경보 신호는 예를 들어 적어도 하나의 셀의 응답 레이트가 주어진 임계치를 초과할 때 생성된다.
하나의 특정 실시형태에서, 모드 S 인터로게이션에 대한 응답을 방출할 수 없는 타겟의 블록킹으로, 상기 제 2 단계에서, 상기 레이더는 다음에 의해서 상기 타겟으로부터의 비동기 응답들을 분석함으로써 타겟의 블록킹 레이트를 특징화한다:
- 다음에 의해 이 타겟의 트랜스폰더로부터의 응답 부족을 특징화하는 것:
o 트랜스폰더에서 응답을 수신하지 않은 인터로게이션의 동기 후루트를 사용하여 응답을 생성하기 위한 점유;
o 또는 인터로게이션에 대한 응답 부족 전의 기간 내에ICAO 제한들을 넘는 응답 레이트;
- 또는 다음에 대응하는 다른 시나리오를 가정하는 것:
o 복수의 센서들에 의해 방출되고 이 타겟의 트랜스폰더에 의해 해석되지 않은 인터로게이션들의 오더랩;
o 이 타겟의 트랜스폰더가, ICAO 최소치 미만이더라도, 그의 최대 응답 레이트에 도달한 것.
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계가 멀티-레이더 컨텍스트에서, 즉 적어도 2 개의 세컨더리 레이더들에 의해 실행되면서, 상기 적어도 2 개의 레이더들 각각에 의해 획득된 상기 응답 레이트들은 예를 들어 더 정밀한 전체 응답 레이트들을 획득하기 위해 2 개의 레이더들로부터 동기 및 비동기 응답들을 모두 고려하여 계산되고, 인터로게이션 밀도는 이들 전체 레이트들에 의해 특징화된다.
상기 적어도 2 개의 레이더들 각각에 의해 획득된 상기 블록킹 레이트들은 예를 들어 더 정밀한 전체 블록킹 레이트를 획득하기 위해 2 개의 레이더들로부터의 동기 및 비동기 응답들을 모두 고려하여 계산된다.
상기 적어도 2 개의 레이더들 각각으로부터 획득된 정보는 예를 들어 항공 교통 관제 센터로 송신되고 상기 센터에 의해 활용된다.
상기 정보는 예를 들어 세컨더리 레이더들 모두가 ATC 감시 안전성을 증가시키기 위해 결함이 있는 트랜스폰더들 뿐만 아니라 트랜스폰터들의 블록킹의, 과도-인터로게이션의 영역들을 제거하기 위해 조정될 수 있도록 하기 위해 활용된다.
발명의 다른 주제는 상술한 바와 같은 방법을 구현하는 레이더이다.
발명의 다른 피처들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 주어진, 다음의 설명의 도움으로 명백해질 것이다:
- 도 1 은 모드 S 세컨더리 레이더의 개관의 예를 나타낸다;
- 도 2 는 도 1 로부터의 레이더의 개관에 기초한 발명의 하드웨어-기반의 예시적인 구현을 나타낸다;
- 도 3 은 발명을 구현하기 위한 가능한 단계들의 예시를 나타낸다;
- 도 4 는 세컨더리 레이더의 범위의 예시를 나타낸다;
- 도 5 는 2 개의 세컨더리 레이더들의 범위들의 오버랩의 예시를 나타낸다;
- 도 6 은 다양한 오버랩 영역들을 갖는 도 5 로부터의 오버랩의 줌을 나타낸다;
- 도 7 은 도 5 및 도 6 의 예를 참조하여 레이더 R1 에 대한 레이더 R2 의 영향의 방위각 영역의 예시를 나타낸다;
- 도 8 은 상기 레이더 R2 의 빔에서 의사-동시 후르트 (fruit)들의 생성의 예시를 나타낸다;
- 도 9 는 회전 동안 상기 레이더 (R2) 의 빔 진화의 예시를 나타낸다;
- 도 10 은 해당 레이더들의 커버리지 영역들에서 기본 셀 당 응답 레이트들의 예시를 나타낸다.
- 도 1 은 모드 S 세컨더리 레이더의 개관의 예를 나타낸다;
- 도 2 는 도 1 로부터의 레이더의 개관에 기초한 발명의 하드웨어-기반의 예시적인 구현을 나타낸다;
- 도 3 은 발명을 구현하기 위한 가능한 단계들의 예시를 나타낸다;
- 도 4 는 세컨더리 레이더의 범위의 예시를 나타낸다;
- 도 5 는 2 개의 세컨더리 레이더들의 범위들의 오버랩의 예시를 나타낸다;
- 도 6 은 다양한 오버랩 영역들을 갖는 도 5 로부터의 오버랩의 줌을 나타낸다;
- 도 7 은 도 5 및 도 6 의 예를 참조하여 레이더 R1 에 대한 레이더 R2 의 영향의 방위각 영역의 예시를 나타낸다;
- 도 8 은 상기 레이더 R2 의 빔에서 의사-동시 후르트 (fruit)들의 생성의 예시를 나타낸다;
- 도 9 는 회전 동안 상기 레이더 (R2) 의 빔 진화의 예시를 나타낸다;
- 도 10 은 해당 레이더들의 커버리지 영역들에서 기본 셀 당 응답 레이트들의 예시를 나타낸다.
궁극적으로 공간의 영역 당 인터로게이션 및 응답 레이트의 지속적인 지식을 획득하는 주요 목적은 특히 다음과 같다:
- 레이더의 담당자가, 신속한 응답이 요구되는 기존 충돌들 (후루트 밀도, 인터로게이션들에 대한 응답 부족, 동일한 II/SI 코드의 사용) 을 검출할 수 있도록 하는 것
- 동일한 지리적 영역을 공유하는 복수의 레이더들을 담당하는 ATC 시스템이:
o 이제 측정된 상호작용들을 고려하여, 영역에서 레이더들의 파라미터들을 적응시킴으로써 전체 동작을 조정하고, 이에 따라 트랜스폰더들이 과도-인터로게이팅되기 때문에 블록킹되는 지리적 영역들을 회피하고;
o 장기간 (일, 월, 년) 에 걸쳐 진화를 트랙킹하여 공기 흐름의 함수로서 그것의 변화를 확인하고 구성의 관련성을 보장하며;
o 참조되지 않은 외부 인터로게이션 소스들을 검출 및 로케이팅할 수 있도록 하는 것.
도출되지 않은 응답들은 "시간에서 동기화되지 않은 거짓 답변 (False Reply Unsynchronized In Time)"의 표현에 따라 이하 "후루트" 로서 지칭될 수도 있음이 상기된다. 이러한 응답들은,
- 이들을 거절하는 ("거짓"), 레이더에 의해 이들이 예상되지 않고;
- 이들이 동일한 주파수 및 동일한 메시지 포맷 ("답변") 을 갖는 동일한 레이더의 커버리지 내의 동일한 타겟들로부터 나오고 동기인 응답들과 매우 유사한 응답들이고;
- 이들이 이러한 레이더:
o 그러나 다른 작동 레이더
o 또는 심지어 고의가 아닌 또는 악의적인 침입자 인터로게이터들
의 인터로게이션과 연관되지 않기 때문에 그렇게 명명되거나, 또는 심지어 항공기 간 충돌 해결의 경우 ADS-B_out 또는 TCAS 스퀴터들과 같은, 타겟에 의해 주기적으로 방출된다. 특허의 텍스트에서, 용어 ADS-B 는 항공기로부터 자발적으로 나오는 후루트들을 나타내는데 사용된다. 긴 ADS-B_out ("Automatic Dependent Surveillance-Broadcast") 스퀴터들은 레이더 인터로게이션 신호들에 응답하여 트리거되지 않지만 항공기의 방출 수단으로부터 자동으로 방출되는 항공기에 의해 공급된 포지션 정보의 항목들이다.
하기에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 발명에 따른 솔루션은 레이더가 다른 주변 레이더들 뿐만 아니라 이들이 방출하는 ADS-B_out 스퀴터들로 관리하는 타겟들에 의해 생성된 후루트들을 분석하는 것으로 구성된다. 그 후 세컨더리 레이더는 이것이 송신하는, 이 타겟에 대해 성공적으로 검출한 후루트들의 피처들로 주어진 항공기의 플롯을 강화하여, 특히 지리적 영역 당 인터로게이션 레이트를 평가하며, 이들 피처들은 예를 들어 다음과 같다:
- 특히 위에 개요되고 ICAO 에 의해 부과된 제한들과 관련하여 타겟의 상황을 평가하기 위해, 길이 및 타입 (후루트/스퀴터) 에 의한 후루트들의 수;
- 각각의 후루트 (비제한 리스트) 에 대한:
o 후루트의 길이;
o 후루트의 타입;
o 레이더에 의해 후루트가 수신될 때 항공기의 포지션;
o 스퀴터 또는 인터로게이팅 레이더의 II/SI 코드.
이러한 강화는 동일한 항공기의 각 검출에 후속하여 발생한다.
다음으로, 이러한 정보/피처들을 수신하는 시스템 관리 센터에서 또는 레이더에서 국부적으로, 이 기본 정보는 이 타겟에 대해 조합되어, 비행 동안 응답 레이트들의 피크들 및 평균을 정의하며, 따라서 ICAO 에 의해 부과된 제한들과 관련하여 타겟의 상황을 평가한다.
이 정보는 또한 레이더에 의해 관리된 타겟들로부터 나오는 동일한 타이의 모든 정보와 조합되어, 지리적 영역 당, 1090 MHz 의 응답 레이트를 확립하여, 높은 인터로게이션을 갖는 지리적 영역을 타겟팅하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 모드 S 인터로게이션 레이트의 2D 또는 3D 지리적 맵 (지도제작) 이 세컨더리 레이더의 커버리내 내에서, 그의 소스에 관계없이 다양한 측정 지속기간들에 따라 확립된다.
또한, 인터로게이팅 레이더의 아이덴티티를 제공하는 록킹되지 않은 항공기로부터의 후루트들의 지리적 분포를 활용함으로써, 잠재적으로 1090 MHz 의 응답 레이트에 참여하는 레이더들의 일부를 식별하는 것이 가능하다. 이것은 특히 너무 높고 상대적으로 빠른 수정 응답을 필요로 하는 다른 레이더들로부터의 검출 부족을 유도하는 경우 매우 유용하다.
주변의 모드 S 인터로게이터들 (레이더, WAM 등) 을 검출, 로케이팅 및 특징화하는 기능은 다음의 것으로 간주될 수도 있다:
- 예를 들어, 작동 극장으로 투영된 레이더의 군사적 사용에서와 같은 기능,
- 또한, 예를 들어 민간 사용에서, 멀티-레이더 ATC 감시의 최적화를 허용하는 지리적 영역 당 후루트 레이트의 속성 (로컬 트랜스폰더 인터로게이션 레이트를 감소시키기 위해 어떤 레이더가 작용하는지를 아는 것).
이하 용어 주변 레이더는 모든 타입의 인터로게이터들을 커버하기 위해 일반적으로 사용될 수도 있음이 특정된다.
모드 S 세컨더리 레이더의 예시적인 개관을 나타내는, 도 1 을 참조하면, 그러한 레이더의 원리들이 상기된다. 이 원리 (인터로게이터와 트랜스폰더 사이의 모드 S 교환들은 ICAO, Annex 10, vol.4 에 의해 상세히 정의됨) 는 다음으로 구성된다:
- 다음의 선택적 인터로게이션들을 방출하는 것:
- 다음의 선택적 응답들을 수신하는 것:
o DF4: 고도를 정의함;
o DF5: 아이덴티티 (코드 A) 를 정의함;
o DF20: 고도 플러스 BDS 레지스터를 정의하며, 그 수는 특히 그것을 요청한 인터로게이션을 통해 알려짐;
o DF21: 아이덴티티 (코드 A) 플러스 BDS 레지스터를 정의함, 그 수는 그것을 요청한 인터로게이션에 의해 다른 곳에서 알려짐.
