【正文】 航道 并使用雷達(dá)進(jìn)近代替儀表進(jìn)近。 的偏離角 ，那么可以不要求飛行間隔。 ? 使用雷達(dá)時(shí)，橫向間隔標(biāo)準(zhǔn)的最低標(biāo)準(zhǔn)和縱向間隔相同，但橫向間隔沒(méi)有尾流影響的問(wèn)題。 雷達(dá)監(jiān)視原理 利用雷達(dá)的空中交通管制 ? 雷達(dá)間隔 ? 利用雷達(dá)，管制員可以 “ 看 ” 到飛機(jī)，因而可以把間隔的距離縮小，提高空域的利用率。 ? Hand Off：如果一個(gè)飛行器要進(jìn)入接收方管制員負(fù)責(zé)的空域，那么發(fā)送方管制員不但要將飛行器的雷達(dá)標(biāo)識(shí)傳送給接收方，而且同時(shí)也要求把它與飛行器的 通信進(jìn)行移交 。移交過(guò)程中，當(dāng)前管制區(qū)中的管制員稱為 發(fā)送方 ，下一個(gè)范圍的管制員稱為接收方 。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 對(duì)一個(gè)管制中心的管制空域，一般多部雷達(dá)才能覆蓋該空域，一個(gè)飛行目標(biāo)往往同時(shí)被幾部雷達(dá)所捕獲 ? 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（ RDP）和雷達(dá)前端處理器（ RFP）可對(duì)多雷達(dá)航跡環(huán)境進(jìn)行處理： ? 處理輸入的雷達(dá)數(shù)據(jù) ? 監(jiān)測(cè)輸入線路的質(zhì)量 ? 從 C模式獲取高度航跡 ? 多雷達(dá)航跡的融合處理 ? 告警功能（沖突、最低安全高度、危險(xiǎn)區(qū)等） ? 航跡與飛行計(jì)劃集成 雷達(dá)監(jiān)視原理 利用雷達(dá)的空中交通管制 ?目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的識(shí)別 ? 一次雷達(dá)：飛機(jī)起飛離場(chǎng)后雷達(dá)就開(kāi)始跟蹤，駕駛員通過(guò)指定點(diǎn)時(shí)報(bào)告位置，管制員在屏幕上核對(duì)通過(guò)該地點(diǎn)的亮點(diǎn)；指定飛機(jī)按一定航向飛行，通過(guò) 屏幕上亮點(diǎn)移動(dòng)的軌跡 來(lái)識(shí)別飛機(jī)。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 雷達(dá)管制的發(fā)展 ? 盡管 A/C模式二次雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)使雷達(dá)管制員能知道飛機(jī)的代號(hào)和高度，但是對(duì)于飛機(jī)的飛行計(jì)劃依然要依靠飛行進(jìn)程單來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種雷達(dá)管制為半雷達(dá)管制，在 20世紀(jì) 70年代 后二次雷達(dá)系統(tǒng)使用了計(jì)算機(jī)，才實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。 ? A模式 詢問(wèn)脈沖，應(yīng)答代表 飛機(jī)識(shí)別號(hào)碼 ? C模式 詢問(wèn)脈沖，應(yīng)答代表 高度 雷達(dá)監(jiān)視原理 1C1A2C2A4C4A1B1D2B2D4B4D ? 應(yīng)答脈沖序列 ? 應(yīng)答碼 ? A模式下 結(jié)論：飛機(jī)的標(biāo)識(shí)號(hào)為 6457 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 旁波瓣干擾問(wèn)題 ? 二次雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)天線在發(fā)出信號(hào)時(shí)，主波從正前方發(fā)出，同時(shí)在主波周圍發(fā)射低能量 旁波瓣 ，如果應(yīng)答機(jī)對(duì)這些波瓣應(yīng)答，會(huì)出現(xiàn)假信號(hào)。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ?二次雷達(dá)系統(tǒng)相對(duì)一次雷達(dá)的特點(diǎn) ?發(fā)射功率較小 ?二次雷達(dá)的工作與飛機(jī)的反射面積無(wú)關(guān)，對(duì)同樣工作距離，二次雷達(dá)地面發(fā)射功率比一次雷達(dá)小得多。 ? 一次雷達(dá)在顯示目標(biāo)時(shí)，目標(biāo)大小和亮度受到目標(biāo)和天線間距、大氣相對(duì)傳導(dǎo)性、目標(biāo)的雷達(dá)截面積、地面雜波等等因素影響，并且無(wú)法識(shí)別目標(biāo)身份，難以滿足空中交通管理要求。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 二次雷達(dá)工作方式：由地面詢問(wèn)機(jī)和機(jī)載應(yīng)答機(jī)配合而成，采用的是問(wèn)答方式。 ?不存在目標(biāo)閃爍現(xiàn)象 ?