空管雷达设备 篇1
一、空管雷达设备的概述
1.1空管雷达设备的作用及分类
空管雷达是利用电磁能量形成波束, 将电磁能量传回雷达的天线, 形成雷达回波信号, 再经过对信号的处理, 将信号发送给显示器, 就可以将目标物体的距离、方向、速度等信息进行有效的掌握。空管雷达设备目前已经被广泛地应用于民航管制、地理测试、气象和航海等众多领域当中。
根据空管雷达的用途, 可以将空管雷达设备分为预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航管雷达、引导雷达、导航雷达、机载截击雷达、战场监视雷达、炮瞄雷达等[1]。
1.2空管雷达设备的维护意义
今年来, 航空事故频发, 2012年6月3日, 达纳航空公司一架MD-83飞机在尼日利亚坠毁, 导致163人丧生;2013年7月6日, 韩亚波音777在旧金山降落时失事, 造成2人死亡, 130多人受伤, 以及2014年3月8日, 马航MH370航班的失踪等都为航空安全问题敲醒了警钟。空管雷达设备的正常运行是安全飞行的保障。由于我国在航空雷达的监控和维护上还不够健全, 也加大了空管雷达设备的维修工作的难度。做好空管雷达的设备维护, 保障飞机的安全飞行, 减少安全故障, 是确保飞行安全的关键。
1.3空管雷达设备的维护内容
根据空管雷达的工作环境以及工作内容和工作原理, 空管雷达设备的维护工作中, 应首先做好对空管雷达的工作仪表以及指示灯、开关灯等, 作出详细的检查, 保证其能够正常运行;其次, 对机柜中的风机进行详细的检查, 若发现异常和故障, 应及时进行维修;再次, 对空管雷达的天线的检查也是十分必要的, 空管雷达的天线能够正常转动, 声音显示没有任何异常, 这是进行雷达传输过程中的重要环节;最后, 应每天对空管雷达做通电检查, 尤其是在飞机起飞前的准备工作中, 避免各种安全事故的发生。
二、空管雷达设备的维修
空管雷达设备的维修管理在设备维护中非常重要, 一般根据空管雷达设备系统的维修程度将其分为一级、二级和三级维修[2]。空管雷达的三种级别的维修都是为了使空管雷达设备能够进入正常工作的状态, 确保飞行安全。 (1) 一级维修。一级维修是根据空管雷达设备出现故障后的现象以及发出的报警信息, 对空管雷达设备进行的元件更换、电路改进以及对空管雷达设备的系统参数进行的调试和设定, 使雷达系统更能适应飞行的安全需求。 (2) 二级维修。二级维修是在空管雷达的故障现象和报警信息基础上对空管雷达的最小部件进行的更换或者修复。 (3) 三级维修。三级维修是根据空管雷达出现的故障和报警信息, 对雷达的分机进行的重启、参数调整等, 以及对组件进行的更换和修复。
三、提高空管雷达设备的维护水平
空管雷达设备会根据科学技术的不断进步而进行不断的更换, 提高空管雷达设备的维护水平, 使空管雷达设备的应用更能提高飞行的安全性。 (1) 提高设备的维修水平。空管雷达设备的维护是一项重大的任务, 是关系到飞行安全的重大问题。要求设备维护人员不仅要有全面的维护理论知识, 更要有较更高的维护技能。维护人员根据监控系统中的雷达的运行状况和雷达设备的各种运行参数, 对出现的各种问题能够及时有效的进行处理, 保证雷达设备的安全运行, 确保飞行安全。 (2) 提高设备的管理水平。做好对空管雷达设备的管理工作, 提高设备的管理水平, 需要设备维护人员对雷达的性能、参数以及运行状况等进行全面的掌握, 并对雷达设备进行在线监控、在线管理, 实时了解雷达设备的运行状况, 对雷达设备的突发状况进行及时有效的处理, 保证飞行安全[3]。 (3) 提高设备的保障能力。在雷达设备的运行中, 需要设备维护人员将雷达的运行参数进行详细的记录和统计, 以便在雷达设备出现异常情况后, 能够根据对设备的一般运行情况的记录, 准确而有效的分析出故障的原因以及合理的处理解决方法, 提高雷达设备的维护工作效率, 保障雷达设备的安全运行。
四、结束语
空管雷达设备在航空飞行中有着至关重要的作用, 做好空管雷达的设备维护, 不仅要求做好对空管雷达设备的日常检查, 还要求注重雷达设备的维修。不断的提高空管雷达设备的维护水平, 保障飞机的安全飞行, 减少安全故障, 确保飞行安全。
摘要：空管雷达的设备维护关系到飞行员的飞行安全, 做好空管雷达的设备维护, 是确保飞行安全的关键。文章对空管雷达设备的维护作出了探讨, 以供参考。
关键词：空管雷达设备,维护
参考文献
[1]陶磊.雷达设备维护探讨[J].技术应用, 2014 (04) :94-99.