설명의 나머지 부분에서는, 발명에 따른 방법에 포함되지 않지만 그럼에도 불구하고 세컨더리 감시 레이더의 가장 완벽한 구성에 존재하는 SSR 및 IFF 프로토콜들을 또한 프로세싱하는 능력을 갖는지 여부에 관계없이, 모드 S 프로토콜의 양태로부터 레이더에 대해 주로 고려될 것이다.
일반적인 사용에서, 세컨더리 레이더는 동기 모드에서 동작하며, 즉 인터로게이션을 방출하고 그와 일치하는 응답을 대기함으로써, 그것이 (방위각 및 거리에 관하여) 측정을 통해 타겟을 로케이팅하고 (모드 S 어드레스에 의해) 식별할 수 있도록 한다.
이러한 태스크를 효과적으로 수행하기 위해, 레이더는 통상적으로 역할들이 다음과 같은 복수의 패턴들 (11, 12, 14, 15) 을 갖는 안테나 (1) 가 장착된다:
- 타겟으로부터 동기 응답을 인터로게이팅하고 검출하기 위한, 이하 SUM 으로 표기된, 합산 패턴 (11);
- SUM 빔에서 타겟을 정확히 로케이팅하기 위한, DIFF 로 표기된, 차이 패턴 (12);
- 메인 SUM 빔에 존재하지 않지만 세컨더리 SUM 로브에 의해 인터로게이팅되고 안테나를 향하는 타겟들로부터 나오는 응답들을 블록킹 및 거절하기 위한, CONT_front 로 표기된, 제 1 전면 제어 패턴 (15);
- 안테나의 후면에서 타겟들로부터 나오는 (이에 따라 SUM 빔에는 반드시 존재하지 않지만 SUM 정면 로브 (frontal lobe) 후루트들에 의해 인터로게이팅됨) 응답들을 블록킹 및 거절하기 위한, CONT_back 로 표기된, 제 1 후면 제어 패턴 (14).
임무들 및 이에 따른 레이더의 예상된 성능에 의존하여, 안테나들은:
- 다음과 같은 복수의 복수의 패턴들을 가질 수도 있고:
- 다음과 같은 상이한 치수들을 가질 수도 있다:
- 폭에 관하여:
o 방위각에 관하여 정밀하고 선택적일 뿐만 아니라 높은 이득을 제공하는 미세한 메인 빔을 갖도록 큰 폭을 가짐;
o (주로 IFF 모드에서) 레이더의 이동성 요건을 위해 중간 또는 작은 폭을 가짐.
- 엘리베이션에 관하여:
o (주로 민간 ATC 에서) 지상 반사들에 대해 이득 및 보호를 제공하는, 큰 수직 어퍼처 (Large Vertical Aperture; LVA) 타입의, 큰 엘리베이션을 가짐;
o (주로 IFF 모드에서) 이동성을 제공하는, "빔" 타입의 작은 엘리베이션을 가짐.
SUM 및 DIFF 패턴들은 통상적으로 2.4 °와 10 °사이의 3dB 로브들로 미세하지만, CONT_Front 및 CONT_Back 패턴들 각각은 개별적으로 실질적으로 180 °를 커버하고자 한다.
안테나들은 또한:
- "기계적" 및 회전하는 것으로 알려진, 고정된 패턴을 가질 수도 있고;
- 고정된 또는 회전하는 "AESA들" 로 알려진, 전자 스캐닝으로, 변경하는 패턴을 가질 수도 있다.
다음의 텍스트에서는, 가장 완벽한 안테나 구성, 즉 4 개의 회전 안테나 패턴들의 설명이 주어지며, 안테나가 회전하든 또는 고정되든, 활용된 안테나 패턴들의 수에 관계없이 유사한 방식으로 다른 구성들이 처리되는 것은 알고 있다. 그러나, 설명을 단순화하기 위해, 예시로서 설명의 나머지 부분에서는, CONT_Front 및 CONT_Back 대신 CONT 를 사용하여 3 패턴들을 갖는 구성을 사용하는 것이 가능하다.
동일한 모드 S 프로토콜 (ICAO, Annex 10, vol. 4 에 의해 상세히 정의된 메시지들) 을 사용하는 ADS-B 스퀴터 수신기의 근본적인 원리는 다음으로 구성된다:
- 도출되지 않고 따라서 다음의 비동기 선택적 응답들을 수신하는 것:
o 1 내지 4 "항공기 식별"
o 5 내지 8 "표면 포지션"
o 9 내지 18 "비행중 포지션 (Baro Alt)"
o 19 "비행중 속도"
o 20 내지 22 "비행중 포지션 (GNSS 높이)"
o 23 "테스트 메시지"
o 24 "표면 시스템 스테이터스"
o 25 내지 27 "예약됨"
o 28 "확장된 스퀴터 AC 스테이터스"
o 29 "타겟 상태 및 스테이터스 (V.2)"
o 30 "예약됨"
o 31 "항공기 동작 스테이터스".
상기 리스트는 예로서 주어지고, 표시적이며 변경된다.
따라서 일반적인 사용에서, ADS-B_in 수신기는 비동기 모드로 동작하며, 즉 타겟을 로케이팅 (방위각 및 거리) 및 식별 (모드 S 주소) 하기 위한 레이더로부터의 것과 매우 유사한 모드 S 메시지에 대해 360 °에 걸쳐 청취한다.
이러한 태스크를 효과적으로 수행하기 위해, ADS-B_in 수신기에는 다음의 것이 장착되며:
- 일반적인 구성인 360 °를 커버하는 전방향성 (omnidirectional) 안테나;
- 또는 총 360 °를 커버하는 복수의 넓은 패턴 안테나들:
그 역할은 (합산 타입의) 단일 패턴을 통해서만, 타겟으로부터의 비동기 응답을 검출하고 위에 상기된 포맷들에 따라, 그의 콘텐츠를 디코딩하는 것이다.
세컨더리 레이더 및 ADS-B 수신기가 거의 동일한 메시지들 (동일한 1090 MHz 주파수, 동일한 파형, 응답 메시지의 동일한 데이터 구조) 을 활용하면, 레이더의 안테나의 다양한 패턴들을 사용하여 이들을 청취함으로써 레이더에 비동기 ADS-B 스퀴터들에 대한 청취 기능을 통합하고 주로, 그러나 단독은 아닌, 다음과 같이 전방향성 패턴을 사용하여, 그렇게 행하는 것이 용이하다:
- 전방향성 안테나 패턴과 연관된 수신 기능을 사용하는 것: CONT;
- 또는 2 개의 반전방향성 안테나 패턴들 중 하나와 각각 연관된 2 개의 수신기들을 사용하는 것: CONT_front & CONT_Back.
발명을 더 상세히 설명하기 전에, 도 1 로부터 모드 S 레이더를 형성하는 엘리먼트들의 설명이 주어진다. 개관은 다음에 대한 모드 S 레이더의 동기 동작을 나타낸다:
- 인터로게이션들의 생성을 통한 왼쪽 부분 (100);
- 연관된 응답들의 동기 프로세싱을 통한 오른쪽 부분 (200),
뿐만 아니라 좌측 및 우측 사이의 횡방향 화살표들을 통한 이들 사이의 동기화들.
주요 엘리먼트들의 기능들이 하기에 상기된다:
안테나 (1) 는 4 개의 패턴들: SUM, DIFF, CONT_Front 및 CONT_Back, 또는 3 개의 패턴들 (SUM, DIFF, CONT) 에 따라 또는 2 개의 패턴들 (SUM, DIFF / CONT) 에 따라, 1030 MHz 에서 인터로게이션들을 방사하고 1090 MHz 에서 응답들을 리턴한다.
회전하는 안테나를 위한, 회전 시일 (2) 및 안테나 드롭 케이블들은 다음을 보장한다:
- 레이더의 회전하는 부분과 고정된 부분 사이의 4 개의 패턴들에 대해 독립적으로, 1030 MHz 에서 송신되고 1090 MHz 에서 수신된 신호들의 RF 커플링;
- 안테나의 메인 로브 축의 방위각 포지션 (201) 의 분포.
RF 프로세싱은 다음을 포함한다:
- 4 개의 패턴들에 대해 독립적으로, 1030 MHz 에서 송신되고 1090 MHz 에서 수신된 신호들 사이의 RF 커플링을 보장하는 듀플렉서 또는 서큘레이터 (3);
- 다음을 보장하는 이미터 (4):
- SUM 패턴 상의 1030 MHz 에서 인터로게이션들의 송신;
- CONT_Front 및 CONT_Back 패턴들을 통해 1030 MHz 에서 SUM 로브 외부의 트랜스폰더들의 블록킹;
- 특히 다양한 세컨더리 프로토콜들: IFF, SSR 및 모드 S 에 대해;
- 다양한 세컨더리 프로토콜들: IFF, SSR 및 모드 S 에 대해 4 개의 패턴들 SUM, DIFF, CONT_Front 및 CONT_Back 상의 1090 MHz 에서 응답들의 수신을 보장하는 수신기 (5).
실시간 프로세싱,
- 다양한 세컨더리 프로토콜들: IFF, SSR 및 모드 S 에 대한 연관된 인터로게이션 및 청취 주기들의 실시간 관리를 보장하는 공간 시간 관리 (6);
- 다음을 보장하는 신호의 프로세싱 (7) 을 포함한다:
o SUM: 메인 로브에서 수신된 응답들을 검출하기 위해;
o DIFF: 메인 SUM 로브에서 수신된 응답들을, 방위각에 관하여, 정확하게 로케이팅하고 가능하게는 검출을 위해;
o CONT_Front 및 CONT_Back: DIFF 의 메인 로브에서의 검출의 경우 SUM 및 DIFF 의 세컨더리 로브들 상에서 수신된 응답들을 거절하기 위해.
안테나의 메인 로브에서의 프로세싱은 다음을 포함한다:
- 다음을 보장하는, 로브에 존재하는 타겟들의 관리 (8):
o 다양한 세컨더리 프로토콜들 IFF, SSR 및 모드 S 에 대해 다음 로브에서 수행될 트랜잭션들 (인터로게이션들 및 응답들) 의 준비;
o 방금 수행된 트랜잭션들의 스테이터스에 의존하여 향후 "롤 콜 (Roll Call)" 주기로 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 배치.
- 추출기들 (9) 이 인터로게이션들 동안 사용된 프로토콜에 따라 로브에서 수신된 동기 응답들로부터, 다양한 세컨더리 프로토콜들 IFF, SSR 및 모드 S 각각에 대한 플롯들의 형성을 보장하는 것.
멀티-턴 프로세싱 (10) 은 다음을 포함한다:
- 타겟들의 포지션들의 예측 (안테나 랑데부) 및 이전 턴들로부터의 트랜잭션들의 스테이터스 및 내부 및 외부 요청들에 따라 이들 포지션들로 수행될 태스크들의 준비를 보장하는, 커버리지 내의 타겟들로 수행될 모드 S 태스크들의 관리 (1001);
- 성능을 개선하기 위해 (잘못된 플롯들의 제거, 특히 디코딩된 데이터의 모니터링) 그리고 향후 포지션을 예측하기 위해 타겟들의 트랙킹을 보장하는, 커버리지 내 타겟들의 트랙킹 및 플롯들의 연관 (1002).
