论文部分内容阅读
摘 要：在我国的机场场面综合监控系统中，多点定位场面监视雷达是其中最为重要的组成部分，对整个系统的正常运行具有着很重要的影响，本文对多点定位的机场场面监控雷达的信号处理方式进行了介绍，对于信号处理系统中的各个环节都进行了研究。
关键词：多点定位场面;监视雷达信号;处理方法;研究
一、多点定位场监视雷达定位的原理
多点定位场监视雷达定位的原理，是建立在各种各样的传感器的基础之上的，对点定位机场监视雷达是在飞机场附近布置各种类型的传感器，利用传感器的远端单元，将机场附近移动的或者不移动的飞机或者车辆之间的运行状况，传输到特定的分析信号的机器中，通过机器对信号的分析捕获飞机或者车辆的应答信号，然后将捕捉到的信号送进脉冲信号进行脉冲信号的检验。当系统检验完毕后，就能将飞机的应答信号进行解码，然后测量出各站接受到信号应答的时间，以此为依据计算飞机或者车辆达到机场的时间，此后将信号到达机场的时间和解答出来的应答码送到机场的中心站进行匹配，再利用TOA解算出机场目标的具体位置。
二、多点定位场面监视技术使用现状
多点定位技术是常规场面监视系统的一种补充和升级。在实际应用中，这一技术使场面监视不易受到天气、地理位置、视角盲区等条件的限制影响。在空间极度紧张、有限的水面舰船上，往往受布置位置、视界、朝向等具体原因限制很难进行大型单一全向雷达监控设备的安装。但是采用多点定位系统布局可以大大降低安装难度，使场面管理雷达（SMR）的探测和监控能力获得巨大提升。同时多点定位系统在运行和维护时的可靠性、便利性也更有优势，这一技术采用冗余设计，当可控数量的雷达监控点发生故障时，不会对全系统的实时监控造成瘫痪性的影响。多点定位系统可以对低空飞行器实时、准确地进行定位，并接收获取飞行器的ID识别信息，并且因为其采用分布式远端站结构，可以更容易地解决监控超视距化、系统可扩展性以及布置便利性的难题。以在民用领域的应用为例，多点定位场面监视雷达系统的应用可以向机场空域管理员全天候的提供以场面管理雷达（SMR）为中心，4500米半径范围内的低空飞行器目标位置及ID识别信息，显著提高了指挥员在塔台指挥中的指挥效率…。
三、信号处理的实现方法
3.1远端站信号处理实现的方法
3.1.1脉冲检测模块设计
应答码是信号处理的首要环节，作为一种脉冲信号，应答码可以将接受到的应答信号，形成一种满足脉冲特性的脉冲信号。由于机场的面积比较大，应答码的分布情况也比较复杂。由于各个站点分布处于不同的地点，机场雷达接收机的信号也不稳定，有的地方的信号比较强，有的地方的信号比较弱，这样就会导致信号位置分析准确性具有一定的差距。对于靠近脉冲信号的雷达点，采集的信号的幅度也比较大，分析的位置也比较准确。
3.1.2框架检测与解码
当飞机上的应答机接受到雷达传输的信号之后，就可以自动回答串脉冲，这种脉冲称为应答码。正常情况下，应答码由十六个信息码位组成，每个信息码位都有两种状态，一种是无脉冲的状态，另一种是有脉冲的状态正常情况下，两个框架脉冲的间隔具有相对稳定性。当雷达监测到正确的框架脉冲时，就需要檢测应答码之间的内容，然后判断出每个应答码之间的距离。在考虑到应答码之间的间距问题时，要注意控制误差值，允许小范围内的误差。在框架脉冲对应的应答码的位置上，提前或者延后一个周期都可以作为应答码正确的位置。
3.1.3应答码混叠处理
由于机场内的飞机数量比较多，飞机与飞机之间的距离也比较近，对于应答码的混叠处理要考虑到两种情况：①码元不混叠，这种情况下脉冲可以交替出现，很据码元之间的距离间隔判断出码元之间的时间间隔;②码元脉冲混叠，这种情况下，脉冲的宽度要比不混叠情况下的宽度大，因此，要通过时间差来识别码元脉冲是否交叠[2]。
3.2中心信号处理实现方法
