曹旦森
民航中南空管局空管设备应用技术开放实验室，广州 510405
空管自动化系统接入多路雷达，而每部雷达探测目标得到的位置数据是基于雷达本身的坐标系，不同的雷达有不同的参照点，每部雷达使用不同的坐标系。雷达数据的坐标通常都是基于雷达站本身作为参考点，不同雷达的数据无法通用。如何把其坐标转换为统一的坐标系进行数据处理是空管自动化系统相关的监视系统必须考虑的问题。因此，坐标系的转换在空管自动化系统相关的监视系统中的应用研究就显得非常必要。
目前空管在用自动化系统接入雷达类型格式不一，而自动化系统雷达坐标转换源代码没有公开，极其不方便自动化相关监视目标系统的二次开发及应用，如对比分析各雷达的质量情况。我们对各雷达在自动化中的坐标转换深入研究，利用现有的目标坐标转换方法组合，为分析坐标转换在自动化相关的监视系统中的应用提供参考。
一、空管自动化系统中各路雷达目标坐标类型
广州区域管制中心欧洲猫自动化系统目前引接入中南各地总共32部雷达，每部雷达厂家型号不一，格式不一。通过已知的厂家资料及雷达接口文档分析各雷达站的数据包，32部雷达使用的站心坐标系有站心直角坐标系、站心极坐标系两种。其中，Alenia雷达使用直角坐标系，雷神雷达使用站心极坐标系，S模式雷达使用站心极坐标系等。欧洲猫自动化系统输出的综合航迹目标使用大地坐标系。
（一）主要坐标系介绍
各路雷达站以站心为基准点形成的坐标系叫做站点坐标系、也叫东-北-天坐标系，是以测站为原点的坐标系；站心坐标系主要有站心直角坐标系(x,y,z)和站心极坐标系两种，这两种坐标系可以通过以下的公式转化[1]。
公式1
站心直角坐标系以站心为坐标系原点 [2]；站心极坐标系以站心为坐标极点O[2] ；大地坐标系(L,B,H)是大地测量的基本坐标系[2]。
（二）多路雷达坐标转换思路
为了把多雷达源的数据统一显示在空管自动化相关的监视系统界面上，需要对不同坐标系的数据进行坐标转换，转换成统一的坐标系，我们使用WGS84作为统一的坐标系。欧洲猫自动化系统会根据公式将各路雷达数据统一转换成经纬度，通过综合航迹进行输出，GPS系统也是以WGS-84坐标系为根据的。鉴于欧洲猫自动化系统输出的综合航迹目标使用大地坐标系（L,B,H）,而32部雷达均可以用已有的坐标转换方法[1][2]转换为站心直角坐标系、站心极坐标系，问题就简化为把站心坐标系转为大地坐标系。我们的多路雷达坐标转换思路就是初步利用现有的坐标转换方法[1][2]组合，先把各路雷达的统一转换成站心直角坐标系，而不用站心极坐标系，然后转换成大地直角坐标系，如此所有雷达均可以大地直角坐标系为中介，转化为大地坐标系（L,B,H），最后通过此大地坐标系再进行平面坐标转换，从而完成统一的平面坐标系显示出来。
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每一个点表示一个雷达目标，黑色为自动化输出的综合航迹，红色为凤凰山S模式雷达，绿色为西岭CAT01雷达，紫色为大和章雷神雷达，黄色为韶关S模式雷达，多部雷达的信号经过坐标转换后在在雷达监视界面统一显示，目标位置在误差可接受范围内。
由于综合航迹为自动化系统的输出航迹信息，可看出，各个雷达经过本文的所述的坐标转换后，目标位置与自动化综合航迹输出一致，该坐标转换自动化系统中的应用是有效的。
四、结束语
综上所述，本文对雷达坐标转换在空管自动化的相关监视系统中的应用是可行的，通过目标的坐标转换，把不同雷达的目标显示在同一界面，该方法方便自动化相关的监视目标系统的二次开发及应用，有利于各部雷达目标数据对比，以及分析各路雷达的质量情况，便于找出有异常的雷达信号。因此，这种对坐标转换方法的研究具有重要现实和应用意义。
参考文献
[1] 李锋. 多雷达数据处理中坐标转换的新方法[J]. 微计算机信息,2007年2月
[2] 百度百科. 站心坐标系https://baike.baidu.com/item/%E7%AB%99%E5%BF%83%E5%9D%90%E6%A0%87%E7%B3%BB/4542391?fr=aladdin. 由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核
作者简介：曹旦森(1985-)，男，广东湛江人，工程师，硕士，主要研究方向是空管监视设备和空管自动化系统