사용자들과의 인터페이스는 레이더가 다양한 요청들을 고려할 수 있도록 하며 플롯들 및 타겟 트랙들을 보는 것을 가능하게 한다.
도 2 는 발명에 특정되는 엘리멘트들 뿐만 아니라 도 1 로부터의 레이더의 개관을 나타내는, 발명의 하드웨어 기반 구현을 도시한다. 이들 엘리먼트들은 파선들로 나타낸다.
모드 S 레이더의 동작은 동기이지만, 도 2 는 발명에 대해 부가된 프로세싱 동작들이 방출에 링크되지 않고, 안테나의 메인 로브 축의 방위각 포지션만을 활용하는 것을 나타낸다.
엘리먼트들의 대부분은 변경되지 않은 채로 유지되고, 다음의 양자 모두를 만족하며:
- 모드 S 레이더의 작동 동작으로의 발명의 침입 부족;
- 레이더가 활용하는 것들과 동일한 엘리먼트들의 사용;
o 넓은 의미에서, 공중 모드에서:
o 넓은 의미에서, 프로세싱 모드에서:
따라서 동일한 항공기로부터 나오는 동기 및 비동기 응답들의 상관관계를 허용한다.
주요 부가된 엘리먼트들 또는 기능들의 역할들은 하기에 설명된다.
실시간 프로세싱 (6) 에서, 공간 시간 관리 (601) 는 안테나의 메인 로브의 방위각 포지션 및 시간을 비동기 모드 S 응답들의 프로세싱 (21) 에 송신하며, 이 기능은 부가되었다 (하기 참조).
신호의 프로세싱 (7) 에서, 비동기 모드 S 응답들의 프로세싱 (21) 이 부가된다 (인터로게이션들과 연관된 청취 주기들에 관계없이). 이 프로세싱 (21) 은 다음을 위해 지속적이며 별도로 그러나 부가적으로, 4 개의 패턴들 SUM, DIFF, CONT_Front 및 CONT_Back 을 활용함으로써 비동기 응답들 (프루투) 의 검출 및 디코딩을 보장한다:
- 수신된 응답들: 비동기 및 동기 모두를 검출하는 것;
- 임의의 타입의 응답들 (DF0/4/5/11/16/17/18/20/21), 메시지에서의 데이터를 디코딩하고 특히 그로부터 모드 S 어드레스 (ADSB 및 TCAS 스퀴터들을 포함) 를 추출하는 것;
- 다음의 피처들로 각각의 디코딩된 응답을 강화하는 것: 검출 시간, 검출 동안 안테나의 메인 로브의 방위각, SUM, DIFF, CONT_Front 및 CONT_Back 상에서 수신된 파워 및 메인 로브에서 수신되는 경우 메인 로브에서의 후루트의 디포인팅.
동기 응답들은 또한 SUM, DIFF, CONT_Front 및 안테나 방위각에 대해 측정된 파워에 의해 강화된다.
메인 로브, 보다 구체적으로는 모드 S 추출기 (91) 의 프로세싱에 있어서, 모드 S 플롯들은 SUM, DIFF, CONT_Front 및 안테나 방위각에 대해 측정된 파워 (검출 시간은 ATC 에서 이미 필요한 속성임) 뿐만 아니라, 이들이 트랜스폰더로부터의 응답을 획득했는지 여부에 관계없이, 방출된 인터로게이션들로 각각, 그들의 동기 응답들로 강화된다.
멀티-턴 프로세싱에서, 커버리지 내의 타겟들의 트랙킹 및 플롯들의 연관 (1002) (연관 & 트랙커) 은 SUM, DIFF, CONT_Front 및 안테나 방위각에 대해 측정된 파워로 강화된 응답들로, 모드 S 어드레스로, 트랙들을 송신한다. 응답 레이트의 프로세싱 (22) 이 부가되며, 이는 특히:
- 후루트들 (비동기 응답) 을 커버리지의 동기 플롯들과 연관시키고;
- 후루트 소스들을 식별하고;
- 후루트 소스들의 특징화 (로케이션, 회전, 파워, "모든 콜" (AC) 인터로게이션 레이트, 방사된 파워, 안테나 로브 등) 를 추정하고;
- 다음에 의해 레이더의 커버리지 내의 비행 동안 트랙 당 프로세싱을 수행하고:
o 응답 레이트의 다양한 시간 슬롯들에 대한 특징화;
o 블록킹 레이트의 다양한 시간 슬롯들에 대한 특징화 (트랜스폰더에서 레이더 인터로게이션으로의 응답 부족);
o 결함이 있는 트랜스폰더에 대한 사전 경보를 생성하기 위한 이들 레이트들의 관리 (모니터링);
- 다음에 의해 기본 셀들로 분할된 영역에 의한 프로세싱을 수행하고;
o 응답 레이트의 다양한 시간 슬롯들에 대한 특징화;
o 블록킹 레이트의 다양한 시간 슬롯들에 대한 특징화;
o 로컬 과부하에 대한 사전 경보를 생성하기 위한 이들 레이트들의 모니터링;
- 다음을 포함하는 주변 인터로게이터들을 검출하기 위한 프로세싱을 수행한다:
o 각각의 인터로게이터의 사전-로케이션
o 인터로게이터의 특징화 (회전, 파워, "모든 콜" (AC) 인터로게이션 레이트, 방사된 파워, 안테나 로브 등).
도 3 은 발명에 따른 방법의 가능한 단계들을 나타냄으로써 발명의 원리를 도시한다.
발명은 특히 작동 거동을 수정하지 않으면서, 레이더의 커버리지 내의 항공기에 피팅된 트랜스폰더들로부터의 응답들의 부족들 및 모드 S 응답들을 통해, 다음의 피처들을 측정하기 위해 작동 모드 S 세컨더리 레이더 (30) 의 기존 리소스들을 유리하게 활용한다:
- 1090 MHz 에서 스펙트럼;
- 트랜스폰더들;
- 주변 레이더들.
특히, 생성된 부가 인터로게이션들은 없고 단지 레이더 환경에 대한 수동 청취만이 있다.
단일 레이더에 의한 이러한 접근법은 복수의 세컨더리 레이더들에 의한 컨택스트로 확장될 수 있으며, 따라서 커버된 표면을 증가시키고 측정들의 정밀도를 개선하는 것을 가능하게 한다. "응답 부족" 은 레이더가 그의 인터로게이션에 대한 응답을 수신하지 않았음을 의미한다. 도 3 의 3 개의 단계들이 하기에서 광범위한 방식으로 설명된다.
제 1 단계
:
이 제 1 단계에서, RF 검출은 충분한 신호 레벨로, 비동기 응답들을 효과적으로 청취하기 위한 최상의 시간적 커버리지를 보장하기 위해 바람직하게는 최대 4 개의 안테나 패턴들을 사용하여, 작동 세컨더리 레이더에서 수행된다. 검출은 다음으로 구성된다:
- 강화된 동기 응답들을 통해 모든 가능한 모드 S 타겟들을 검출 및 로케이팅하는 것;
o 옵션으로: 레이더의 작동 커버리지를 넘어서 발명의 청취 범위를 확장하여 (31), 특히 발명의 것으로부터의 레이더의 작동 범위를 비상관시키는 것을 가능하게 하는 것;
- 후루트들 (32) 을 검출하는 것으로서, 모드 S 레이더에 의해 도출되지 않은 응답들은:
o 동일한 공간을 공유하는 다른 센서 (다른 레이더, 특히 WAM) 에 의해 도출되거나;
o 또는 타겟 자체, 특히 TCAS 또는 ADS-B 스퀴터 타입에 의해 자동으로 생성된다.
이 제 1 단계에서, 후루트들은 또한 예를 들어, 턴 기반으로 또는 모드 S 에서 2 개의 연속적인 동기 검출들 사이에서 (타겟 식별자로서 트랜스폰더의 고유한 모드 S 어드레스에 기초하여) 생성한 후루트들에 의해 ADS-B 또는 레이더에 의해 검출된 각각의 타겟에 대해 플롯들 (모드 S 및/또는 ADS-B) 과 연관된다. 이러한 연관은 후속하여 각각의 타겟에 대해, 주어진 시간 시간 당 수신된 동기 응답들 및 비동기 응답들의 수를 카운트하는 것을 가능하게 한다.
후루트들의 검출 (33) 에 후속하여, 이들을 플롯들 (비연관된 플롯들) 과 어떻게 연관시키는지에 대해 알려지지 않은 후루트들이 있으며, 이들은 레이더의 커버리지의 작동 영역 외부의 타겟들로부터 나오지만 그의 방출된 레벨은 그럼에도 불구하고 이들이 해당 레이더에 의한 발명에 의해 수신될 수 있도록 한다.
옵션으로서, 각각의 타겟으로부터의 후루트들은 인터로게이터의 II 또는 SI 식별자 (II 는 "인터로게이터 식별자" 를 의미하고 SI 는 "감시 식별자" 를 의미함) 에 기초하여, 이들을 도출했던 소스에 의해 분류될 수도 있다. 특허의 나머지에서, 용어 II 는 II 와 SI 양자 모두를 나타내는데 사용될 것이다.
제 2 단계
:
이 제 2 단계에서는, 강화된 플롯들 (33) 로부터, 각각의 타겟의 응답 레이트 및 블록킹 레이트가 레이더에 의해 특징화된다 (35).
다양한 시간 주기들에 대해, 타겟의 응답 레이트 (35) 는 각각의 타겟에 의해 생성되고 레이더에 의해 수신된 모든 동기 및 비동기 응답들을 카운트함으로써 측정된다.
다양한 시간 주기들에 대해, 이 레이더에 대한 타겟의 블록킹 레이트는 다음의 2 가지 상이한 타입들에 따라 추정된다:
- 이 타겟에 의해 생성된 응답들에 관하여, (응답 생성 후 데드 시간을 포함하는) 이 타겟에 의해 생성된 후루트들로 모드 S 인터로게이션들과 레이더의 로브에서 타겟으로부터의 응답들의 부족들을 조화시킴으로써: 이 경우, 타겟의 트랜스폰더는 응답을 생성하는 프로세스에 있으며, 응답 부족은 명확하게 식별된다;
- 또는 타겟이 생성하지 않은 응답들에 관하여, 응답을 생성하지 않으면서 이것을 차단했던 타겟의 인터로게이션 레이트를 추정함으로써 (거절된 인터로게이션, 이에 따라 해석되지 않은 인터로게이션들의 얽힘, 도달한 트랜스폰더의 포화 등).
사전 경보는 레이트들이 사용자 정의된 임계치들을 초과할 때 자동으로 생성될 수도 있다. 이들은,
- ICA 에 의해 정의된 최소치들과 관련하여;
- 또는 이 레이더의 설치 동안 만들어진 가정들과 관련하여,
타겟의 트랜스폰더로 잠재적 오류를 검출하기 위해 사전에 정의된다.
레이더 커버리지에서 1090 MHz 스펙트럼 (인터로게이션들을 위한 레이더 방출 주파수) 가 또한 특징화된다. 이하에서 설명될 바와 같이, 1090 MHz 스펙트럼의 이러한 특징화는 실제로 세컨더리 레이더에 의해 커버된 공역의 영역 당 동기 및 비동기 응답들의 레이트를 결정하는 것 (36, 37) 에 대응한다.
