SELEX雷达引起NTZ告警案例分析

摘要：为解决凤凰山SELEX雷达丢目标后引起欧洲猫自动化系统出现NTZ侵入告警或预警的问题，保证SELEX雷达为自动化系统提供稳定可靠的信号，本文通过对NTZ概念及其告警机制的研究，剖析触发NTZ告警或预警的两种情况；再从欧洲猫及莱斯自动化系统对目标融合方式的不同，分析凤凰山SELEX雷达引起欧洲猫自动化系统NTZ告警的原因，并提出设置NTZ屏蔽区的解决方案，通过方案确认、实施、验证、跟踪四个过程解决凤凰山SELEX雷达引起NTZ告警问题。实践表明所用方法是有效的，能为相关工作提供可借鉴的经验，具有一定的参考价值。

关键词：NTZ区、自动化融合方式、触发NTZ告警、屏蔽区

1 不正常情况排查过程

1.1 背景描述

雷达作为民航交通管制必不可少的监视设备，为自动化融合系统提供稳定可靠的信号源，是空管安全平稳运行的有力保障。凤凰山雷达站现运行的SELEX一、二次雷达，由于设备性能下降，雷达处理能力不足，近年来间歇性出现大面积丢目标情况，二次雷达丢目标比例大约为300/1000。在雷达头处理器中对数据进行抓包分析，怀疑是雷达数据量过大导致雷达头处理器处理能力不足或网络堵塞引起。关闭二次雷达原始视频后，雷达数据量减少且二次雷达丢目标情况明显改善，二次雷达丢目标比例大约为50/1000，理论上该比例不会引起自动化融合系统目标告警。

由于一二次雷达目标融合时二次雷达目标所占权重较大，且一二次雷达探测目标的位置存在差异。当二次雷达出现丢目标时，目标的融合航迹会偏向一次雷达探测的目标位置，二次雷达重新检测到目标并建立稳定的一二次雷达融合航迹后，该目标的航迹又回到飞机的正常轨迹，送给自动化融合系统的飞机轨迹则已发生了偏移，即目标轨迹出现“漂摆”现象。

当一二次雷达均丢目标时，由于雷达航迹的预推功能，预推的航迹可能会和真实目标位置存在偏差。雷达探测到的错误航迹信息送到欧洲猫自动化系统后，导致自动化系统的融合航迹也出现航迹偏移现象，其偏移航迹进入了NTZ区或触发了NTZ区的前探预警机制，使欧洲猫自动化系统发生了NTZ告警或预警。

1.2 NTZ（No Transgression Zone）跑道非侵入区域

系统在两条跑道中心延长线之间划设出特殊的空域，称为非侵入区（简称为NTZ），如图一所示。NTZ跑道非侵入区域告警，适用于两条平行或以上独立运行的机场。当落地航班错误侵入NTZ区域时产生告警，使不同跑道同时降落的独立平行进近的航空器之间保持安全间隔，避免发生空中危险接近。

实际上，NTZ相当于一个可变的小型飞行禁区，这个禁区是上表面为斜面的柱形立体空域；其水平剖面为扁长的矩形，宽度和长度都可设置，以俯视角度来看，这个矩形位于两条平行跑道之间正中位置（即矩形两条长边的中线也是两条跑道延长线之间的中线），矩形的短边与平行跑道中最近的跑道入口处平齐，矩形的长边与跑道延长线平行，并沿进近反方向向外延伸至长度终点。垂直方向，由于NTZ的水平剖面的长度已定，NTZ的上表面的斜度由用户设置的最低点的高度（称为内高度）和最高点的高度（称为外高度）共同决定，一般为平行于下滑面的斜面。

1.3触发NTZ告警/预警的两种情况

正在降落的目标航迹已经侵入NTZ区域，表明已经严重偏离了正常降落航线，则目标发出NTZ告警。根据自动化系统的航迹预推功能，预测在未来某一参数时间内目标航迹将侵入NTZ区域（该参数可在自动化系统内设置）则目标发出NTZ预警。SELEX二次雷达也具备航迹预推功能，二次雷达丢目标后会预推3个周期的点迹，预推的点迹也会送给自动化系统，所以目标在雷达和自动化系统共同预推后，即使距离NTZ区很远的目标，也会因为预推点即将进入NTZ区，触发NTZ前探告警机制。

1.4欧洲猫及莱斯自动化系统不同融合方式的区别及影响

自动化系统将监视源送来的数据进行分解，提取出主要信息，包括目标的属性、识别符（二次代码、航迹号、地址码等）、位置、高度、速度、时标等。对这些数据项进行合法性检查后，将通过质量检查的目标信息转换其坐标系并投影到系统平面上，之后将参加单路航迹的形成和跟踪过程。单路航迹跟踪分为生成新航迹和更新旧航迹两个方面，将新接收到的目标信息与其附近的所有已被确认的航迹相比较，寻找能被判定为同一目标的已有航迹。如果找不到，则建立一条新航迹，分配给它唯一的识别编号（即单路航迹号）；如果能找到，则新来目标同该航迹相结合，更新该航迹的各种要素。欧洲猫和莱斯自动化系统对于单路航迹更新和建立航迹的机制相同，但对于多路监视数据融合处理的机制不同。