[2]刘强.浅谈空管系统管制员的人为差错与航空安全[J].现代经济信息, 2015 (03) :383.
空管雷达设备 篇2
在空中交通管制系统中, 航空器的状态信息由雷达扫描实时获取, 空管自动化系统为了反映更加精确的信息则需要对雷达数据进一步处理, 这就需要用到最优估计的方法。在估计理论中, “自适应卡尔曼滤波器”因其具有计算量小、可递推计算、信息实时更新的特点, 称为空管自动化监视中最重要的滤波算法。
1 卡尔曼滤波理论的发展历程
1960年, 卡尔曼和布西首次将现代控制理论中的状态空间思想引入最优滤波理论, 提出了最优递推滤波法, 即卡尔曼滤波器。卡尔曼也是以估计误差方差最小为原则, 但是用状态方程和观测方程描述系统的动态模型和观测模型。卡尔曼滤波是一种时域递推的方法, 可用于时变、非平稳和多维信号的估计, 便于计算机实现[3]。
卡尔曼最初提出的滤波理论只适用于线性系统。但是, 因为大多数现实问题的模型本来就具有非线性, 为了将卡尔曼滤波推广应用到非线性领域, 布西等人在提出线性卡尔曼滤波理论之后又提出了扩展卡尔曼滤波理论[4]。扩展卡尔曼滤波理论采用一阶线性化的方法来近似非线性系统函数, 得到的是次优滤波方法。与之类似的方法还有标称状态滤波法。由于这类方法是将非线性函数按泰勒级数展开, 并截取一阶项的结果, 因此近似精度仅为一阶。为了提高近似精度, 可以在展开式二阶项以后进行截断, 这样就得到二阶滤波, 可将近似精度提高至二阶。
如今, 较精确的非线性滤波方法是概率滤波法和统计法。其典型代表是20世纪90年代出现的粒子滤波器。在理论上, 选用的粒子数越多, 解的精确度就越高。
2 卡尔曼滤波器在空管自动化系统中的应用
雷达数据处理是空中交通管制自动化系统中重要的组成部分。雷达数据处理是雷达信号处理的后处理过程, 其主要目的是消除原始雷达信号中由残余杂波及测量噪声等造成的虚假检测, 对目标进行跟踪和监视, 提高雷达监视数据的精度和可靠性。雷达数据处理的主要过程是对控制区域内目标的运动轨迹进行平滑计算, 从而形成航迹, 并外推出它们在下一时刻的可能运动参数, 完成对目标的跟踪。因此高水平的雷达数据处理是空中交通管制系统的关键所在[5]。
在雷达处理子系统中, 因为各种外部因素的影响, 雷达回波中参杂有各种干扰信号, 原始的雷达数据并不能直接使用。为了提供更精确的飞机状态信息来保持安全间隔, 进行及时的冲突监测和预警, 从而保障飞行安全, 并提高空域利用率, 需要对目标进行滤波和跟踪处理, 提高其精度和可靠性并消除由残余杂波等造成的虚假信号。在空管雷达监视系统中, 雷达前端服务器接收来自雷达录取器的雷达点迹信号并对点迹信号进行跟踪滤波处理, 即雷达点迹信号是监视系统数据处理的主要对象, 在雷达监视系统中, 雷达点迹信号进过滤波跟踪处理形成稳定的航迹信号后输出给用户使用或分发至其他模块做进一步处理。因此概括来讲雷达监视系统的雷达数据处理过程主要包括一下部分:前端雷达点迹信号预处理、雷达点迹的滤波跟踪处理、雷达航迹的起始和终止等内容[6], 它们之间的相互关系可用如图所示的框图来表示:
空管自动化系统雷达数据处理模块的核心算法为卡尔曼滤波算法, 但是由于传统的卡尔曼滤波器要求系统具有确定的数学模型和准确的噪声统计特性, 但这种要求在实际应用不可能完全满足[7]。为此, 空管雷达处理系统中采用了自适应的处理技术, 即自适应卡尔曼滤波技术 (AKF) 。AKF在进行递推滤波的同时, 能利用观测数据提供的信息, 不断地实时估计和矫正参数模型、噪声统计值以及滤波增益矩阵, 减小状态估计误差, 有效提高滤波精度并抑制发散[8]。
3 卡尔曼滤波器在未来空管系统中的发展趋势
如今自适应卡尔曼滤波算法 (AKF) 如:相关AKF、抗野值AKF、多模型AKF、基于信息的AKF, 已得到了广泛应用。但是随着应用领域的不断扩大, 对于滤波精度及稳定性要求的不断提高, 传统的自适应算法的缺陷也随着显露出来, 如:计算复杂度高、模型集难以确定等[9]。目前, 研究人员将人工智能技术领域与滤波技术领域融合提出一种基于神经网络的自适应卡尔曼滤波算法, 即利用反向传播网络 (back propagation network, BP) 对系统进行逆向的建模, 通过对输入输出数据进行训练得到权值和阈值, 建立相应的系统模型, 并利用新息自适应调整过程噪声协方差矩阵Q和测量噪声协方差矩阵R[10]。其最大的特点是具有良好的系统的辨识能力、良好的非线性映射能力及强大的黑箱建模能力等优点, 可以有效的解决传统自适应卡尔曼滤波因模型不精确而导致滤波性能下降及滤波数据发散的问题。
4 结语
基于神经网络的自适应卡尔曼滤波器作为一项新兴的技术正在受到越来越多的关注, 今后的雷达滤波技术将基于空管自动化雷达监视系统的实际需要进行开展。对基于神经网络的自适应卡尔曼滤波的研究将成为未来研究的主流方向[11]。
摘要：对卡尔曼雷达滤波技术在空管监视系统中的应用进行了分析, 讨论了相应的卡尔曼滤波技术:相关自适应卡尔曼滤波、多模型自适应卡尔曼滤波、基于信息的自适应卡尔曼滤波、神经网络自适应卡尔曼滤波、模糊逻辑自适应卡尔曼滤波, 并对它们主要解决的问题及优缺点进行了分析。
空管雷达设备 篇3
关键词：空管自动化 雷达航迹 飞行计划
0 引言
飞行数据处理是当前空管自动化系统的重要组成部分，与民航报警系统相连接，对AFTN电报进行处理，满足飞行计划管理以及重复性飞行计划管理的指标，能够准确的分析流量管理以及静态数据字典管理的内容。此次研究，针对航空领域的发展提出雷达航迹与飞行计划存在的集中状况，进而提出提高相关率的对策措施。
1 空管自动化系统雷达航迹与飞行计划相关基本原理
1.1 建立雷达计划航迹 针对未能够与雷达航迹配对的系统飞行计划，空管自动化管理系统则能够依据信息当中的不同航班，对其起飞机场、降落机场、起飞时间与降落时间进行具体的分析，将静态信息实现计划动态轨迹的轨迹与划分，进而估算出航空器自动计划生成的航班，通过此种方法实现对于飞行计划与雷达航迹的匹配，实现雷达航迹与飞行计划的自动相关。
1.2 匹配准则及关联分析 在空管自动化系统中，飞行数据处理内容能够满足对于雷达系统方面的航迹数据，一定程度上能够满足航空器的动态飞行轨迹，其中主要包括航空飞行器的位置、速度等动态信息。在管理方面，具有多个雷达航迹点，但每一个航迹点都处于不同的领域当中。想要实现雷达航迹与飞行计划相关目标，则需要通过关联匹配度准则作为衡量标准，实现SSR代码层面的结合。
2 空管自动化系统雷达航迹与飞行计划几种状况
雷达航迹与飞行计划之间的关系，通常存在不相关与相关性较差的状况，具体问题体现在以下几个方面：