공역이 기본 3D "위도-경도-고도" 셀들로 (예를 들어, 모드 S 레이더의 작동 동작의 작동 모드 S 커버리지 맵과 유사한 원리에 따라) 분할되면, 셀 (또는 셀들의 그룹) 당 다음이 수행된다:
- 각각의 타겟에 의해 생성되고 이 레이더에 의해 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써, 특히 예를 들어 다음의 주어진 시간 유닛에 걸쳐 복수의 시간 주기들에 따른 공간에서 타겟들의 포지션에 따라 응답 레이트의 맵을 구성하는 것을 가능하게 하는 것:
o 일 일: 평균 값에 대해:
o 일 초: 응답들의 피크들을 나타내기 위해;
- 이 레이더로부터의 인터로게이션들로부터 각각의 타겟이 블록킹되는 시간들의 수를 카운트함으로써, 주어진 시간 유닛 (예를 들어, 일 일 또는 일 초) 에 걸쳐 복수의 시간 주기들에 따른 공간에서 타겟들의 포지션에 따라 블록킹 레이트의 맵을 구성하는 것을 가능하게 하는 것.
주어진 시간 주기 당, 각각의 셀의 타겟들로부터 나오는 동기 응답들 및 비동기 응답들의 총수는, 세컨더리 레이더에 의해 커버된 공간에서 각각의 셀을 특징화하는 응답 레이트를 획득하는 것을 가능하게 한다. 이러한 응답 레이트는 궁극적으로 센서 (DF11/4/5/20/21) 에 의해 도출되거나 이들 (DF0/16/17/18) 을 야기했던 인터로게이션 없이 송신된, 성질에 따라 수신된 후루트들을 분리함으로써 각각의 셀에서 모드 S 인터로게이션 레이트를 특징화한다. 즉, 이것은 방법을 구현하는 세컨더리 레이더 주변의 모든 세컨더리 레이더들의 인터로게이션 밀도를 특징화한다. 따라서, 상기 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들의 밀도를 매핑하는 것이 가능하다.
사전 경보는 레이트들이 사용자 정의된 임계치들을 초과할 때 자동으로 생성될 수도 있다. 이들은 트랜스폰더들의 과도-인터로게이션을 회피하는 것 또는 심지어 그의 블록킹에 의해 ATC 감시를 최적화하는 목적으로 (범위에 관하여, 방출된 파워에 관하여, BDS 데이터 추출 태스크들에 관하여 등) 1090 MHz 스펙트럼을 조정하는 조작자가 레이더들을 국부적으로 재구성할 수 있도록 하기 위해 사전에 정의된다. 이 태스크는,
- ICA 에 의해 정의된 최소치들과 관련하여;
- 또는 이 레이더의 설치 동안 만들어진 가정들과 관련하여,
자동적이거나 수동적일 수도 있다.
레이더의 주요 후루트들의 각각은 다음을 추정함으로써 특징화된다 (38):
- 그의 모드 S 식별자,
- 레이더와 관련된 그의 지리적 로케이션,
- 그의 회전 주기 (회전하는 경우),
- 그의 "모든 콜" 인터로게이션 레이트,
- 그의 빔폭 (방향성 안테나인 경우),
- 그의 방사된 파워 등.
이러한 접근법은 민간 ATC 사용 (레이더들이 이론적으로 포지션에 관하여, 피처들 및 구성에 관하여 알려지는 경우) 에서 설정들이 변경되지 않은 것 (유지 동안 인간의 에러 등) 을 체크하는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 군사 ATC 사용에서, 작동 극장으로 투영된 레이더의 세컨더리 환경을 확인하는 가능하게 한다.
복수의 레이더들에 대한
제 3 단계
/확장:
이 제 3 단계는 옵션이며, 특히 멀티-레이더 컨텍스트에 적용된다. 이 단계에서, 각각의 타겟의 응답 레이트가 멀티-레이더 모드에서 특징화되거나 (39, 40), 또는 주변 인터로게이터들이 로케이팅되고 특징화된다 (34). 이 제 3 단계는 실제로 복수의 레이더들, 적어도 2 개에 의해 실행된 3 개의 이전 단계들 (35, 36, 37, 38) 로부터의 결과들을 컴파일한다. 여기서 컴필레이션 (compilation) 은 재계산을 의미하는 것이 특정되고, 이는 결과를 활용하는 각각의 레이더에만 대응하지 않는다.
단일 레이더 (모노 레이더) 에 의한 컨텍스트로, 각각의 타겟의 응답 레이트 측정의 정밀도는,
- 공간의 일부 그리고 이에 따라 비행에서 타겟들의 일부만을 커버하도록, 레이더의 범위,
- 모든 타겟들에 의해 생성된 응답 부하
양자 모두에 의해 제한되고, 특히 높은 순간 후루트 레이트의 이벤트에서, 센서의 디코딩 성능이 감소하고 이에 따라 후자는 타겟들의 응답 레이트를 과소추정한다.
복수의 세컨더리 레이더들 (멀티 레이더들) 에 의한 애플리케이션에서, 타겟들의 커버리지 공간 및 측정 정밀도가 현저하게 개선된다. 즉, 트랙 당 블록킹 레이트 및 응답 레이트의 측정들, 및 영역 당 그리고 레이더 당 인터로게이션의 측정들 뿐만 아니라 다른 인터로게이터들의 로케이션이 개선된다.
특히, 항공 교통 관제 센터 (민간 또는 군사적 ATC) 는 본질적으로 매우 먼 거리들 또는 전체 비행에 걸쳐 항공기의 트랙킹을 보장하므로, 단일 레이더의 커버리지를 훨씬 넘어서는 것을 목표로 한다.
게다가, 타겟들로부터의 응답들 (동기 및 비동기) 의 오버랩 구성들 및 타겟들로부터 수신된 파워는 레이더들의 포지션에 의존하여 상이하다. 따라서, 모든 레이더들을 통한 모든 응답들 (및 타겟들로부터의 "응답 부족") 을 고려하면 응답 검출 레이트를 개선하고 따라서 그들의 실제 블록킹 레이트만큼 타겟들의 실제 응답 레이트를 우수하게 평가하는 것을 가능하게 한다.
1090 MHz 스펙트럼을 특징화하는 것과 관련하여, 이전 단계에 관하여 말하자면, 멀티-레이더 접근법은 타겟들로부터 응답들의 측정 정밀도 및 커버리지 공간 양자 모두를 개선하는 것을 가능하게 한다.
주변 인터로게이터들의 로케이션과 관련하여, 더 큰 커버리지를 고려하면, 복수의 레이더들로부터 구성된 것은 센서들의 우수한 검출 및 특징화를 허용한다.
발명에 따른 방법의 단계들을 더 상세히 설명하기 전에, 후루트들에 관한 소정의 정보에 대해 상기된다.
센서에 의해 수신된 후루트들은 항상 실제 타겟들로부터 그리고 주로 센서의 무선 커버리지에서의 것들로부터 나온다. 발명은 상술한 단계들을 수행하기 위해 후루트들의 분석을 활용한다. 도 4 및 도 5 는 공간에서 이러한 후루트들을 특징화한다.
도 4 는 주어진 고도에서 레이더의 범위를 도시한다. 주어진 영역에서 감시를 보장하기 위해, 세컨더리 레이더 (포인트 R1 에 포지셔닝됨) 는 보통 방출 마진을 가져서 R1 상에 중심이 있는 제 1 원에 의해 정의된 그의 커버리지 영역 (41) 내의 높은 검출 확률 (99 % 초과) 을 보장하여, 이 영역 (41) 에서의 타겟, 심지어 ICAO 표준에 따라 1030 MHz 에서 낮은 감도 제한을 갖는 트랜스폰더가 장착된 것이, 모드 S 인터로테이션을 정확히 해석할 수 있다. 통상적으로 DF4/5/20/21 의 커버리지 내의 타겟들과 이러한 레이더의 대화들은, 공통 커버리지 부분을 갖는 다른 레이더에 의해 후루트들로서 인식될 것이다.
트랜스폰더가 1030 MHz 의 감도 표준에, 또는 심지어 표준의 최대 값들에 더 집중되는 타겟들은, 그 후 이 제 1 영역 (41) 에 의해 정의된 것보다 송신을 위해 더 큰 최대 범위에 걸쳐 정획히 해석 (그리고 이에 따라 응답) 할 수도 있다. 이는 제 1 원 및 R1 상에 또한 중심이 있는 제 2 원에 의해 정의된, 제 2 영역 (42) 을 초래하며, 여기서 R1 에 포지셔닝된 레이더는 다른 주변 레이더들에서 DF11 후루트들을 야기한다.
또한, R1 에 로케이팅된 레이더는 1030 MHz 에서 인터로게이션들을 통해 그것이 도출한 1090 MHz 에서 동기 응답들을 검출해야 한다. 결과로서, 1090 MHz 에서의 수신 범위는 실제로 SUM 빔을 통해 그의 커버리지 (41) 보다 또는 심지어 제 2 원 (42) 에 의해 정의된 최대 방출 범위보다 더 크다.
이것은 제 2 원 및 R1 상에 또한 중심이 있는 제 3 원에 의해 정의된 제 3 영역 (43) 을 초래하며, 이는 연관된 동기 플롯들을 갖지 않는, 레이더에 대한 후루트 수신 영역이다.
텍스트의 나머지 부분에서, 영역 (43) 은 레이더의 후루트 수신 제한으로 간주될 것이다. 실제로, 안테나 패턴들의 피처들에 의존하여, 레이더에 의한 양호한 검출 확률로 비동기 응답들 (후루트들) 을 수신하기 위한 영역은 영역 (41) 의 정도이거나 또는 심지어 그의 CONT 빔을 통해 약간 더 작을 수도 있다.
도 5 는 2 개의 레이더들을 갖는 구성을 도시한다. 포인트 R2 에 포지셔닝된 제 2 레이더는 포인트 R1 에 로케이팅된 레이더의 환경에 로케이팅되고, 이 제 2 레이더는 이전 영역들 (41, 42, 43) 과 동일한 피처들을 갖는 3 개의 영역들 (41', 42', 43') 의 중심에 있다 (이것은 동일한 원리이지만, 수반된 값들은 동일하지 않다). 도 5 에 나타낸 바와 같이, 이들 영역들은 오버랩한다. 레이더들 (R1, R2) 은 이하 그들의 포지셔닝 포인트를 참조하여 명명될 수도 있다. 이들 레이더들 (R1 및 R2) 은 각각 항공기의 트랜스폰더들에서 충돌들을 회피하기 위해 상이한 II 식별자를 갖는 레이더들이다.
설명의 나머지 부분에 대해, 추론을 단순화하기 위해, 2 개의 레이더들 각각의 커버리지들은 모든 방위각들에서 균질한 것으로 간주된다. 모드 S 커버리지 맵의 사용은 그의 방위각의 주어진 섹터에서의 레이더의 작동 커버리지 범위에서 감소를 유도할 수도 있다. 발명의 원리는 해당 섹터와 다른 방위각들을 구별함으로써 그것이 적용될 때 동일하게 유지된다.
2 개의 레이더들 사이의 오버랩 영역은 각각의 레이더가 그 영역들에서 타겟들로 사용하는 대화의 타입에 의존하여 상이한 영역들로 분할된다. 발명은 유리하게는 방위각에 관하여 이들 영역들을 정의하기 위해 교환된 메시지의 타입들을 활용한다.
레이더와 항공기의 트랜스폰더 사이에서 교환된 응답들의 포맷들은 알려져 있다. 응답의 타입은,
- 레이더의 타입;
- 레이더와 관련하여 타겟의 영역에서 그에 할당된 태스크
양자 모두에 의존한다.