二次雷達(dá)回波是由機(jī)載應(yīng)答機(jī) 主動(dòng)輻射 的信號(hào)形成，不是目標(biāo)反射能量形成，因而與目標(biāo)的反射面積無(wú)關(guān)，回波不會(huì)由于目標(biāo)姿態(tài)變化及散射而忽強(qiáng)忽弱，避免閃爍現(xiàn)象。 ? 設(shè)置一根全向天線，在詢問(wèn)脈沖對(duì)的第一個(gè)脈沖后 2μs 發(fā)出脈沖，強(qiáng)度與脈沖對(duì)相等，如果應(yīng)答機(jī)接到 3個(gè)脈沖強(qiáng)度相等 ，表明收到的是主波瓣的信號(hào)，給予回答；如果收到的信號(hào)中， 中間一個(gè)強(qiáng)而前后弱 ，表明收到的是旁波瓣的脈沖，不予回答，從而避免干擾。 ? 20世紀(jì) 70年代初計(jì)算機(jī)技術(shù)和雷達(dá)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了 計(jì)算機(jī)化的雷達(dá)系統(tǒng) 。 ? 二次雷達(dá)：駕駛員使用特別位置識(shí)別脈沖，即應(yīng)答機(jī)在 A模式的回答編碼后 435μs 發(fā)出一個(gè)脈沖，該脈沖使地面站屏幕上的 亮點(diǎn)變寬 ，以區(qū)別于屏幕上的其他亮點(diǎn)，從而識(shí)別飛機(jī)；駕駛員把應(yīng)答機(jī)間斷地開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，這樣屏幕上 相應(yīng)的亮點(diǎn) 會(huì)時(shí)有時(shí)無(wú) ，從而識(shí)別飛機(jī)。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ?目標(biāo)的識(shí)別和移交 目標(biāo)的移交 ? 發(fā)送方要求： ?如果沒(méi)有 接收方的認(rèn)證或許可 ，飛行器不能穿過(guò)兩個(gè)扇區(qū)之間的邊界； ?飛行器在穿過(guò)邊界之前，必須要 收到接收方管制員的同意 ； ?通信的移交 必須在飛行器 穿過(guò)邊界前完成 ； ?任何由 接收方規(guī)定的限制 都必須遵守。 ? Point Out：飛行器和發(fā)送方管制員的 通信不被移交 ，主要適用于飛行器在短時(shí)間內(nèi)穿過(guò)多個(gè)扇區(qū)邊界。 ? 雷達(dá)識(shí)別飛機(jī)后，雷達(dá)管制可以把兩架飛機(jī)之間縱向 間隔縮短到 3～ 5海里。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 雷達(dá)間隔 ? 對(duì)于離場(chǎng)時(shí)的初始間隔，如果兩架飛機(jī) 相繼從同一跑道上起飛離場(chǎng) ，雷達(dá)管制情況下，如果兩架飛機(jī)的航線在起飛之后有 15176。 雷達(dá)監(jiān)視原理 ? 雷達(dá)間隔 ? 如果兩條 跑道相交 ，但其偏離角 至少為 15176。 ?雷達(dá)管制員在屏幕上能了解整個(gè)空域情況，可以引導(dǎo)飛機(jī)不按程序管制的既定航線飛行，由 管制員指示飛機(jī)改變航向，引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近 。 ?管制員按如下原則來(lái)組織交通建議：利用相對(duì)于飛機(jī)地面軌跡的鐘表盤表示其他飛機(jī)的位置，飛機(jī)之間的距離用海里表示，鐘表盤也表示其他飛機(jī)當(dāng)前飛行的方向。 ?計(jì)算機(jī)把管制空域內(nèi)的地面地形和障礙物高度存入計(jì)算機(jī)，軟件不斷比較飛機(jī)的高度和地面地形及障礙物高度，一旦高度差小于 150米，則發(fā)出警告，并在出現(xiàn) “ LOW ALT”（高度太低）字樣，管制員通知駕駛員，避免飛機(jī)因高度太低產(chǎn)生的 觸地事故 。自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)，指機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的導(dǎo)航信息 ，通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或甚高頻空地?cái)?shù)據(jù)鏈，自動(dòng)實(shí)時(shí)地發(fā)送到地面接收和處理系統(tǒng)，然后通過(guò)偽雷達(dá)畫面，供有關(guān)人員監(jiān)視飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。事件合同包括地理事件、偏離事件和變化事件，當(dāng)某一事件發(fā)生時(shí)，飛機(jī)按照合同發(fā)送 ADS報(bào)告。 ? ADS信息的接收處理和應(yīng)用顯示 包括地面的通信終端和顯示終端兩部分。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS ） ? ADS合同管理－基本概念 ? ADS應(yīng)用中，機(jī)載 ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱 ADSF，地面 ADS系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為 ADSP。