ADS-B与空管监视雷达数据的融合处理方式分析

李牧

摘 要：文章从ADS-B在空管监视中的优势入手，重点对ADS-B数据与空管监视二次雷达的融合处理方法进行了研究与分析，希望可以在维护人员开展维护工作、故障分析、改进融合机制等方面提供一定的参考和帮助。

关键词：ADS-B;雷达;空管监视;融合处理

航管监视雷达系统是空管监视中重要的部分，但其在应用过程中还存在了一定的不足，陕西地区ADS-B设备于2020年已投入使用，其数据接入了自动化系统，与航管雷达数据融合处理后送至管制席位。ADS-B的应用能够有效解决到雷达系统在运行过程中存在的不足，有效提升航班监视的整体水平。

1ADS-B在空管监视中的优势

1.1ADS-B基本情况

ADS-B是广播类型自动相关监控，由机载设备通过GPS定位数据为目标定位，给用户提供各种信息和监控设备。ADS-B系统简单，运行稳定，使用UAT通信链路，传输速率为1Mbps，传输稳定效率高，下行频率为1090MHz，在报文传输中采用Asterix Cat021格式。

1.2优势

与传统的空中交通管制雷达相比，ADS-B有着明显的优势：ADS-B地面站可以在多种环境下使用，成本低，维护和部署方便，ADS-B有着较高的定位精度，更快的数据更新率，对加强和增强飞机之间的安全协同起到了积极的作用。长远来说，可通过ADS-B系统的广泛使用逐步推进航空器间隔的缩短，提高空域容量，对于更好地应对日益增长的空中交通有着积极的意义。

2ADS-B与航管监视雷达融合处理方法

2.1构建融合模型

为了实现ADS-B与航管雷达在自动化系统的融汇，需要建立一个数据校准、航迹识别、航迹相关的数据融合系统，在目标识别和定位相关的同时，构建相应的融合模型。民航主要是采用多雷达数据融合系统作为其空中交通管制的主要形式，不同的雷达协同监控不同目标区域，然后整合所有信息，进行数据校准，实现数据相关性[1]。

2.2数据融合的方式

为适应ADS-B系统与雷达的融合，自动化系统数据融合主要采用组合式、集中式、分布式的融合方法。现有的自动化系统是以航管雷达为主要監视源，ADS-B数据作为其中的一个新数据源进行有效的融合，而ADS-B数据需要在数据中心先进行数据验证，通过与雷达数据比对、时间验证法等仔细分析每个站点数据，剔除错误数据后对正确的数据进行处理，送至自动化系统。单雷达所得到的航迹则是以自身为参考的，而在ADS-B数据融合技术的支撑下，其能够将位置信息进行转换，进而形成为雷达数据形式。自动化系统对雷达和ADS-B数据进行充分的验证，消除一些误差数据，形成综合航迹数据。所有传输到自动化系统的本地航迹都需要进行全面详细的空间对准和坐标转换，以减少信息不准确的情况。在目标关联上，首先要对目标进行判断，通过雷达二次代码、ADS-B24位地址码等进行目标关联，在此基础上实现与相应航迹的准确匹配[2]。

2.3多雷达和ADS-B数据融合处理

在自动化系统融合处理时，在对多数据源的数据进行格式转换和坐标转换时，要考虑不同数据源的数据差异，如时间参考点、空间参考坐标系等，这些内容并不统一。雷达从雷达的实际地理位置出发，以此为参考点来检测飞机的运动参数。ADS-B以GPS数据为数据源，可得到84坐标，在雷达和ADS-B目标数据跟踪融合时，其主要任务是对其中的数据和信息进行校准，实现统一的格式，例如北校准，中央轴校准，坐标转换等。

①时空对准。 在这一系统中，各个雷达与 ADS-B 是各自进行独立运行的，因此，需要借助时空对准来实现对参考坐标的有效转换，进而避免数据融合过程中出现加大的误差。 ②系 统误差配准与航迹关联。 在系统误差配准上，为了避免基于ADS-B 设备下数据坐标出现偏差，则就需要以测量的方式，借助矢量差结构方程组来获取这一误差值，进而实现准确配准;在航迹关联 上，所承担的任务就是将雷达航迹与 ADS-B航迹进行关联，进而实现系统性航迹的定位，在此过程中，则就需要借助马赛克法以及统计加权法进行计算来获取。 ③航迹融合。在完成上一工作内容之后，需要在获取多雷达航迹的基础上，与 ADS-B 航迹进行融合，经过实践研究表明，采用优选法亦或是加权平均法则能够更加准确且高效的来实现航迹融合[3]。生成系统综合航迹后，由于ADS-B数据的存在，航迹中有了每个航班的24位地址码，系统MST（多传感器数据融合模块）会使得飞行计划与系统航迹之间更加有效地相关，提高标牌内容的丰富性与可靠性。

3结语

目前，ADS-B已经在我国民用航空领域广泛使用，是空管对航班进行空中监视的重要手段。本文简单阐述了ADS-B系统的优点，重点对目前ADS-B数据与航管雷达在数据融合上的机制进行了分析。ADS-B系统与雷达信号融合有时还存在个别目标无法相关，引发目标漂移、跳变、分裂等情况，需要我们进一步深入研究目标融合的方法，不断优化融合机制，为ADS-B系统更加广泛的应用打下基础。

参考文献

[1]严景谦. ADS-B与空管监视雷达数据的融合处理研究[J]. 科学与财富，2017（18）：188-188，189. DOI：10.3969/j.issn.1671-2226. 2017.18. 181.

[2]吴胜前. 空管雷达数据传输质量的评估[J]. 科学咨询，2021（23）：62-63.

[3]周日红. 空管雷达监视数据格式浅析[J]. 电子世界，2017（22）：56-57.