도 6 은 위에 정의된 R1 및 R2 의 방출 및 검출 영역들 (41, 42, 43, 41', 42', 43') 의 오버랩 영역에 대한 줌을 나타낸다.
하기 표는 예로서, 모드 S 레이더의 정상 동작의 경우에, 타겟이 도 6 에 도시된 오버랩 영역들 (A, B, C, D, E, F) 중 하나에 속하는지 여부에 따라 R1 및 R2 의 개개의 태스크들을 요약한다.
[표 1]
따라서 레이더 R1 은 연관된 동기 플롯들이 없는 타겟들로부터 후루트들을 수신할 수 있음이 유의될 것이다.
도 6 에서, 포지션은 주어진 고도로 섹션에서 채택된다. 예를 들어, 2 개의 레이더들 (R1, R2) 을 통과하는 수직 섹션에 따라 다양한 고도들을 고려하여 동일한 접근법이 취해질 수도 있다. 주어진 고도에서 평면에 대한 것과 동일한 방식으로, 발명은 엘리베이션에 관하여 오버랩 영역들을 정의하기 위해 교환된 메시지 타입들을 활용한다.
상술한 후루트들에 대한 공간적 접근법과 함께, 후루트들에 대한 시간적 접근법이 고려될 수도 있다. 이러한 시간적 접근법에 대해, 회전하는 기계적 안테나를 갖는 레이더들, 즉 민간 ATC 의 세계에서의 거의 모든 레이더들, 또는 임무의 성질에 의한 대부분의 군사 감시 레이더들의 경우가 고려된다.
이제 발명에 따른 방법의 단계들이 다음에 기초하여 더 상세히 설명될 것이다:
- 발명에 관한 레이더 아키텍처 (도 2 참조);
- 위에 개요된 바와 같은 후루트들의 물리적 특징화.
제 1 단계의 다음의 서브-단계들을 설명하는 것으로 시작한다: RF 검출, 플롯들과 프르투들의 연관 (33)(모드 S 및/또는 ADS-B) 및 후루트 소스들의 특징화 (32).
RF 검출:
모드 S 레이더의 기본적인 아키텍처는 다음을 수신하는 것을 가능하게 한다:
- 선택적 방위각 패턴들 SUM 및 DIFF 를 사용하는 동기 응답들 (레이더에 의해 도출됨);
- 4 개의 패턴들 SUM, DIFF, CONT-Front 및 CONT_Back 을 사용하는 비동기 응답들 또는 후루트들 (레이더에 의해 도출되지 않음).
발명은 특히 RF 에 관하여 그리고 응답의 구조에서 모두 동기 응답들의 것과 포맷이 동일한 후루트들을 활용한다.
후루트들을 활용하기 위해, 먼저 발명은 종래의 모드 S 레이더에, 특히 다음과 같은 응답의 일반적인 속성들로 이들을 한정함으로써 이러한 비동기 응답들 (종래 레이더가 일반적으로 거절함) 을 검출 및 디코딩하기 위한 체인을 부가한다:
- 검출 시간 (10μsec 보다 우수한 정밀도);
- 안테나의 방위각;
- 이미터 트랜스폰더의 모드 S 어드레스;
- 메시지의 컨텐츠;
- 각각의 안테나 패턴에 따른 응답의 파워.
타겟에서 레이더까지의 거리에 의존하여, 후루트는 또한 동시에 복수의 패턴들에 대해 검출될 수도 있고, 이 제 1 단계에서, 다중 검출들 (동시에) 이 후루트 당 하나의 단일 비동기 응답 메시지를 보장하기 위해 연결된다.
이러한 레벨에서, 소스는 후루트로부터 구별되지 않으며, 후루트는:
- 동일한 공간을 공유하는 다른 센서 (다른 레이더, 특히 WAM) 에 의해 도출되거나;
- 또는 타겟 자체 (특히 TCAS, ADS-B) 에 의해 자동으로 생성된다.
발명의 옵션으로서, 레이더의 작동 커버리지 (그의 보장된 범위 미만으로 사용자에 의해 설정됨) 는 발명의 측정 영역을 증가시키기 위해 동기로 그것의 최대 범위로 확장될 수도 있다 (영역들 42 및 42' 참조).
이와 같이 (레이더의 동일한 작동 인터로게이션들로) 획득된 부가 동기 응답들은 레이더의 커버리지로부터의 다른 동기 응답들과 동일한 방식으로 프로세싱되어 이에 따라 다음과 같은 플롯의 일반적인 속성들을 가질 플롯들을 생성한다:
- 플롯 센터의 검출 시간;
- 이미터 트랜스폰더의 모드 S 어드레스;
- 플롯 중심 방위각;
- 플롯으로부터의 거리;
- 플롯을 형성한 각각의 응답에 대해:
기본적으로, 긴 ADS-B (DF17) 비동기 응답들은 방위각 및 거리 (그것의 메시지에서의 위도-경도-고도 정보로부터) 에 관하여 타겟의 포지션을 확인하고 이에 따라 선택적 인터로게이션 없이 커버리지 내에 이것을 로케이팅하는 것을 가능하게 한다 (TCAS 에 대한 이러한 타입의 스퀴터의 주요 목적). 발명은 레이더의 모드 S 플롯들과 동일한 방식으로 ADS-B 플롯들을 활용한다.
플롯들과
후루트들의
연관 (
모드
S 및/또는 ADS-B):
- 동기 응답들 (DF4/5/11/20/21) 을 생성한 선택적 인터로게이션들을 통해 레이더에 의해;
- 또는 ADS-B 모드 (긴 DF17 비동기 응답) 에서,
레이더의 작동 또는 확장된 커버리지 공간에 로케이팅된 각각의 타겟에 대해.
발명은
- 모드 S 에서 2 개의 연속적인 동기 검출들 사이에서 (턴에 근접함);
- 또는 (예를 들어) 턴 기반으로,
이 타겟과, 그것이 생성한 후루트들을 연관시킨다 (타겟 식별자로서 트랜스폰더의 고유한 모드 S 어드레스에 기초함).
후루트는 본질적으로 비동기이기 때문에, 타겟의 포지션은 예를 들어, 후루트의 수신 시 그것의 작동 기능들에서 레이더 (통합된 레이더 및 ADS-B) 에 의해 확립된 궤적으로부터 타겟의 포지션을 보간함으로써, 후루트가 검출될 때 결정된다.
그 후 후루트는 동기 응답으로서 완전히 특징화된다.
후루트
소스의
특징화
이 특징화는 하기에 설명될 바와 같이, 아이덴티티에 의해, 안테나의 회전 주기에 의해, 로케이션에 의해, AC 인터로게이션 레이트에 의해, 안테나의 로브에 의해 그렇지 않으면 후루트 소스의 방사된 파워에 의해 수행될 수도 있다. 이들 피처들의 전부 또는 일부를 결정하는 것이 가능하다. 레이더 R2 는 예로서 후루트 소스로 고려된다.
후루트
소스의 식별
후루트들의 분류를 획득하는 것이 이들을 야기한 레이더들에 의해 (즉, 항공기의 트랜스폰더에서 응답을 야기한 인터로게이션을 방출한 레이더들에 의해) 추구된다. 이 설명을 기술하기 위해, 레이더 R1 은 레이더 R2 에 의해 오염된 것으로 간주된다. 접근법은 복수의 주변 세컨더리 레이더들과 동일할 것이다.
응답들은 다음의 타입으로 주어진다:
- DF11: 기본적으로 메시지에 레이더의 식별자를 포함 (이 예에서는 레이더 R2);
- DF4, DF5, DF20 및 DF21: 의도된 응답의 수신자를 지정하지 않음.
따라서, 도 6 및 표 1 을 참조하여, 영역들 B 및 C 에 대한 레이더의 식별자를 추정하는 것이 필요하다.
이를 위해, 지리적 (공간적) 및 시간적 접근법 양자 모두가 고려된다. 레이더 R1 의 참조 프레임에서 레이더 R2 의 방위각에 관하여 영향을 받는 지리적 영역은, 도 7 에 나타낸 바와 같이 제한되며, 도 7 은 (도 6 에서의 줌으로부터) R1 의 참조 프레임에서 R2 의 영향의 방위각을 도시한다.
R2 (DF11_R2 로 표기됨) 에 의해 야기된 DF11 후루트들은 "Start max" 와 "End max" 방위각들 (71, 72) 사이의 타겟들 상에 로케이팅되는 한편, DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트들을 야기하는 타겟들은 반드시 "시작" 과 "끝" 방위각들 (73, 74) 사이에 로케이팅된다.
시간적 접근법에 대해, 주어진 순간에 오버랩 영역을 조명하는 R2 의 빔 (81) 이 고려된다. 예로서, 도 8 은 DF4, DF5, DF20 에 대응하는 DF4/5/20/21_R1_S 응답들 및/또는 R1 에 의해 후루트 (비동기) 로서 보이는 R2 로 인한 DF11 응답에 대응하는 DF11_R2_F 응답들 뿐만 아니라, R1 에 의해 동기로서 보이는 R1 으로 인한 DF21 응답들을 나타낸다.
영역 A 에서 타겟의 DF11_R2 후루트들은 (로브의 지속기간에 걸쳐) 영역들 B 및 C 에 존재하는 타겟들의 DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트들과 거의 동시에 R1 에 의해 수신된다.
발명에 따라, DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트들은 (이들을 인터로게이팅한 레이더 (II 코드) 에 대한 응답에서의 정보 없이) R2 의 인터로게이터의 II 코드의 추정에 할당된다:
- DF11_R2 를 방출한 타겟들이 방위각들 "Azimuth_Start_Max_R2" (71) 및 "Azimuth_End_Max_R2" (72) 사이에 있는 경우 (여기에서는 타겟 A 의 후루트들임)
- DF4, DF5, DF20 및 DF21 를 방출한 타겟들이 방위각들 "Azimuth_Start_R2" (73) 및 "Azimuth_End_R2" (74) 사이에 있는 경우 (여기에서는 타겟들 B 및 C 의 후루트들임);
- 및 DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트들이 유럽항공관제 (Eurocontrol) 에서 권장하는 종래의 모든 콜 (All Call; AC) 및 롤 콜 (Roll Call; RC) 시퀀싱에 따라 DF11_R2 후루트들과 거의 동시인 경우.
이 동작은 예를 들어 DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트가 부가적으로 그것의 소스를 식별하기 위해 R1 의 플롯과 연관되는 각각의 시간에 반복된다.
후루트
소스의 안테나의 회전 주기;
여기서 R2 의 안테나의 회전 속도가 추정된다. 이를 위해, 각각의 타겟에 대해, R1 의 회전 주기의 추정은 R1 의 플롯들로부터 획득된 타겟의 이동을 고려하면서, 하나의 턴에서 다른 턴까지 검출된 그것의 후루트들 사이에서 경과된 시간으로부터 각각의 턴에 대해 계산된다.
레이더의 회전 속도가 종래에 매우 안정적이라는 점을 고려하여, R2 의 회전 주기의 모든 추정들은 정밀한 평가를 확인하기에 충분히 긴 시간에 걸쳐 통합된다.
복수의 통합 시간들이 동시에 사용된다:
- 정밀한 측정을 규칙적으로 획득하기 위해 1 시간 정도의 매우 긴 지속기간 (민간 ATC 레이더);
- 회전 속도에서의 임의의 변화들, 그것의 인터로게이션들에서의 시퀀싱 또는 심지어 그것의 로케이션에 후속하기 위해 시간에 걸쳐 그 후 트랙킹되는, 정확하지만 덜 정밀한 측정을 매우 규칙적으로 획득하기 위해 몇 분 정도의 긴 지속기간 (일반적으로 군사 ATC 레이더에 대해).