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS ） ? ADS合同管理－關(guān)鍵要素 ADS的連接 ? ADS連接建立時(shí)應(yīng)滿足： ?ADSF應(yīng)該可以同四個(gè) ADSP以優(yōu)先級(jí) 3建立連接； ?每個(gè)連接都可支持一個(gè)周期合同，一個(gè)事件合同或一個(gè)周期合同和一個(gè)事件合同； ?某個(gè)連接上的請(qǐng)求不應(yīng)影響其他連接上的請(qǐng)求。 ?報(bào)告率字節(jié)定義了 數(shù)據(jù)下發(fā)的頻率 。 ?周期合同一旦建立起來(lái)就 一直有效 ，直到合同被取消或者修改。 ?當(dāng)由于飛行計(jì)劃變更或者其他原因造成下一航路點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，由 航路改變事件 觸發(fā)。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? ADS合同管理－關(guān)鍵要素 ? ADS位置報(bào) ?包括基本報(bào)告數(shù)據(jù)、航班號(hào)數(shù)據(jù)、飛機(jī)識(shí)別號(hào)數(shù)據(jù)、地面參考數(shù)據(jù)、空中參考數(shù)據(jù)、預(yù)計(jì)航路數(shù)據(jù)、飛機(jī)意向數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)等 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? ADS合同管理－關(guān)鍵要素 ?ADS位置報(bào) ? 基本報(bào)告數(shù)據(jù) 和 固定意向數(shù)據(jù)分組 組成。 ?如果在一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到 ADS報(bào)文， ATS設(shè)備將會(huì)對(duì)被監(jiān)視的飛機(jī) 初始化一個(gè)命令合同 或與其 建立一個(gè) 新的周期合同 。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) ? 位置報(bào)文 ?應(yīng)用 FMC的偏移 ?當(dāng)應(yīng)用 FMC處理偏移時(shí)，波音和空中客車的飛機(jī)將按如下方式發(fā)送預(yù)定航路信息： ?A330－ A340 / A319－ A320－ A32 ：對(duì)于受 FMC管理的空中客車飛機(jī)，如果正在偏移航路上飛行，那么預(yù)定航路信息將沿著偏移航路 。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) ? 對(duì)管制移交的協(xié)調(diào) ?協(xié)調(diào)數(shù)據(jù) ?當(dāng)在距離邊界局部統(tǒng)一參數(shù)范圍內(nèi)時(shí)，如果與管制移交相關(guān)的協(xié)調(diào)信息和關(guān)于飛機(jī)的ADS信息不同（例如，顯示飛行水平與協(xié)調(diào)后的飛行水平不同），那么接收 管制員必須與移交管制員校驗(yàn)協(xié)調(diào)信息 。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? ADS的管制程序和標(biāo)準(zhǔn) ? 對(duì)管制移交的協(xié)調(diào) ?高周期性報(bào)告速率 ?為防止出現(xiàn)要求飛機(jī)發(fā)送報(bào)文的速率大于允許發(fā)送速率的情況，只有 當(dāng)前管制飛機(jī)的 ATS機(jī)構(gòu)可以初始化一個(gè)與此飛機(jī)間的高周期性報(bào)告速率。 ?在地面系統(tǒng)發(fā)生意外 ADS停止時(shí)，相關(guān) ATS提供者將會(huì)向以下部門發(fā)出通知： ? 所有 受影響的飛機(jī) 并建議它們發(fā)出位置報(bào)告； ? 如果 仍可獲得 CPDLC服務(wù) ，一個(gè)自由 CPDLC報(bào)文將會(huì)被發(fā)送給飛行員； ? 通過(guò)直接協(xié)調(diào)通知 相鄰的 ATS單元 。 ?當(dāng)對(duì)飛機(jī)沒(méi)有管制權(quán)的管制員收到 ADS緊急報(bào)文時(shí)，應(yīng)該 與當(dāng)前管制機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)以確定緊急報(bào)文已收到 。 自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ ADS） ? 中國(guó)民航基于甚高頻數(shù)據(jù)鏈的 ADS系統(tǒng) ? 