谷一鸣
中国民用航空东北地区空中交通管理局黑龙江分局技术保障部 黑龙江哈尔滨150079
摘要：多点定位机场的场面监视雷达的主要认为是进行目标的空间位置探测，通过接收民航飞机的应答脉冲信号并处理获得相关的信息，确定机场的地面以及附近空域各目标的位置，保证雷达系统能够实现对飞机的精确定位和识别，进一步提高机场尤其是特大型机场的场面监视能力，为飞机的安全飞行和着陆提供安全保障。在多点定位场面监视雷达系统中信号处理是核心，正确接收和处理脉冲信号，直接决定了目标定位的准确性，同时也是到达时间高精度的重要保障，是实现多点定位最基础和是最重要的任务之一。
关键词：多点定位；场面监视；处理方法
随着社会的不断发展，全球航空业以及水面舰船的发展也非常的快速，随着客流量的不断增加，航空公司的规模也越来越大，这也导致了机场的飞机次数的增加。在偌大的活动区域内，由于多种环境因素的原因，需要有效的解决飞机起飞和降落的拥挤和冲突的相关交通安全问题[1]。因此，多点定位系统作为一种先进的低空飞行器的机场场面的有效的监视方案，可以通过雷达信号准确的确定目标的具体位置，从而可以更加高效的利用多点定位系统，可以对移动目标进行探测和监视，从而提高机场场面的交通安全和飞行安全。作为现代化的雷达是无线探测技术中的主要手段，同时也是作为在现代空中交通管制系统中的机场场面监视设备之一。因此场面监视雷达可以准确确定目标，同时也可以获取相关移动机的移动信息，具有高效的实时性和检测度。
一、多点定位场面监视雷达定位原理
国外最早提出并应用多点定位的相关技术，为民航空管系统技术完善提供了新思路。多点定位场面监视技术能够充分利用民航飞机现有的应答信号，对其进行科学分析和计算获得目标的精确位置信息。该技术在应用中能够完全兼容单脉冲二次雷达和 S 模式二次雷达，并且能够满足 ADSB-OUT 传输要求，所以在应用过程中能够很好地接受飞机的二次代码和 S 模式地址，并且能够对其进行有效解码，具有优异的目标识别能力和高精度定位能力。多点定位场面监视雷达在应用中首先需要在机场附近进行传感器的布置，然后借助近端单元捕获飞机和其他相关车辆的应答信号，然后结合远端站的捕获的各种信号，进行进一步的信号检测、处理和解码，最终计算出各站的应答信号到达时间，然后送至中心匹配站，与应答码进行进一步的匹配，借助多站 TOA 获得具体的位置信息。
除此之外，该技术还与 ADS-B 技术相兼容，其数据的更新率甚至能够达到每秒一次，系统的建设成本只有 X 波段场面监视雷达系统的一半，广域空中定位能够精确到 50m，而地面的定位精度更是能够达到 10 米之内，具有很好的目标标识能力。并且该系统的接收站的天线应用的是简单的全向天线，所以对其他系统的干扰较小，体积也更小，这也决定了其的站点配置更加灵活，覆盖范围更广，适应性更强。
二、多点定位场面监视技术现状
作为常规场面监视系统中的一种升级，多点定位技术是一种更加高效的监视系统。在场面监测的实际操作过程中，多点定位系统是一种不易受外界环境的干扰和影响，比如天气、视觉盲区、地理位置等的约束，都可以有效检测出目标的位置。在如此发展的社会下的现状中，空间位置也变得极度紧张，更需要高效的运用多点定位系统来监视设备的安装，可以使场面管理雷达的探测力和监控能力得到有效的提升，从而保证不受位置、朝向、视界等限制。多点定位技术采用冗余设计，可以在其运行时可以更加的可靠和实用性，在其维护时可以更加便利和高效，当其发生技术故障的时候，就不会对全部系统造成全部瘫痪，而是有针对性的产生相关影响，修复起来也具有针对性和高效性。多点定位系统采用分布式远端结构，可以对其在低空飞行器进行准确的定位，并且获取飞行器的ID识别信息，从而利用系统的可扩展性，可以更加容易的解决监控受部分限制的影响，从而更好地布置便利性的问题。多点定位监视雷达通过各种的传感器捕获目标的应答信号，利用捕获到的信息进行有效的应答信号的检测，从而解算出具体的目标位置，利用场面管理雷达(SMR)为中心，在一定范围内进行目标锁定，可以有效提高指挥员的指挥效率。
三、多点定位场面监视信号处理的实现
1、远端站信号处理实现的方法
（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。
（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，就需要检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）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：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；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、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。
（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。
（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。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。
科学应用多点定位技术和场面监视系统，能够将时间信息、识别码信息、坐标信息等信号进行融合处理，可以有效的解决目前场面监视系统中碰到的难题。对其进行进一步的研究和探索，运用多点定位技术能够帮助管制员充分利用有效的塔台空间，提高地面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 , 2018,25(6):10.
[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 ,2018,47(10):17.
[3] 朱永胜.关于机场场面监视雷达信号的处理方法研究[J].建筑工程技术和设计,2019,(10):47.
[4] 张睿,孔金凤.机场场面监视技术的比较及发展[J].中国西部科技,2018,(4):34.