欧洲猫自动化系统更新航迹并显示到管制员屏幕的周期为5S，在5S周期内，自动化系统接收到任何监视源的数据后会立即判别数据是否可靠，航迹是否关联并更新航迹，但不显示到管制员屏幕；直到在本周期结束时那一刻（比如第5秒、第10秒…）更新航迹并显示到管制员屏幕上；此时更新并显示给管制员的航迹是使用最近时间节点的监视数据源，若该监视数据源的航迹发生偏移，欧洲猫自动化系统的更新航迹也会发生偏移。

莱斯自动化系统更新航迹的周期为4S，每收到一路监视源数据，根据监视源信号质量与自动化融合航迹的相关程度，动态调整的融合权重系数，权重高的监视源在综合航迹融合中所占比例大，反之亦然。将多路监视数据源根据不同的融合权重融合，并生成新的系统综合航迹或更新旧的系统综合航迹，并尽可能保证系统综合航迹的连续、平滑，不因某路监视数据源的偏移而造成自动化系统综合航迹偏移。

1.5调整方法（设置屏蔽区）

1）方案确认

方案一：凤凰山雷达为一二次合装雷达，通过雷达头处理器将一二次的目标进行融合，送给自动化系统处理。雷达头处理器在进行一二次点迹融合处理形成航迹过程中，二次雷达参与融合的权重较大，又因为一次雷达和二次雷达探测目标方式的不同，探测出目标的点迹会存在差异，所以当二次雷达点迹丢失后，融合航迹完全参考一次雷达探测的点迹，导致一二次雷达的融合航迹出现偏移，即“漂摆现象”。根据原因分析，理论上调整一二次参与融合航迹的比重，减少二次雷达参与融合比重，增大一次雷达参与融合比重，即可解决二次雷达丢目标导致目标漂摆引起NTZ告警问题。但考虑到一次雷达探测目标的方式依赖于目标反射来检测目标的位置，测方位精度误差也大于二次雷达的单脉冲测角误差，其检测目标位置的真实性、精确度都低于二次雷达，如增大一次雷达点迹在融合航迹中的权重，可能会导致假目标增多，一二次融合航迹不平滑等问题。且该方案不能解决一二次雷达均丢目标时引起的位置偏差，故不能采用此方案。

方案二：NTZ是一个人为设置的飞行禁区，飞机按照正常的飞行计划不会进入该区域。只有雷达错误探测或偏移预定轨迹的目标才会进入该区域，而偏离预定轨迹进入该区域的目标概率非常小且还有其他监视源监视。基于此分析，可以在SELEX雷达头处理器设置屏蔽区，在雷达数据源处屏蔽进入NTZ区域或前探将进入NTZ区域的目标，进入该屏蔽区的目标不会送往自动化系统。该屏蔽区正常情况下只会屏蔽引起NTZ告警/预警的飞机或机场滑行道上的飞机，不会屏蔽在跑道上或已起飞的飞机，对进近及区域管制无影响。理论分析该方案可行。

3）方案验证

由于正常情况下飞机不会进入NTZ区，故无法验证设置的NTZ区是否生效。可通过在雷达头处理器中设置一个有大量飞机进入的大面积屏蔽区，在SMR_PPI和原始视频RMM中观察设置的屏蔽区内无目标点迹、航迹。确实设置的NTZ区已生效。

4）方案跟踪

自凤凰山SELEX雷达2024年2月6日设置的NTZ屏蔽区生效，观察至今，自动化系统没有复现过NTZ告警，在设置的NTZ屏蔽区内，没有凤凰山SELEX雷达引起的丢目标现象。验证在雷达头处理器处设置NTZ屏蔽区的方案可行。

2总结与借鉴

通过在凤凰山SELEX雷达头处理器中设置屏蔽区的方法，解决凤凰山SELEX雷达引起欧洲猫自动化系统NTZ告警的的问题，雷达室技术人员关键时候能顶住压力，分析两套自动化系统融合方式的不同、SELEX雷达出现目标漂摆的原因、NTZ告警原理等方面入手，总结出NTZ告警的原因并找到切实可行的解决方案。确保了凤凰山雷达信号质量正常可用。在工作中遇见类似雷达数据源目标异常引起NTZ告警时可以考虑从以下几点分析解决：

1）分析雷达系统出现目标异常的原因，如一二次雷达丢目标、一二次雷达融合率低、网络数据量过大导致网络堵塞等，寻找是否有可行的解决方案。

2）考虑不同自动化系统对监视数据源的融合方式是否相同，分析不同的自动化系统对目标综合航迹形成有何影响。

3）深入理解NTZ区的概念，可在雷达数据源处设置屏蔽区，解决引起NTZ告警的问题。

参考文献：

[1]邹继科.欧洲猫V5系统多监视源数据融合处理

[2]MH/T 4010—2024， 空管交通管制二次监视雷达系统技术规范