遠(yuǎn)端地面站（ RGS） 是甚高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的地面節(jié)點(diǎn)，用于飛機(jī)與地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的連接，并可實(shí)現(xiàn)地面數(shù)據(jù)通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信。它應(yīng)滿足一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)的要求。 ?主要功能包括： RGS站的控制和監(jiān)測(cè)、信息的處理、信息的尋址及路由選擇、 RF信道的分配、系統(tǒng)的管理、定期報(bào)告和警告、日志和記帳、系統(tǒng)定時(shí)、系統(tǒng)配置參數(shù)的設(shè)定、輸入輸出通信、通信管理。 思考題 ，二次雷達(dá)與一次雷達(dá)有什 么不同，各有哪些特點(diǎn)？ ADS系統(tǒng)的概念、組成及其特點(diǎn)。飛機(jī)位置信息取自機(jī)載導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。 ?航跡濾波 ?利用算法對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪?提高位置數(shù)據(jù)精度 ，對(duì)于丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)預(yù)測(cè)。 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 ? 航跡處理的卡爾曼濾波算法 ? 卡爾曼濾波算法原理 ?線性無(wú)偏遞推式濾波，建立在系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和觀測(cè)模型都是 線性 并且加速度服從 零均值白色高斯分布 的基礎(chǔ)上。 ? 對(duì)于實(shí)際目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，假設(shè)其 加速度 為 非零均值時(shí)間相關(guān)有色噪聲 比假設(shè)為白噪聲更切合實(shí)際，此時(shí)就要考慮 加速度的分布特性 ，建立新模型。 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 ? 航跡處理的卡爾曼濾波算法 ? 測(cè)量系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 ?跟蹤濾波器受探測(cè)器提供的 量測(cè)模型 和被跟蹤目標(biāo)的 運(yùn)動(dòng)模型 影響。 ?建立觀測(cè)方程，首先假設(shè)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)模型和觀測(cè)傳感器都是 線性 的，且過(guò)程噪聲和觀測(cè)噪聲是相互獨(dú)立的高斯白噪聲 。 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 ? 航跡處理的卡爾曼濾波算法 ? 飛機(jī)飛行的 CV模型 ?航線 規(guī)定的走向 用 直線 表示，飛機(jī)發(fā)送 位置數(shù)據(jù) 的報(bào)告點(diǎn)用 圓點(diǎn) 表示，飛機(jī)基本沿預(yù)定航線飛行。 ?把加速度分量做為隨機(jī)干擾是引起該結(jié)果的主要原因。由于在 X向和 Y向的兩組狀態(tài)變量觀測(cè)量 分別獨(dú)立 ，因此可將 X向、 Y向的狀態(tài)變量分別進(jìn)行濾波處理 。 ? 狀態(tài)估計(jì)理論主要由 物理模型 、 優(yōu)化準(zhǔn)則 、 優(yōu)化方法 、 處理方法 等四個(gè)方面組成。 ADS與雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理 ? 目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中的狀態(tài)融合估計(jì) ? 分布式：各傳感器利用 自己的量測(cè)單獨(dú)跟蹤目標(biāo) ，結(jié)果送至總站，總站再將子站的估計(jì)合成為目標(biāo)的聯(lián)合估計(jì)。 ? ADS報(bào)文數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)和位置報(bào)告是由導(dǎo)航系統(tǒng)提供的，GPS提供的數(shù)據(jù)一般要比雷達(dá)所測(cè)的速度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，通過(guò)對(duì)多傳感器的信息融合，可最大限度發(fā)揮多傳感器的優(yōu)點(diǎn)和充分利用所能得到的信息，彌補(bǔ)單一傳感器的不足，提高系統(tǒng)性能。 ?特征級(jí)融合 ? ATC系統(tǒng)環(huán)境中利用了不同傳感器，在特征級(jí)融合中，將各自進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和特征提取處理的 多個(gè)信息源所提供的矢量 被融合成 組合特征矢量 。各個(gè) SSR都有各自的跟蹤算法處理