2.1 飞行计划问题 在飞行计划方面的问题，主要体现在以下几个方面：第一，在进行电报派发的过程中，容易出现报文格式不正确的状况，内容、格式存在不规范，造成系统无法准确处理报文。第二，发报时间无法确定。一旦出现发报时间掌握不准确的状况，将造成飞行数据处理无法准确掌握变动飞行计划的状态。第三，报文传输链路单一，造成传输质量低下，容易出现报文内容错误现象，航线与计划无法相关。
2.2 SSR代码问题 关于SSR代码问题，具体包括：一是无法获取SSR代码信息。传输链路延迟，在航班进入管制区域后无法及时的接受DEP报，飞行计划缺乏SSR代码指令处理，造成信息无法相关。二是传输SSR代码与DEP代码不一致。航空器在飞行过程中，受到不明因素的影响，有可能造成SSR代码发生变更，导致代码的编发错误，无法满足雷达航迹与飞行计划相协调的要求。三是SSR代码重复。
2.3 飞行数据处理系统问题 关于飞行数据处理系统问题是雷达航迹与飞行计划无法实现相关的重要因素，主要表现在一是系统对飞行计划处理本身问题，无法正确处理相关性因素。二是航线资料并不健全。一旦飞行计划当中增加航班或者航线，则将造成飞行数据处理量增加，无法准确解析路线。三是可变参数设置无法满足系统运用标准与要求，出现重复飞行计划。
3 提高空管自动化系统雷达航迹与飞行计划相关率措施
针对空管自动化系统当中的雷法航迹与飞行计划的相关措施分析，需要不同的层面制定具体对策，以便于满足航空领域的發展以及要求。基于理论与实践相结合的角度法，基于以下几个层面进行相关对策制定。
3.1 飞行计划维护 首先，针对飞行计划的电报派发，需要明确电报的处理格式以及明确电报的规范，进而完善飞行数据处理系统的正确飞行计划目标，制定正确的飞行状态；其次，确定具体发报时间，避免由于数据传递不到位的状况引发飞行计划与雷达航迹相关性；第三，改善传输的链路质量，避免传输的延迟。
3.2 加强人工干预 在进行雷达航迹与飞行计划相关分析的过程中，需要加强专业计划的维护人员，对于临时的航班计划进行及时的补充。对未能够实现相关的航迹而言，需要对其数据的动态变化状况进行监测，增强对于内容方面的修改。由于SSR代码作为重要的信息传递内容，需要极力避免由于代码重复以及代码不一致的状况，确保代码传递的准确性，为雷达航迹与飞行计划相关率提升提供保障[3]。
3.3 设置系统中可变参数 针对飞行数据处理系统的问题，首先需要完善系统自身运行的稳定性，对系统进行定期检测与更新，满足计划标准与相关要求。其次，补充线路航行的资料。由于航线的增加以及飞行计划的不确定性，则飞行计划以及航线增加的同时，需要及时对系统内的各项数据进行变更与处理，在实现飞行计划评估的同时，激活时间提前，确保尽早相关。最后，对于系统当中的可变参数分析，对于飞行数据处理系统而言，需要将飞行的生命周期进行缩短，避免由于受到飞行计划生命周期的影响导致相关性出现问题。因此，针对这一因素需要明确可变因素，在实现反复调试的同时，确保参数准确性的提升。
4 结论
在航空领域发展中，空管自动化系统的运用能够提供管理效率。雷达航迹与飞行计划的相关基本原理以及具体对策的制定，能够提升系统维护人员日常工作中处理航迹不相关的状况，实现不同因子的具体分析，为管制部门提供优质服务。
参考文献：
[1]邓婕.空管自动化系统雷达航迹与飞行计划自动相关浅析[J].通信电源技术，2010，10（04）：67-70.