후루트
소스의 로케이션
여기서 적어도 R1 에 대한 R2 의 방위각은 세컨더리 레이더의 빔이 제한된 공간 영역에서만 후루트들을 활성화하기에 충분히 미세하다는 사실을 활용함으로써 추정된다 (도 8 참조). 따라서, 거의 동시의 R2 의 후루트들을 활용함으로써, R2 의 방향의 추정을 확립하는 것이 가능하다. 이것은 R2 의 후루트들이 거의 동시인 것으로 간주되자 마다 수행된다.
후루트
소스의 AC
인터로게이션
레이트
여기서 R2 의 "모든 콜" (AC) 인터로게이션 주기가 추정된다.
DF4, DF5, DF20 및 DF21 후루트들은 유럽항공관제 (Eurocontrol) 에 의해 정의된 ELS 및 EHS 기능들을 수행하는데 필요하지만, DF11 후루트들은 다음으로 인해 단지 "잔차들 (residuals)" 일 뿐이다:
- 새로운 항공기를 수집하기 위한 모드 S 프로토콜 (커버리지에 진입, 이륙시 등);
- 및 록킹 영역들 (DF11 응답들의 프로토콜 블록킹) 에서 감소를 유도하는, 전파 및 항공기의 트랜스폰더들의 상당한 허용오차들.
DF11 응답들은 준수될 AC 인터로게이션 주기들로부터 나온다.
R2 의 AC 인터로게이션들은 그의 록킹되지 않은 영역에서 DF11_R2 후루트들을 야기한다.
각각의 후루트는:
- 검출될 때 R1 에 의해 데이팅되고;
- R1 의 플롯과 그의 연관에 따라 R1 에 의한 거리에 포지셔닝된다.
다음으로, 다음의 다양한 지속기간들에 따라 다양한 AC 주기들의 추정들이 누적된다:
- 고정된 레이더에 대한 충분한 예리함으로 R2 의 로케이션 영역을 좁히기에 충분히 긴 지속기간 (가장 일반적인 경우);
- 또는 비영구적인 인터로게이션 관리를 갖는 군사 ATC 레이더의 경우를 관리하기 위해, 더 짧은 지속기간.
그 후 이러한 R2 의 AC 주기들의 히스토그램이 생성된다. 이것은 레이더 R2 에 의해 사용된 PR (항공기의 트랜스폰더에 대해 레이더에 의해 요청된 응답의 확률) 의 값에 의존하여 복수의 상관관계 피크들을 나타낸다:
- AC 주기에서, PR = 0 이면 피크는 매우 높은 값, 즉 1 과 동일한 응답의 확률을 가지며;
- AC 주기 2 배에서, PR = 1 이면 값 피크는 매우 높으며, 즉 0.5 의 응답 확률이다.
히스토그램은 R1 과의 오버랩 영역에서 R2 에 의해 사용된 평균 PR 및 PRF_AC (AC들에서 UF11 인터로게이션 주기) 양자 모두를 확인하는 것을 가능하게 한다.
후루트
소스의 안테나
로브
여기서 레이더 R2 의 인터로게이션 로브의 폭이 추정된다.
R2 의 인터로게이션들은 R2 의 AC 인터로게이션 (AC_R2) 에서 송신된 PR 에 의해 정의된 응답 레이트를 도출함으로써 빔에 존재하는, R2 의 II 코드 상에 록킹되지 않은, 각각의 타겟으로부터 DF11_R2 후루트들을 야기한다.
R1 과의 오버랩 영역에서 R2 에 의해 사용된 PR 은 상술한 바와 같이, 알려진 것으로 간주된다.
도 9 에 나타낸 바와 같이, R2 의 빔 (81) 이 영역 A 에서 타겟을 인터로게이팅할 때, 이것은 R2 의 유효 인터로게이션 로브의 지속기간 동안 그것의 PR 에 따라 각각의 인터로게이션 AC_R2 에 응답한다.
발명에 따른 방법은 R2 의 각각의 턴 상에서, 영역 A 로부터 복수의 DF11_R2 를 방출한 각각의 타겟에 대해:
- 다음으로부터의 각각의 후루트의 R1 참조 프레임에서 방위각을 추정하고:
o R1 에 의한 작동 텀들에서 계산된 타겟의 궤적을 사용하여 후루트의 시간에서의 플롯의 R1 방위각;
o 후루트의 시간에서 안테나의 방위각을 사용하여 후루트의 시간에서의 플롯을 의 R1 에 의해 작동 텀들에서 계산된 타겟의 궤적을 사용하는 후루트의 시간에서의 플롯의 R1 안테나 베어링;
o 플롯의 방위각 플러스 플롯의 베어링과 R1 안테나 베어링 사이의 차이로부터의 후루트의 R1 방위각;
- R2 의 추정된 포지션을 활용하여 각각의 후루트의 R1 방위각을 계산하고;
- R2 의 하나의 턴에서 동일한 타겟의 2 개의 후루트들 사이의 최대 R2 방위각 차이로부터 R2 의 인터로게이션 로브의 추정을 계산한다.
다음으로, 이러한 R2 의 인터로게이션 로브의 다양한 추정들은 예를 들어 고정된 빔 레이더 (가장 일반적이 경우) 에 대해 충분한 예리함을 확인하기에 충분히 긴 기간에 걸쳐 누적된다.
R2 의 AC 인터로게이션 로브의 폭은 다음으로부터 평가된다:
- 주요 발생 블록에 대한 방위각 폭;
- 플러스 PR + 1 으로 승산된 R2 의 AC 주기의 등가 방위각.
후루트
소스의 방사된 파워
이 부분에서, R2 의 AC 인터로게이션들을 통해 방사된 파워가 근사된다.
이제 제 2 단계의 서브-단계들의 설명이 주어질 것이다: 레이더에서 타겟 당 응답 및 블록킹 레이트의 특징화 (35) 및 레이더에서 영역 당 1090 MHz 스펙트럼의 특징화.
레이더에서
타겟
당 응답
레이트
및
블록킹
레이트의
특징화
주어진 레이더에 대해, 그것의 특정 피처들에 기초하여, 다음이 정의되는 것이 유의될 수도 있다:
- 그것의 작동 레이더 커버리지 (종래);
- 그것의 환경의 측정 커버리지 (발명의 목적을 위해).
도 4 의 예에서, 작동 커버리지는 환경의 측정 커버리지와 동일한 것으로 간주되는 것이 유의되어야 한다.
예를 들어, 측정 커버리지 내의 타겟들 모두에 대해, 트랜스폰더의 응답 레이트를 특징화하기 위해:
- 타겟에 의해 생성된 모든 동기 및 비동기 응답들을 카운트함으로써 레이더에 의해 수신된 각각의 타겟으로부터의 응답들의 전체 레이트를 측정하고;
- 레이더에 의해 수신된 각각의 타겟으로부터의 응답들의 전체 레이트를 다음으로 세분화한다:
o 짧거나 긴, 생성된 응답의 길이 (공식 사양들에 따라);
o 응답들의 타입:
이들 동작들은 예를 들어 다양한 시간 주기 동안 수행된다.
트랜스폰더의 블록킹 레이트와 관련하여, 이것은 1090 MHz 스펙트럼의 혼잡을 나타낸다. 특히, 트랜스폰더가 인터로게이션을 수신할 때, 이것은 다음에 의존하여 다른 인터로게이터들에 대해 블록킹된다:
- 이것이 응답하는지 여부 (이것은 그 후 다른 인터로게이션을 프로세싱할 수 없음);
- 다음의 이유 때문에 이것이 응답하지 않는지 여부:
o 이것이 의도된 수신자가 아님;
o 이것이 레이더의 안테나 로브 내에 있지 않음;
o 인터로게이션의 디코딩된 메시지가 잘못됨;
o 이것이 생성된 응답들의 최대 수에 도달했음.
주어진 타겟에 대해, 레이더는 이 타겟의 (예를 들어, R2 에 대해) 후루트들을 분석함으로써 트랜스폰더가 블록킹되는지 여부를 결정한다. 하나의 예시적인 분석이 하기에 주어진다:
- 후루트들 중 하나가 트랜스폰더로부터의 응답 부족을 정당화하는 시간 내에 수신되고, 이에 따라 후자는 정상적으로 점유된다;
- 동기 응답 부족을 정당화하는 후루트가 없는 경우, 레이더 R1 은 트랜스폰더의 블록킹을 선언한다 (예를 들어, 도 5 내지 도 9 에서).
트랜스폰더의 정상적인 점유를 판정하기 위해, 레이더 R1 은 예를 들어 R1 및 R2 의 개개의 인터로게이션들의 포지션을 이들이 트랜스폰더에서 수신될 때 계산한다. 트랜스폰더로부터의 응답 부족은, R1 의 인터로게이션이 R2 에 대한 응답을 방출한 후 트랜스폰더에 할당된 데드 시간의 종료 전에 그리고 R2 의 인터로게이션 후에 로케이팅된 시간 인터벌 내에서 트랜스폰더에 도달하는 경우 정당화된다.
환경의 측정 커버리지 내의 모든 타겟들에 대해, 레이더는 타겟에 의해 생성된 모든 정당화되지 않은 응답 부족들을 카운트한 후 이들을 다양한 시간 주기들 동안 데이팅함으로써 레이더에 의해 트랙킹된 타겟의 블록킹 레이트를 측정할 수도 있다.
예를 들어, 사전 경보는 블록킹 레이트들이 사용자 정의된 임계치들을 초과할 때 자동으로 생성된다. 이들 임계치들은 이전 시간 동안 트랜스폰더의 응답 레이트가 ICAO 의 제한들을 초과하지 않는 경우 항공기의 트랜스폰더로 잠재적인 오류를 검출하기 위해 사전에 정의된다.
레이더에서
영역 당 1090 MHz
스펙트럼의
특징화
특징화는 응답 및 블록킹 레이트들의 특징화를 위해 설명된 것과 매우 유사하다.
이것은 트랜스폰더들에 초점을 맞추는 대신 지리적 영역들에 초점을 맞춘다.
하기에서는 영역에 의한 스펙트럼의 특징화의 설명이 주어지며, 그 후 영역에 의해 그리고 간섭 레이더에 의해 이러한 스펙트럼의 특징화의 설명이 이어진다.
공역이 기본 3D "위도-경도-고도" 셀들로 분할되는 것으로 (예를 들어 모드 S 레이더의 작동 동작의 모드 S 커버리지 맵과 유사한 원리에 따라), 셀 당 다음의 것이 수행된다:
- (셀에 존재하고 이 레이더에 의해 수신된) 각각의 타겟에 의해 생성된 모든 동기 및 비동기 응답들을 카운트함으로써, 공간에서 타겟들의 포지션에 따라 응답 레이더의 맵을 구성하는 것을 가능하게 하는 것;
- 이 레이더로부터의 인터로게이션들로부터 각각의 타겟이 블록킹되는 모든 시간들을 카운트함으로써, 공간에서 타겟들의 포지션에 따라 블록킹 레이트의 맵을 구성하는 것을 가능하게 하는 것.
이들 동작들은 예를 들어 다양한 시간 주기들 동안 다시 수행된다.
ADS-B 스퀴터들은 동일한 트랜스폰더들에 의해 방출되기 때문에 비동기 응답들로 고려되므로, ICAO 의 제한들 내에서 관련되는 것이 유의되어야 한다.