中心信号站在整个系统中的主要功能是，可以通过各种通道，将实时的信号信息进行解码工作，同时，还可以对多点定位进行精准的处理等，对于系统的运行具有着至关重要的作用。远端站在系统运行的过程中，也是可以通过通道把各种信号解码信息以及各种各样的时间数据信息，传输到中心站的数字信号处理器当中，通过这样的方式，在进行匹配以及编码的工作，经过一系列的匹配工作之后，将会获得应答信号信息，这些信息也都是来自于同一个目标的信息，最后，进行目标位置的解算工作。
3.2.1多站匹配软件实现
中心站中的多站匹配软件，通常都是在DSP中来进行实现的，这些软件在进行设计的过程中，通常都是采用结构化的设计方法，在进行总体设计的过程中，是由解应答数据包、生成目标数据包软件单元、以及多站目标信息匹配一起组合完成的。其中，多站目标信息匹配软件单元组合，通常也是有很多的小部分组合而成的，包括匹配链表操作、提取匹配目标信息、以及目标信息匹配，三个部分组合而成的。
3.2.2多点定位算法
中心站在工作的过程中，当它在规定的时间内获取了各个站的到达时间，这个时候就可以通过运用空间三维方程的方式就可以了，因此，通常需要满足四个站点，就可以对目标三维空间进行定位[3]。在实际的操作过程中，通常不能获得当前的各种应答信号从各个站点到达目标的传输时间，就可以获得脉冲到达的时刻，因此，通过对时间差信息的研究和分析，通常可以通过方程的方式进行问题的解决。在目标计算机中，制药可以做到对方程的准确应用，就可以通过方程，获得想要得到的目标空间位置。这也是多点定位在实际应用中的主要思想，同时，也是多点定位雷达监控系统的关键性内容。
总结
综上所述，将多点定位技术和场面监视系统相结合，把时间信息、识别码信息、坐标信息等信号融合处理后，可以有效的解决常规舰船空域场面监视系统中碰到的难题。运用多点定位技术可实时、高精度地对飞行器等高速移动目标进行监视和管理，简化了终端布置、提高了系统可靠性，辅助指挥员充分利用有限的终端空间提高空中指挥的决策效率和精度，从而确保飞行器飞行安全。
参考文献
[1]陈涛.多点定位系统（MLAT）在昆明长水双跑道机场运用方案初探[J].工程技术：全文版，2016，25（6）：129—130.
[2]朱永胜.关于机场场面监视雷达信号的处理方法研究[J].建筑工程技术与设计，2016，47（10）：147-147.
关键词：多点定位场面;监视雷达信号;处理方法;研究
一、多点定位场监视雷达定位的原理
多点定位场监视雷达定位的原理，是建立在各种各样的传感器的基础之上的，对点定位机场监视雷达是在飞机场附近布置各种类型的传感器，利用传感器的远端单元，将机场附近移动的或者不移动的飞机或者车辆之间的运行状况，传输到特定的分析信号的机器中，通过机器对信号的分析捕获飞机或者车辆的应答信号，然后将捕捉到的信号送进脉冲信号进行脉冲信号的检验。当系统检验完毕后，就能将飞机的应答信号进行解码，然后测量出各站接受到信号应答的时间，以此为依据计算飞机或者车辆达到机场的时间，此后将信号到达机场的时间和解答出来的应答码送到机场的中心站进行匹配，再利用TOA解算出机场目标的具体位置。
二、多点定位场面监视技术使用现状
多点定位技术是常规场面监视系统的一种补充和升级。在实际应用中，这一技术使场面监视不易受到天气、地理位置、视角盲区等条件的限制影响。在空间极度紧张、有限的水面舰船上，往往受布置位置、视界、朝向等具体原因限制很难进行大型单一全向雷达监控设备的安装。但是采用多点定位系统布局可以大大降低安装难度，使场面管理雷达（SMR）的探测和监控能力获得巨大提升。同时多点定位系统在运行和维护时的可靠性、便利性也更有优势，这一技术采用冗余设计，当可控数量的雷达监控点发生故障时，不会对全系统的实时监控造成瘫痪性的影响。多点定位系统可以对低空飞行器实时、准确地进行定位，并接收获取飞行器的ID识别信息，并且因为其采用分布式远端站结构，可以更容易地解决监控超视距化、系统可扩展性以及布置便利性的难题。以在民用领域的应用为例，多点定位场面监视雷达系统的应用可以向机场空域管理员全天候的提供以场面管理雷达（SMR）为中心，4500米半径范围内的低空飞行器目标位置及ID识别信息，显著提高了指挥员在塔台指挥中的指挥效率…。
