ADS-B后端监视系统

 ADS-B后端监视系统包括如下部分:

数据接入子系统

此系统负责通过IP协议,从RJ45口网卡或者串口获取数据。

主数据入口是网口,数据是IP包格式,解析IP包,获得CAT21格式的数据。

下位机、上位机的IP地址可以是固定的,也可以支持手动修改; CAT21格式的数据包中包含很多飞机的信息,现阶段按照标准只做一般信息上传要求,其它信息可空白,也可上传。

对CAT21格式的数据包要能够解析。

RS232/RS422接口只做备份要求,数据传输方式可自定义,例如起始位,停止位,奇偶校验位等。

 

数据中心子系统

CAT21格式解析后的信息进入此子系统,在此系统进行空管信息集中、汇集、处理、统计、分发。具体包括以下几个模块:

航迹处理

可通过TCP/IP协议或者数据采集卡接收多源异构的监视数据,如ADS-B Cat21数据,雷达数据等,接收的同时提供监视数据的语义和语法的检查,不同数据源的监视数据以不同的航迹区别显示。

整体性能达到500km的作用距离,其概念为400km以内目标应是连续的无丢点的,从400km到500km目标应可见,但不要求完全不丢点。显示界面类似下图,支持多飞机航迹查询。

航迹按“点”显示,保留的点数可配置

 

 

TESTRIP-塔台电子进程单

塔台电子进程单系统以电子进程单的形式提供管制员操作,以达到对起飞的航班进行放行,从停机位上引导飞机滑行至起飞跑道进行起飞后移交给管制,对落地航班引导其落地并滑行至停机位,并通过电子进程单进行席位间移交、信息传递、跑道管理和各种告警等处理。

系统按照逻辑,工作站席位功能分为放行席、地面席、塔台席

 

FDO-飞行计划管理功能

计划处理:动态、次日计划、长期/临时计划管理及展示;关注航班动态状态或有相关

报文提示功能;各种计划的报表打印;长期计划的导入;各种查询结果的导出等

报文处理:按MH4007-2006规范发送各种报文;报文查询、打印、转发、重发;关注报文提示及查阅;错误报文提示与修改

基础数据维护

用户权限管理:根据需求不同用户设置不同的权限

界面友好性设置:根据需要设置不同的展示及提示

各种查询、统计: 系统提供强大的查询统计功能,包括RVSM统计、清算计费等向外输出的统计报表

 

TSD-飞行态势显示功能

TSD管制席位通过局域网络接收雷达数据处理服务器和计划处理服务器送来的各种数据,对这些数据进行分析处理,生成可显示数据,实现飞行计划的显示以及各种模式目标(目标跟踪航迹、预测航迹、飞机标牌、尾迹等)等在背景地图上清晰、准确、平稳的显示,提供流量监控单元的各种告警和预警,同时提供管制目标、空域单元按照告警级别分颜色显示,并提供各种操作和控制功能以实现方便快捷的流量预测和监控单元的预警告警

实时监控管制空域内飞机运行状态

实时监控各空域单元的流量变化

进行流量预测及预警告警

TSD主界面一览

 

监视处理

射频连接线通断监测,GPS射频连接线监测,RF模块监测,基带模块监测,接口监测,GPS模块监测,A、B两机工作状态的总体监测,电源模块监测等。每个模块都需要考虑相应的硬件和软件监测模块,有任何不正常的状态都需要在本地和监控软件模块给出告警,告警方式可自定义。

 

告警功能

在管制工作站中,随着ADS-B的实施,ATC系统可以提供ADS-B航迹,用于飞机航迹的备份,从而提供更高级别的系统冗余,所以监视告警处理需要升级到也可以处理ADS-B航迹,并检测如下的安全告警:

Ø  危险区域入侵告警(DAIW)

Ø  最小安全高度告警(MSAW)

Ø  短期冲突告警(STCA)

Ø  航路保持监视告警(RAM)

Ø  放行高度保持监视(CLAM)

Ø  二次代码重复告警(DUPE)

各个告警监视模块都运行在单独的线程里,这样可以保证不同的监视模块之间互不影响,而且便于系统的扩展。

DAIW告警监视模块负责检测航迹是否将要进入或已经处于飞行危险区、限制区、禁区等空域。危险区、限制区、禁区等空域可以由系统用户在线或离线的添加、修改、删除、激活和抑制。

MSAW告警监视模块根据航班计划的飞行高度、爬升和下降速度、位置和速度矢量,以及用户给出的管制区域地标参数,实时的计算所有航迹在未来的一定时间内,是否与某个地面障碍物在高度上有危险接近。地面障碍物分两种情况进行处理,一种是一般地形告警,另一种是特殊地形告警。

STCA告警监视模块根据系统航迹中给出的航迹高度、位置、速度、航向等信息采用三维预测的方法来判别它们之间在未来一定时间内是否在位置上、高度上已超出航行部门规定的安全范围,如果是则认为两架飞机可能发生潜在冲突,就要向系统用户发出告警,并记录到系统地飞行冲突对表中,实时飞行冲突可分为线性冲突,机动冲突,进近冲突等类型。

航路保持监视告警(RAM)亦称偏离航迹告警,它是对航班计划的雷达、ADS-B航迹与该航班计划的航路进行处理,当航迹偏离飞行计划中的航路时时,向系统用户提供告警信息。

航路高度监视告警(CLAM)是对监视飞机的飞行高度和相关的飞行计划相比较,航路高度监视亦是对全标牌航迹进行处理,当全标牌航迹的实际高度与计划高度的差值超过允许范围时,自动向系统用户提供告警信息。

SSR告警监视模块同样负责两部分内容:其一是特殊二次代码告警,包括并不限于特殊的雷达二次代码,系统用户可以自定义需要产生告警的雷达二次代码;另一部分是二次代码重复告警,当系统中有两个或两个以上的航迹出现相同的雷达二次代码时,将会向系统用户发出此类告警。

协同平台,实现多部门、多系统的信息发布与共享

辅助决策工具,提高空管系统的整体运行效率和智能化水平

时空统一

雷达测得目标的位置是以雷达站为极点的极坐标,而ADS-B的目标位置是目标的WGS-84坐标,即目标的经度、纬度和海拔高度,要想将两组数据融合在一起,就必须将它们转换到统一的坐标系中。ADS-B管制自动化系统的地图坐标系为WGS-84坐标系,时空统一技术在合理的误差范围内引入了近似处理方法,在不降低精度级别的情况下将雷达数据从雷达极坐标系转换到WGS-84地理坐标系中。

误差校准

雷达系统和机载导航定位系统都有其固有的低频系统误差,如果将ADS-B数据和雷达数据转换到ECEF坐标后直接进行融合,数据本身携带的系统误差必然会导致融合后的数据产生较大误差,因此,在融合前,ADS-B管制自动化系统对ADS-B数据和雷达数据进行误差分析和校准,消除误差信息,使得同步信息更加精确。

RAIM功能

提供足够的时间供管制员采取保障运行安全的措施,如加大管制间隔等来应对导航完好性降低;

避免航班飞行过程中遇到RAIM值极差的情况,从而增强了GPS的可用性。

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