强化空管设备保障能力 篇4
一、加强空管设备保障能力建设的组织领导
保证飞行安全是最大的政治，提高空管服务保障能力是最大的任务。空管设备保障能力建设是整个空管系统保障能力建设的重要方面，具有系统性、长期性、复杂性和艰巨性特点。因此，扎实稳步地推进空管设备保障能力建设，必须逐级建立专业性强，职责明确，运转高效，相对稳定的组织领导机构，对空管设备保障能力建设实施全面领导，为提高空管设备保障能力提供有力的组织支撑。科学地拟制设备建设总体规划、发展目标、手段途径，统筹建设布局，统领空管设备保障能力建设科学发展。纠正不符合科学发展观要求的习惯性思维定式和工作方式，确立空管设备保障的科学性、系统性、整体性、服务性、持续性理念，积极探索空管设备保障能力建设的规律和途径。认真研究解决制约空管设备发展中遇到的重大问题和矛盾，把各种设备保障系统、保障力量、保障要素融合为结构合理、协调运转的整体，使空管设备保障发挥最大的整体效能。建立一套空管设备保障能力建设的综合考评、争先创优、奖优罚劣等激励机制，不断强化空管设备保障能力建设，使空管设备保障能力很好地适应确保飞行安全和促进空管发展需要，提升空管设备运行品质，促进空管设备保障能力快速提升。
二、不断完善空管设备运行保障体系建设
空管设备运行保障体系建设，是提高空管综合服务保障能力、实现持续安全的重要基础和保证。实践证明，有了先进技术和先进设备，而不具备与之相适应的运行管理体系，就无法将设备自身优势转化为整体服务保障优势。按照民航局空管局“三纵三横”体系框架和精细化管理、规范化运行的要求，进一步构建体系模式，优化体系结构，配置体系资源，强化体系功能，处理好近期与长远、循序与跨越、单一与复合的关系，着力完善四个体系建设，为提高空管设备保障能力提供完备的体系支撑。
继续完善空管设备运行规制度保障体系建设。规章制度是确保备设正常运行的重要保障。要把规章制度作为空管设备保障能力建设的根本，积极倡导严格规章制度、落实规章制度及创新规章制度。对原有的规章制度进行全面梳理，制定设备保障部门质量管理手册，建立起更加科学严谨、全面完整、规范有效、整体一致的设备运行管理规章制度和程序规范，形成操作性、统一性和权威性强的设备管理使用文本。
继续完善设备维护维修保障体系建设。以空管分局（站）设备保障体系为支点，加强“上、中、下”三级设备保障体系建设。遵循统分结合、集约建设、效能优先的原则，着力完善一级（民航局空管局），强化二级（地区空管局），夯实三级（空管分局、站）的纵向设备维护维修及设备、配件存储管理体系。重视做好“三库”建设，即设备及配件储备库、设备专家咨询库、设备信息管理库，强化法规管设备、科学管设备、精细管设备的管理理念，不断增强设备管理效能。
继续完善设备监视控制保障体系建设。加强全方位、全覆盖的设备运行信息管理平台建设，特别是要对空管服务保障最直接，对飞行安全最密切（航管雷达、自动化系统、气象雷达、盲降、甚高频、网络传输系统）等重要和关键设备运行状况实施持续、严密地监控。当设备发生故障时能够及时准确地收集、发布信息，果断正确地采取应对措施，调动各保障系统资源要素，迅速排除故障。建立健全设备信息通道的相关规章制度和工作程序，构建设备信息通报、集中监控平台，畅通三级设备监控信息渠道，及时通报设备运行信息，全面掌握设备运行状况。
继续完善设备运行风险管理体系建设。管理能力和水平的差距，必然导致质量效益的低下。设备运行风险管理是提高设备运行品质和设备运行安全的重要手段。努力提高风险管理的能力，积极应对设备风险，坚守设备风险底线，拓展设备风险“裕度”，有效缓解和规避设备运行风险，确保空管设备运行安全。
设备保障体系和运行管理模式是影响设备保障能力的重要因素。我们应当根据空管设备保障工作实际，在继承原有成功的方式方法基础上，着眼设备保障时效和质量，不断创新和完善设备保障体系、运行模式和管控手段，使设备运行体系更加完备、更加安全和更加可靠。比如在设备部件储备管理、技术力量储备投放、设备管理规范标准、设备目标量化管理、设备信息管理、应急设备管理使用、设备运行质量评估和监控、自主研发设备使用和设备升级改造等方面，还有很大的创新发展空间。
