对雷达数据在空管自动化系统中的处理方法探讨

周亚洲

摘要：雷达数据在空管自动化系统中起到了至关重要的作用。凭借准确度雷达数据，空管指挥中心可以实时地完成各类航空设备的指挥调度工作。雷达数据是空中交通管理的重要参考指标，为了提升空中交通的安全性和空管工作的合理性，有必要对雷达数据的处理技术进行深入研究。基于此，本文对雷达数据在空管自动化系统中的处理方法进行探讨。

关键词：雷达数据;空管自动化系统;交互式模型算法

引言：随着科学技术的不断发展，我国航空事业也呈现高速发展的状态，但随之而来的空中交通问题也愈发严峻。为解决越来越拥堵的空中交通，需要对空管自动化系统中的雷达数据处理技术进行进一步的探究和提升。本文首先阐述探究空管自动化系统中雷达数据处理方法的目的及意义，并从雷达数据前端处理部分和单雷达数据处理入手，分析多雷达数据处理模块中马赛克多雷达数据处理、加权融合数据处理以及可变周期的雷达数据处理方法。

1探究空管自动化系统中雷达数据处理方法的目的和意义

空管自动化系统是空中交通管制的重要依凭，空管指挥中心可以凭借自动化系统中处理的雷达数据，对各类航空设备进行实时定位，并帮助航空设备规划飞行路线以及解决一些实时发生的问题。除此之外，飞行计划数据、ADS数据、气象信息数据也可以由空管自动化系统处理，进一步为空中交通管制提供保障。

空管系统在经历了多年发展之后，从最初的应急响应系统逐渐发展成为空管信息备份系统，到如今的空管主用系统，已经成为了空管工作最为依赖的系统设备之一。因此，对雷达数据在空管自动化系统中的处理方法进行探讨，有利于明确各类雷达数据的处理过程和处理方法，从细节和整体全方位多层次地提高空中交通管制水平，对于实现空管安全生产具有重要意义。

2雷达数据前端处理

雷达数据的前端处理是指在雷达数据处理之前，对空管自动化系统进行数据预设，主要是输入各类雷达的数据型号、数据转换公式以及各类雷达数据信息的处理算法，使得后续数据处理过程中，空管自动化系统可以识别出不同的雷达数据，并准确运算出空中管制工作所需要的各类数据信息。雷达数据前段处理采用OSI模型的数据链路层协议，利用同步HDLC协议完成雷达数据格式的传输。输入空管自动化系统中的雷达数据会在统一格式之后，解析出雷达数据中包含的二次代码、位置和高度等航空设备的信息。并且，由于航空设备在雷达设备中是以极坐标的方式来标明位置，所以在空管自动化系统中还要对极坐标进行变换，用更加形象的方式显示在空管自动化系统的界面中。

3单雷达数据处理模块

空管自动化系统中包含单雷达数据处理模块和多雷达数据处理模块。其中，单雷达数据处理模块主要是完成点迹雷达数据信息的处理。雷达探测到的航空设备的点迹信息会发送到空管自动化系统中，系统会自动识别点迹数据信息，并与预设信息数据库中的信息进行相关，并利用交互式多模型算法对点迹数据信息进行滤波处理，然后通过不同模型间的互协方差阵便可以更新各个模型的概率。经过交互式多模型处理过的雷达数据会解析出二次代码、位置、高度、速度、航向等信息，这些信息与相邻周期的目标相关联，便可以生成航空设备的飞行轨迹。但需要注意的是，利用单雷达数据处理模块分析航空设备的飞行轨迹，需要提取连续三个周期的雷达数据，如果在实际工作中提取雷达信号时中间有中断，则需要重新提取三个连续周期并重新计算。

4多雷达数据处理模块

目前，空管自动化系统中的多雷达数据处理模块主要应用马赛克多雷达数据处理技术、加权融合数据处理技术以及可变周期更新多雷达数据处理技术。

4.1  马赛克多雷达数据处理

马赛克多雷达数据处理技术就是常说的选择处理技术。利用马赛克多雷达数据处理技术处理雷达数据时，需要先将空管自动化系统负责监控的空域分成若干个马赛克单元，每个马赛克单元都需要有独立的雷达设备进行覆盖，并且，马赛克单元内目标探测的效果也要提前确立优先级。探测工作要根据雷达设备的优先级进行，首先利用优先级最高的雷达设备探测目标的航迹，如果最高优先级的雷达设备失去目标，再利用次先级的雷达设备进行探测，以此类推。虽然马赛克多雷达数据处理技术较为简单，但是这种技术不能充分利用雷达探测到的全部信息，存在一定的局限性，而且需要的雷达设备较多，存在一定的资源浪费。

4.2  加权融合数据处理

加权融合数据处理技术又称为加权平均法，我们常说的重心法或者最小二乘估计法也是指加权融合数据处理方法。利用该技术处理雷达数据，首先需要对各个雷达设定融合权值，这样一来，当多个雷达发送航迹信息到空管自动化系统中时，系统便可根据各雷达的权值进行融合计算，以此来获得系统行迹。随着雷达数据处理技术的不断革新，如今加权融合数据处理已经不局限于利用系统预设的固定融合权值进行计算，还可以根据动态权值进行实时雷达数据的分析处理。动态加权融合数据处理是将本地航迹的权重系数与系统航迹融合更新处理，其中动态权值可以直接反映本地航迹的数据质量，动态权值和数据质量呈正比例相关。动态权值取0 的数据则表示该数据不参与融合数据计算。

4.3  可变周期更新多雷达数据处理

可变周期更新多雷达数据处理技术比较适合具有ADS数据融合技术的空管自动化系统中。利用ADS数据融合技术可以实现雷达数据信息的处理速度，提高空管自动化系统的报告更新频率，可以有效增强空管工作的时效性。并且，可变周期更新多雷达数据处理在定位精度方面更具优势，该技术在保证目标航迹数据连续性的同时，雷达数据信息的利用率也得到了提升，使目标精度和航迹平滑之间达到了最佳水平。

总结：综上所述，空管自动化系统是整个空中交通管制工作的核心，加强空管自动化系统的雷达数据处理技术，可以有效提高空管水平，为提高航空生产安全作出有力保障。本文首先从空管自动化系统中雷达数据处理的目的和意义入手，分析了雷达数据前端处理、单雷达数据处理模块和多雷达数据处理模块的技术应用，希望可以为相关工作人员提供参考。

参考文献：

[1]   刘邦强.雷达数据在空管自动化系统中的处理方法研究[J].机电工程技术，2020，49（06）：37-39.

[2]   朱博.空管自動化系统的多雷达数据处理与融合[J].电子技术与软件工程，2018（09）：95.