영역에 의해 그리고 간섭 레이더에 의해 1090 MHz 스펙트럼을 특징화하기 위해, 상술한 후루트 소스들을 특징화하는 서브-단계의 결과들을 사용하는 것이 가능하며, 여기서 특히 레이더 R1 과 간섭하는 각각의 다른 레이더 (고려 중인 예에서 레이더 R2) 가 우선 특징화되며, 즉 주목할만한 타겟들의 존재와 충분히 큰 오버랩 영역을 가져서 측정을 허용하지만, 그에 대한 관심을 더욱 단순하게 정당화한다.
각각의 셀에 대해, 셀에서의 전체 응답 레이트는 다음에 의해 세분화된다:
- 이러한 셀에서 간섭하는 레이더들의 각각을 식별하는 것 (이 셀에서 후루트를 생성하였음);
- 레이더들 각각으로 인한 응답 레이트를 이와 연관시키는 것;
- 레이더들 각각에 대해 생성된 응답들의 레이트 및 성질을 특정하는 것.
각각의 간섭하는 레이더의 피처들은 또한 이러한 셀과 연관되며, 이들 피처들은 예를 들어 다음과 같다:
- 레이더 R1 와 간섭하는 레이더의 포지션;
- 안테나의 회전 속도;
- 인터로게이션 로브의 폭;
- "모든 콜" 인터로게이션 레이트;
- 방사된 파워.
도 10 은 예로서, 4 개의 세컨더리 레이더를 갖는 예에서, 레이더 당 영역 당 응답 레이트들의 개요를 도시하며, 여기서 3 개의 레이더들, R2, R3 및 R4 는 레이더 R1 과 간섭하고, 2 개의 레이더들 R3 및 R4 은 이전 예들과 비교하여 레이들 R1 및 R2 에 부가되었다. 레이더 커버리지들은 R1 의 작동 커버리지에서의 오버랩과 같은 여러 예시적인 영역들에서 오버랩한다.
- 영역 1; R4 단독의 작동 커버리지;
- 영역 2; R4 및 R3 의 방출 범위;
- 영역 3; R3 의 방출 범위 및 R2 의 작동 커버리지:
- 영역 4; R3 및 R2 의 방출 범위;
- 영역 5; R2 단독의 작동 커버리지.
보다 구체적으로, 도 10 은 레이더 R1 의 커버리지 내의 인터로게이션 레이트의 지리적 맵을 나타내며, 여기서 2 개의 기본 공간 셀들 (101, 102) 이 예로서 나타낸다. 응답 레이트 정보는 또한 비동기 응답들의 소스들을 특징화하는 정보로 보충된다.
거기에 있는 값들은 현실성을 반영하기 위한 어떠한 바램없이, 개요 프레젠테이션의 일 예로서만 주어진다 (연관된 측정 시간 기반 없이 최대 값).
제 1 셀 (101) 은 제 1 오버랩 영역 (레이더 R1 및 레이더 R4 의 커버리지들 사이의 오버랩 영역) 에 로케이팅된다. 레이더 R1 의 참조 프레임에서, 이 셀은 260 ° 의 방위각에 그리고 190 Nm 의 거리에 로케이팅된다. 이 셀에 대해, 비동기 응답들을 생성하는 소스는 레이더 R4 이다. 이 소스에 대해 획득된 피처들은 다음과 같다:
- R1 의 참조 프레임에서 225 °의 방위각에서 및 280 Nm 의 거리에서의 그것의 로케이션;
- 그것의 안테나의 회전 속도, 스캔 당 6 초;
- 120 Hz 와 동일한 "모든 콜" 인터로게이션 주파수 IRF_AC 에 의해 여기에 주어진, "모든 콜" 인터로게이션 주기.
이 셀 (101) 에 존재하는 타겟들로부터 수신된 동기 및 비동기 응답들의 피크 레이트들은 다음에 대한 것이다.
- 0 과 동일한 DF11;
- 초당 100 과 동일한 DF4;
- 초당 15 와 동일한 DF5;
- 초당 150 과 동일한 DF20;
- 초당 30 과 동일한 DF21.
셀에서의 전체 응답 레이트는 이들 레이트들 모두의 합산이다.
제 2 셀 (102) 은 다른 오버랩 영역 (레이더 R1, R2 및 R3 의 커버리지들 사이의 오버랩 영역 (3)) 에 로케이팅된다. 레이더 R1 의 참조 프레임에서, 이 셀은 130° 의 방위각에 그리고 220 Nm 의 거리에 로케이팅된다. 이 셀에 대해, 비동기 응답들을 생성하는 소스들은 레이더 R2 및 레이더 R3 이다.
소스 R2 에 대해 획득된 피처들은 다음과 같다:
- 75°의 방위각에서 및 310 Nm 의 거리에서의 그것의 로케이션;
- 그것의 안테나의 회전 속도, 스캔 당 4 초;
- 100Hz 와 동일한 "모든 콜" 인터로게이션 주파수 IRF_AC.
R2 에 의해 생성된 동기 및 비동기 응답들의 피크 레이트들은 다음에 대한 것이다:
- 초당 100 과 동일한 DF11;
- 0 과 동일한 DF4;
- 0 과 동일한 DF5;
- 0 과 동일한 DF20;
- 0 과 동일한 DF21.
소스 R3 에 대해 획득된 피처들은 다음과 같다:
- 140°의 방위각에서 및 300 Nm 의 거리에서의 그것의 로케이션;
- 그것의 안테나의 회전 속도, 스캔 당 5 초;
- 90 Hz 와 동일한 "모든 콜" 인터로게이션 주파수 IRF_AC.
R3 에 의해 생성된 동기 및 비동기 응답들의 피크 레이트들은 다음에 대한 것이다:
- 0 과 동일한 DF11;
- 초당 80 과 동일한 DF4;
- 초당 10 과 동일한 DF5;
- 초당 120 과 동일한 DF20;
- 초당 20 과 동일한 DF21.
이 셀 (102) 에서 이동하는 타겟들로부터 나오는 동기 및 비동기 응답들의 전체 레이트는 이들 레이트들 모두의 합산이다.
단일 레이더에서, 발명은 또한 주변 레이더들을 검출하고 이들을 특징화하기 위해 (인터로게이션 레이트를 평가하기 위한 목적 없이) 동일한 분석들을 수행하는 것을 제안한다.
이제 옵션인, 제 3 단계의 서브-단계들의 설명이 주어진다. 이들 서브-단계들은 멀티-레이더 모드에서 각각의 타겟의 응답 레이트 및 블록킹 레이트의 특징화, 멀티-레이더 모드에서 간섭 및 영역에 의한 1090 MHz 스펙트럼 특징화, 및 멀티-레이더 모드에서 주변 레이더들의 로케이션이다.
멀티-레이더
모드에서
각각의
타겟의
응답 및
블록킹
레이트의
특징화
모노 레이더 모드 (위의 예들에서 레이더 R1 의 예) 에서, 각각의 타겟의 응답 레이트의 측정의 정밀도는 모든 타겟들에 의해 생성된 응답 부하 및 레이더의 범위 양자 모두에 의해 제한된다.
따라서 이러한 서브-단계의 목적은 모노 레이더 모드 (서브-단계들 중 제 4 서브-단계) 에서 상술한 특징화 서브-단계와 동일한 태스크들을 이 제 4 서브-단계를 수행하는 레이더들의 각각에 의해 송신된 정보를 활용함으로써 수행하는 것이다. 따라서, 더 높은 레벨의 ATC 시스템에서 이들 측정들을 활용함으로써, 이들이 이 제 4 서브-단계를 수행하는 이러한 레이더들의 네트워크에 속하는 경우 간섭 레이더들의 식별자들을 통합하고 측정들의 정밀도를 개선하는 것이 가능하다.
송신된 정보는 다음과 같다:
- 각각의 레이더에 의해 관리된 타겟들의 궤적들 (정상 ATC 제어 센터와 같음);
- 각각의 플롯에 대해:
o 데이팅된, 그것의 로브에서의 인터로게이션, 및 스테이터스 (이 경우 응답에 대한 포인터로 실패 또는 성공);
o 특히 타입, 파워 및 컨텐츠에 의해 특징화되고 데이팅된, 동기 응답들;
- 각각의 후루트에 대해: 타입, 강도, 컨텐츠 등에 의해 특징화되고 데이팅된 응답들.
따라서 멀티-레이더 접근법은 멀티-레이더 내의 각각의 타겟에 대해, 보다 정밀하고 신뢰성있는 방식으로, 특히 다음에 의해서 그것의 응답 및 블록킹 레이트를 구성하는 것이 가능하다:
- 이 타겟에 대해 각각의 레이더의 인터로게이션을 카운트하고, 이에 따라 통계로부터, 트랜스폰더에서의 수신과 동시에 데이팅되는 네트워크에서의 다른 레이더에 의해 선언된 후루트를 제거하는 것, 따라서:
o 응답들의 범위 또는 오버랩 때문에 후루트로서 검출되지 않은 응답들이 이번에 고려되고
o 다른 레이더의 인터로게이션이 차단을 선언한 레이더의 인터로게이션과 동시에 데이팅되는 경우 가정된 차단들이 확인되거나 확인되지 않음;
- 네트워크에서의 복수의 레이더들에 의해 동시에 검츨된 중복 후루트들을 제거하는 것;
- 네트워크에서 레이더들의 피처들의 추정들을 민간 ATC 에서 이들 레이더들의 설치자들에 의해 알려진 값들로 대체하는 것.
이러한 타겟 당 데이터를 관리하면 응답 또는 블록킹 레이트들이 보수되어야 하는 트랜스폰더 오류들을 가리키는 사용자 정의된 임계치들을 초과할 때 (ICAO 에 의해 정의된 최소치 미만) 사전 경보를 생성하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
멀티-레이더
모드에서의
간섭 및 영역에 의한
1090 MHz
스펙트럼의
특징화
위의 서브-단계와 같이, 멀티-레이더 접근법은 타겟들로부터의 응답들의 커버리지 공간 및 측정 정밀도 양자 모두를 개선하는 것을 가능하게 한다.
따라서 멀티-레이더 접근법은 다양한 시간 주기들에 대해, 멀티-레이더 커버리지 영역 내에서, 보다 정밀하게 그리고 보다 신뢰성있게, 다음을 구성하는 것을 가능하게 한다:
- 응답 레이트의 맵;
- 각각의 기여 엘리먼트에 대해 (네트워크에서의 레이더, ADS-B 등), 응답의 성질 및 그것의 레이트;
- 블록킹 레이트의 맵.
영역에 의해 이러한 데이터를 관리하면 소정의 셀들의 응답 또는 블록킹 레이트들이 사용자 정의된 임계치들을 초과할 때 사전 경보를 생성하는 것을 가능하게 한다.
또한, 이 정보를 크로스-상관시키면 조작자가 트랜스폰더의 차단의 소스를 식별할 수 있도록 하고 따라서 조작자가 다음을 행할 수 있도록 한다:
- 응답 레이트를 국부적으로 감소시키기 위해 네트워크에서 소정의 레이더들에 대해 상이한 설정 정책을 구성하는 것 (파워, 범위, 인터로게이션 레이트 등을 감소시킴),
- 또는 레이더 네트워크에서 참조되지 않은 외부 오염 소스를 찾는 것.
통상적으로 작동 극장으로 투영된 군사 레이더의 구성에 있어서, 위에 인용된 것들과 동일한 원리들에 따른 멀티-레이더 검출 및 로케이션은 분석된 공간의 커버리지 및 다른 레이더들의 검출/로케이션 레이트 양자 모두를 증가시키는 것을 가능하게 한다.