三、定期组织实施空管设备联合应急演练
空管设备运行保障的系统性、多元性、复杂性和风险性，决定了空管设备保障必须有一整套科学、严密、完整、有效应急处置的防范措施。空管设备特殊情况下的联合应急演练，就是有效防范设备运行风险，避免因设备原因造成保障系统运行瘫痪、飞行不正常，甚至危及飞行安全的重要措施。由于空管设备保障是一个信息化程度高、系统集成度高、相互关联度高、技术难度高的综合系统，应当着眼设备故障具有复杂性、突发性、多样性和不确定性特点，加强设备联合应急演练。要成立联合应急演练的组织领导机构。组建专业化程度高、技术能力强、作风过得硬的设备应急保障队伍，建立健全责任化设备应急保障程序，整合整体化联合保障资源，配备和提供一批有助于排除设备故障的先进设备和工具。充分发挥计算机技术，科学设置联合应急演练网络，打造联合应急演练信息平台，发挥现有的网络优势，达到各保障单元能够相互兼容、发布信息准确及时、应急反应迅速快捷、决策指挥果断正确。要定期组织跨保障部门的联合应急演练，通过组织联合应急演练，操练各保障单元在设备或系统运行发生故障时的应对措施，强化各保障层次的应急反应能力，增强整体协同能力和心理控制能力。要针对联合应急演练中暴露出的问题，认真分析原因，找出存在的不足，研究制定措施。尽可能地完善演练方案，弥合空管系统各保障部门间连接缝隙，确保应急预案和措施的时效性，确保在关键时刻设备应急处置无梗阻、无漏洞、无软肋，夯实设备保障基础，为提高空管设备保障能力提供科学的预防支撑。
四、强化空管设备维护维修队伍业务培训
推进空管设备保障能力建设，设备维护维修队伍业务素质是关键。空管作为设备配置密集型、技术知识密集型、信息网络密集型的保障系统，特别是大量新技术、新设备、新系统的列编空管设备保障序列，对设备维护维修人员的技能要求越来越高。要坚持以人为本理念，以提高设备维护维修人员的业务素质为首要任务，用前瞻性眼光和创新性思维，进一步加强培训体系、机制建设，全面培养有职业理想、职业道德、职业能力和职业操守的设备保障队伍，为提高空管设备保障能力提供高素质的队伍支撑。科学制定培训教育规划；创新培训教育方式方法；突出设备人才培养。通过加快设备人才培养，以利于攻坚克难，有效解决疑难、复杂的技术性问题；以利于发挥其在设备抢修、技术方案论证、设备配置选型、报废设备鉴定工作中的作用；以利于有效缓解因设备人才短缺，而给空管设备运行保障带来的制约和影响。应当高度重视培训基地建设，根据空管系统“三纵三横”体系建设要求和实际情况，有计划、有重点地实施三级培训基地（场所）建设，保证培训所需的设施设备、培训资金和师资力量等必要条件，建设适应空管发展、符合保障要求，软硬件完备的培训基地，为空管设备保障能力建设奠定基础。
五、加大空管设备购置资金投入使用力度
由于空管系统是一个设备资源配置多、设备科技含量高，设备资金投入大，设备更新换代快的有机保障体，而且许多重要设备是从国外进口。这就需要我们树立起符合科学发展观要求的设备投资管理理念，根据空管设备保障实际，优化结构，突出重点，合理配置资源的投向和投量，加大设备购置和使用力度。通过资金杠杆作用，为提高空管设备保障能力提供有力的资金支撑。要遵循整体统筹的基本原则，科学拟制设备项目购置计划，统筹进口和国产空管设备购置，使空管设备达到国际、国内领先水平。根据实际需要，对一些陈旧设备和系统进行必要的更新改造。要增强设备资金管理使用效能，根据现有空管设备的状况，认真分析查找构成设备备份、应急系统存在的不足，统筹研究确定设备资金投向、投量，最大限度地弥补系统漏洞，真正实现“一主”、“二备”、“三应急”的功效。通过科学高效的管理，使有限的资金使用好，发挥最大的效益。
六、大力培育空管设备维修维护优良作风