空管系统中雷达告警技术的研究与应用

摘要

近年来我国航空运输业高速发展，对空中交通管制系统提出了许多新要求。本文基于作者在工作期间参加的西南地区管制雷达语音气象处理系统方案的研发工作，主要探讨了空中交通管制系统中告警处理的关键技术。 空中告警技术处理是空中交通管制系统中的重要组成部分。本文在以往成果的基础上，结合航空器的飞行特点，进行了深入细致的研究，并对航空器与地面障碍物之间、航空器之间的防相撞处理，以及航空器侵入区域的预、告警处理，提出了一套行之有效的处理方法，主要研究内容如下： (1)最低安全高度告警的搜索算法。提出了最低安全高度防冲突的搜索方法和检测方法，用马赛克算法将地形分成若干马赛克块，探测采用光栅图形学中直线或圆弧的绘制算法进行搜索以避免冲突。从而为保障低空飞行的安全奠定了基础。 (2)短期冲突告警研究。讨论了空管系统中短期冲突避让的一般方法，冲突告警检测依据雷达航迹进行，并将航空器的飞行姿态与其三维安全间隔相结合；对潜在冲突航迹进行精细冲突预测，证实冲突的存在。检测方法有当前间距及飞行趋势线性外推预测和因机动导致的危险接近检测。还详细研究了几种典型的短期冲突目标状态预推告警算法的实现。 (3)区域侵入告警研究。讨论了区域侵入告警的基本准则及一般方法，并对各种区域进行比较，针对不同的区域特点，得出了目标与区域之间的状态关系，从而判定目标是否处于需警戒的状态。

目录

文摘

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第一章 引言

1.1选题背景

1.2本论文研究工作

第二章 西南地区管制雷达语音气象处理系统方案

2.1西南地区管制雷达语音气象处理系统特性和设计

2.2西南地区管制雷达语音气象处理系统结构

2.3.1飞行数据处理

2.3.2雷达数据处理

2.3.3记录仪

2.3.4数据库

2.3.5 SDD／FDD／TMM／MDR模块

第三章航迹处理

3.1概述

3.2雷达数据解码

3.2.1系统接入的雷达数据类型

3.2.2解码有用的雷达数据

3.3地标转换和大气压转换

3.3.1地标转换

3.3.2大气压修正(ONH)

3.4航迹高度处理

3.5多雷达融合处理

3.5.1融合处理的优点

3.5.2多雷达融合处理的系统结构

3.5.3多雷达融合的算法

第四章最低安全高度告警算法

4.1最低安全高度告警分析

4.2常规算法

4.2.1马赛克低高算法

4.2.2搜索方法

4.3机动检测

4.4气压校正

4.5 MSAW功能的实现

4.5.1划设MSAW区域

4.5.2航迹合格性检查

4.5.3 MSAW功能的处理

4.5.4冲突状态

第五章短期冲突告警

5.1短期飞行冲突探测及告警分析

5.1.1短期冲突告警的定义

5.1.2飞行间隔标准和高度层

5.2短期冲突的探测原理

5.2.1短期冲突范围的确定

5.2.2设计思路

5.2.3冲突航迹的粗选算法

5.2.4垂直方向冲突告警探测

5.2.5水平方向冲突告警探测

5.2.6许可高度层(CFL)保护

5.3短期冲突功能的实现

5.3.1航迹合格性检查

5.3.2划设冲突告警区

5.3.3“航迹对”冲突探测

5.3.4短期冲突告警的步骤

5.4因机动导致的危险接近检测

第六章区域侵入告警分析

6.1区域侵入告警及预警

6.2区域侵入告警检测

6.2.1基本处理流程

6.2.2目标点是否在多边形内的检测算法

6.2.3目标点是否在其它形状区域内的检测

6.2.4区域侵入预警检测

6.2.5判断速度直线是否与直线段相交

结论

致谢

参考文献