Claims (13)
- 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더 (R1) 의 환경 (41, 42, 43) 에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법으로서,
상기 환경은 상기 레이더 (R1) 에 의해 커버된 공역 도메인에 의해 정의되고, 상기 환경은 모드 S 타겟들에 의해 통과되고, 모드 S 타겟은 세컨더리 레이더에 의해 방출된 모드 S 인터로게이션들에 대한 응답을 방출하는 타겟이며,
- 상기 레이더 (R1) 가:
o 모드 S 타겟들을 긴 ADS-B 스퀴터들에서 송신된 그들의 포지션들 또는 상기 레이더 (R1) 에 의해 방출된 상기 인터로게이션들에 대한 그들의 동기 응답들에 의해 검출 및 로케이팅하고;
o 동일한 모드 S 타겟들에 의해 방출되고, 이에 따라 상기 레이더 (R1) 에 의해 도출되지 않은 비동기 응답들을 검출하고 (32);
o 각각의 로케이팅된 타겟에 대해, 그의 비동기 응답들을 상기 ADS-B 스퀴터들에 의해 주어진 상기 포지션들 또는 상기 레이더 (R1) 에 대한 상기 동기 응답들과 연관시키는 (33),
제 1 단계;
- 상기 레이더 (R1) 가:
o 상기 연관에 기초하여, 다양한 주어진 시간 주기들에 대해 상기 타겟으로부터 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 각각의 타겟의 응답 레이트를 결정하고 (35);
o 상기 환경이 기본 공간 셀들 (101, 102) 로 분할되면서, 각각의 셀에 로케이팅된 각각의 타겟에 의해 수신된 동기 및 비동기 응답들의 수를 카운트함으로써 셀 당 상기 응답 레이트를 결정하는 (36, 37),
제 2 단계를 포함하고,
상기 레이트는 셀 당 또는 셀들의 그룹 당 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 비동기 응답들은 각각의 안테나 패턴 (11, 12, 13, 14) 상에서 수신된 비동기 응답들을 검출 및 디코딩하는 것을 수반하는 지속적인 프로세싱 (21) 을 통해 상기 레이더 (R1) 에 의해 검출되고 (32), 상기 프로세싱은 상기 패턴들의 각각을 별도로 활용하는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 패턴들은 합산 패턴 (11), 차이 패턴 (12), 전면 제어 패턴 (13) 및 후면 제어 패턴 (14) 인 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이더 (R1) 에 의해 도출되지 않은 상기 비동기 응답들은:
- 임의의 타입의 인터로게이터일 수도 있는, 다른 세컨더리 레이더 (R2, R3, R4) 에 의해 도출된 응답들;
- 및/또는 ADS-B 또는 TCAS 스퀴터 응답들을 포함하는, 상기 타겟들에 의해 자동으로 생성된 응답들인 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 단계에서, 상기 레이더 (R1) 는 비동기 응답들의 소스들 (R2, R3, R4) 을 특징화하고, 상기 소스들은 임의의 타입의 인터로게이터일 수도 있는 세컨더리 레이더들이고, 소스는 다음의 피처들 중에서 적어도 하나의 피처에 의해 특징화되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법:
- 상기 소스의 아이덴티티;
- 상기 소스의 안테나의 회전 주기;
- 상기 소스의 로케이션;
- 상기 소스의 "모든 콜” 인터로게이션 레이트;
- 상기 소스의 인터로게이션 로브의 폭;
- 상기 소스에 의해 방사된 파워. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
타겟으로부터 수신된 응답들의 레이트가 주어진 임계치를 초과할 때 경보 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 셀 (101, 102) 의 응답 레이트가 주어진 임계치를 초과할 때 경보 신호가 생성되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
타겟이 모드 S 인터로게이션에 대한 응답을 방출할 수 없는 상기 타겟의 블록킹으로, 상기 제 2 단계에서, 상기 레이더 (R1) 는 다음에 의해서 타겟으로부터 상기 비동기 응답들을 분석함으로써 상기 타겟의 블록킹 레이트를 특징화하는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법:
- 상기 타겟의 트랜스폰더로부터의 응답 부족을 다음에 의해 특징화하는 것:
o 상기 트랜스폰더에서 응답을 수신하지 않은 상기 인터로게이션의 동기 후루트 (fruit) 를 사용하여 응답을 생성하기 위한 그의 점유;
o 또는 인터로게이션에 대한 응답 부족 전의 기간 내에 ICAO 제한들을 넘는 응답 레이트;
- 또는 다음에 대응하는 다른 시나리오를 가정하는 것:
o 복수의 센서들에 의해 방출되고 상기 타겟의 상기 트랜스폰더에 의해 해석되지 않은 인터로게이션들의 오더랩;
o 상기 타겟의 트랜스폰더가 상기 ICAO 최소치 미만이더라도, 그의 최대 응답 레이트에 도달한 것. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 단계 및 상기 제 2 단계는 멀티-레이더 컨텍스트에서, 즉 적어도 2 개의 세컨더리 레이더들에 의해 실행되고, 적어도 2 개의 레이더들의 각각에 의해 획득된 상기 응답 레이트들은 더 정밀한 전체 응답 레이트들을 획득하기 위해 상기 2 개의 레이더들로부터의 동기 및 비동기 응답들을 모두 고려하여 계산되고, 상기 인터로게이션 밀도는 이들 전체 레이트들에 의해 특징화되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 적어도 2 개의 레이더들 각각에 의해 획득된 상기 블록킹 레이트들은 더 정밀한 전체 블록킹 레이트를 획득하기 위해 상기 2 개의 레이더들로부터의 동기 및 비동기 응답들을 모두 고려하여 계산되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 적어도 2 개의 레이더들 각각으로부터 획득된 정보는 항공 교통 관제 센터로 송신되고 상기 센터에 의해 활용되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 정보는 상기 세컨더리 레이더들 모두가 ATC 감시 안전을 증가시키기 위해 결함이 있는 트랜스폰더들 뿐만 아니라 트랜스폰터들의 블록킹의, 과도-인터로게이션의 영역들을 제거하기 위해 조정될 수 있도록 하기 위해 활용되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 작동 세컨더리 레이더의 환경에서 모드 S 인터로게이션들 및 응답들의 밀도를 특징화하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 구현할 수 있는 것을 특징으로 하는, 세컨더리 레이더.
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Families Citing this family (5)
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Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4034371A (en) * | 1973-05-21 | 1977-07-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus and methods for differentiating between synchronous and asynchronous response signals in secondary radar devices |
| FR2407487A1 (fr) * | 1977-10-26 | 1979-05-25 | Dassault Electronique | Procede pour faciliter l'exploitation a un aerodrome de messages radar de reponse recus a partir d'avions et installation pour la mise en oeuvre de ce procede |
| FR2573541B1 (fr) * | 1984-11-20 | 1986-12-19 | Thomson Csf | Dispositif de pretraitement pour extracteur radar secondaire |
| US4896158A (en) * | 1988-11-03 | 1990-01-23 | Westinghouse Electric Corp. | Beacon fruit filter |
| JP2663642B2 (ja) | 1989-07-28 | 1997-10-15 | 日本電気株式会社 | ２次レーダ装置 |
| US5081457A (en) * | 1989-11-30 | 1992-01-14 | Honeywell Inc. | Apparatus for reducing synchronous fruit in tcas surveillance systems |
| US5157615A (en) * | 1990-01-09 | 1992-10-20 | Ryan International Corporation | Aircraft traffic alert and collision avoidance device |
| FR2692996B1 (fr) * | 1992-06-30 | 1994-08-26 | Thomson Csf | Procédé et dispositif de filtrage des réponses dans un extracteur de radar secondaire. |
| US5825322A (en) * | 1993-05-19 | 1998-10-20 | Alliedsignal Inc. | Method and apparatus for rotating an electronically-scanned radar beam employing a variable-dwell scanning process |
| US5459469A (en) * | 1994-02-04 | 1995-10-17 | Stanford Telecommunications, Inc. | Air traffic surveillance and communication system |
| JP2001056372A (ja) | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Hiroshi Nobusato | 飛行体の位置確認装置 |
| US6473027B1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-10-29 | Northrop Grumman Corporation | False reflected target elimination and automatic reflector mapping in secondary surveillance radar |
| FR2860883B1 (fr) * | 2003-10-10 | 2005-12-23 | Thales Sa | Procede et dispositif de filtrage de reponses dans un extracteur de radar secondaire. |
| CN1332219C (zh) * | 2003-11-18 | 2007-08-15 | 电子科技大学 | 一种二次雷达应答处理的抗干扰方法 |
| EP1635189B1 (en) * | 2004-09-14 | 2015-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary surveillance radar and its interrogation transmission method |
| FR2909772B1 (fr) | 2006-12-12 | 2012-12-21 | Thales Sa | Procede de reduction des effets dus aux propagations multitrajets lors du traitement de reponses en mode "s". |
| JP4966031B2 (ja) | 2007-01-22 | 2012-07-04 | 株式会社東芝 | モードｓ二次監視レーダ |
| ITTO20070623A1 (it) * | 2007-09-03 | 2009-03-04 | Selex Sistemi Integrati Spa | Rilevamento di repliche in un radar secondario di sorveglianza |
| FR2938076B1 (fr) * | 2008-10-31 | 2010-11-12 | Thales Sa | Procede pour optimiser la gestion du temps radar pour des radars secondaires fonctionnant en mode s |
| DE102008059424B4 (de) * | 2008-11-27 | 2023-01-19 | IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH | Sekundärradarsystem mit dynamischer Sektorisierung des zu überwachenden Raumes unter Verwendung von Multi-Antennenanordnungen und Verfahren hierzu |
| FR2965063B1 (fr) * | 2010-09-21 | 2012-10-12 | Thales Sa | Procede pour allonger le temps d'eclairement de cibles par un radar secondaire |
| JP5722101B2 (ja) | 2011-04-06 | 2015-05-20 | 株式会社東芝 | 二次監視レーダ及び監視方法 |
| CN102621544A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 四川川大智胜软件股份有限公司 | 一种局部多个s模式二次监视雷达站的协同询问方法 |
| ITRM20120175A1 (it) * | 2012-04-24 | 2013-10-25 | Selex Sistemi Integrati Spa | Metodo per la stima e la rimozione del ritardo di multipath di segnali elettromagnetici, in particolare di repliche ssr. |
| CN102879775B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-06-04 | 陕西长岭电子科技有限责任公司 | 一种基于二次雷达的询问应答方法 |
| CN103076605A (zh) * | 2013-01-06 | 2013-05-01 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 多模式轮询和s模式点名询问的二次雷达航迹录取方法 |
| CN103178999B (zh) * | 2013-03-21 | 2016-01-20 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种ads-b数据收集方法 |
| US9658325B2 (en) * | 2014-07-31 | 2017-05-23 | James Francis Harvey | Secondary surveillance radar signals as primary surveillance radar |
| CN104330774B (zh) * | 2014-11-15 | 2017-01-25 | 安徽四创电子股份有限公司 | —种基于fpga的s模式二次雷达解码器 |
| CN104992575B (zh) * | 2015-06-27 | 2017-03-22 | 安徽四创电子股份有限公司 | 以ads‑b信息为背景的s模式二次雷达点名询问方法 |
| ES2870669T3 (es) * | 2016-12-16 | 2021-10-27 | Thales Man & Services Deutschland Gmbh | Método y estación base de ADS-B para validar información de posición contenida en un mensaje de señales espontáneas ampliadas de modo S (ADS-B) desde una aeronave |
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