三、信号处理的实现方法
3.1远端站信号处理实现的方法
3.1.1脉冲检测模块设计
应答码是信号处理的首要环节，作为一种脉冲信号，应答码可以将接受到的应答信号，形成一种满足脉冲特性的脉冲信号。由于机场的面积比较大，应答码的分布情况也比较复杂。由于各个站点分布处于不同的地点，机场雷达接收机的信号也不稳定，有的地方的信号比较强，有的地方的信号比较弱，这样就会导致信号位置分析准确性具有一定的差距。对于靠近脉冲信号的雷达点，采集的信号的幅度也比较大，分析的位置也比较准确。
3.1.2框架检测与解码
当飞机上的应答机接受到雷达传输的信号之后，就可以自动回答串脉冲，这种脉冲称为应答码。正常情况下，应答码由十六个信息码位组成，每个信息码位都有两种状态，一种是无脉冲的状态，另一种是有脉冲的状态正常情况下，两个框架脉冲的间隔具有相对稳定性。当雷达监测到正确的框架脉冲时，就需要檢测应答码之间的内容，然后判断出每个应答码之间的距离。在考虑到应答码之间的间距问题时，要注意控制误差值，允许小范围内的误差。在框架脉冲对应的应答码的位置上，提前或者延后一个周期都可以作为应答码正确的位置。
3.1.3应答码混叠处理
由于机场内的飞机数量比较多，飞机与飞机之间的距离也比较近，对于应答码的混叠处理要考虑到两种情况：①码元不混叠，这种情况下脉冲可以交替出现，很据码元之间的距离间隔判断出码元之间的时间间隔;②码元脉冲混叠，这种情况下，脉冲的宽度要比不混叠情况下的宽度大，因此，要通过时间差来识别码元脉冲是否交叠[2]。
3.2中心信号处理实现方法
中心信号站在整个系统中的主要功能是，可以通过各种通道，将实时的信号信息进行解码工作，同时，还可以对多点定位进行精准的处理等，对于系统的运行具有着至关重要的作用。远端站在系统运行的过程中，也是可以通过通道把各种信号解码信息以及各种各样的时间数据信息，传输到中心站的数字信号处理器当中，通过这样的方式，在进行匹配以及编码的工作，经过一系列的匹配工作之后，将会获得应答信号信息，这些信息也都是来自于同一个目标的信息，最后，进行目标位置的解算工作。
3.2.1多站匹配软件实现
中心站中的多站匹配软件，通常都是在DSP中来进行实现的，这些软件在进行设计的过程中，通常都是采用结构化的设计方法，在进行总体设计的过程中，是由解应答数据包、生成目标数据包软件单元、以及多站目标信息匹配一起组合完成的。其中，多站目标信息匹配软件单元组合，通常也是有很多的小部分组合而成的，包括匹配链表操作、提取匹配目标信息、以及目标信息匹配，三个部分组合而成的。
3.2.2多点定位算法
中心站在工作的过程中，当它在规定的时间内获取了各个站的到达时间，这个时候就可以通过运用空间三维方程的方式就可以了，因此，通常需要满足四个站点，就可以对目标三维空间进行定位[3]。在实际的操作过程中，通常不能获得当前的各种应答信号从各个站点到达目标的传输时间，就可以获得脉冲到达的时刻，因此，通过对时间差信息的研究和分析，通常可以通过方程的方式进行问题的解决。在目标计算机中，制药可以做到对方程的准确应用，就可以通过方程，获得想要得到的目标空间位置。这也是多点定位在实际应用中的主要思想，同时，也是多点定位雷达监控系统的关键性内容。
总结
综上所述，将多点定位技术和场面监视系统相结合，把时间信息、识别码信息、坐标信息等信号融合处理后，可以有效的解决常规舰船空域场面监视系统中碰到的难题。运用多点定位技术可实时、高精度地对飞行器等高速移动目标进行监视和管理，简化了终端布置、提高了系统可靠性，辅助指挥员充分利用有限的终端空间提高空中指挥的决策效率和精度，从而确保飞行器飞行安全。
参考文献
[1]陈涛.多点定位系统（MLAT）在昆明长水双跑道机场运用方案初探[J].工程技术：全文版，2016，25（6）：129—130.
[2]朱永胜.关于机场场面监视雷达信号的处理方法研究[J].建筑工程技术与设计，2016，47（10）：147-147.