数据质量分析仪的有效使用与信号解析

引言

数据质量分析仪的有效使用必然为设备维护人员在数据质量分析方面提供了便利，同时也为日常维护及故障排查定位起到了一定的参考价值。

1 信号分析仪简述

HCT-8810 数据质量分析仪是一款图形化，全中文界面的手持式仪表，主要包含四种测试功能模块，雷达模块、ADS-B 模块、甚高频模块及专注于时间同步系统的NTP 模块。

2 数据分析

目前，新疆地区主要监视手段有雷达监视和ADS-B 监视两种，维护人员可根据测试需求切换使用不同业务测试场景，具体使用效果如下：

2.1 雷达模块

使用场景一：自动化系统接入雷达数据需对雷达信号质量进行初期测试，以保证雷达识别码、旋转周期、扇区数等基础数据与自动化系统配置相一致，确保雷达数据处理的可用性和准确性。

使用场景二：当雷达传送至自动化系统的数据经过融合系统时，如果时延过大，那么，融合系统将不使用该路雷达的数据，从而直接导致该雷达数据无法使用。

使用场景三：当维护人员无法判断故障是由雷达或传输亦或自动化系统引起时，可进行逐段仿真，模拟雷达信号源对传输链路、自动化系统等进行测试。

2.2ADS-B 模块

数据质量分析仪具备ADS-B 测试功能，可对多个版本的ADS-B 数据进行数据解析、数据记录和仿真模拟。通过对ADS-B 数据帧时间戳的处理，可对ADS-B 数据传输全程链路时延进行客观评估，便于维护人员在日常维护时快速排查定位故障，保证ADS-B 处理中心TDOA 时间验证的可用性，为提供可靠的ADS-B 监视服务打下基础。

2.3 时钟模块

民航通导专业各系统的稳定运行均对时间同步有着较高的要求，随着管制安全服务要求的进一步提高，各类通信导航监视设备的服务精度逐步提升，对设备时间同步提出了更高的要求。数据质量分析仪自身配备有高精度时钟源，在经过GPS 时钟驯服后可使用GPS 时钟同步系统测试功能对各系统NTP 时间同步情况进行测试排查，分析是否存在时间偏差以及产生偏差的故障点等问题。

3 案例研究

为了提供稳定可靠的监视数据，维护人员都会在监视设备建设投入前期及系统运行过程中通过数据质量分析仪进行数据的测试和验证，为其接入自动化系统平稳运行打好坚实基础。

案例一：雷达接入测试

维护人员通过使用空管数据质量分析仪，对已建设完成但未投入使用的雷达，根据数据业务传送路径，部署位置进行测试，如下：

雷达测试模块共分为4 个功能分页，分别是实时结果、报文分析、目标信息和流量分析，可以雷达数据进行针对性的分析，并导出相关数据。

实时结果功能分页是雷达测试功能模块最直接也是最重要的功能分页，通过对雷达数据的解析判读，能够快速判断该雷达的类型已经处理能力，将雷达解析数据和实际航空器数据进行比对，即可判断雷达数据的可用性。在雷达接入自动化系统前及时提供可靠信息并反馈至相关部门，为新站验收及设备运行建立双重保障。

报文分析分页为数据帧统计页面，通过对数据帧、正北帧、扇区帧的长时间测试统计，能够为雷达数据稳定性提供客观分析数据，同时也可排查雷达数据参数设置提供依据。

在对测试雷达进行数据分析的过程中，发现数据帧统计中出现其它数据帧计数，结合实时结果分析，发现该测试雷达在以CAT034/CA048 格式输出雷达数据的同时同步输出了CAT021 格式的监视数据，而CAT021 为ADS-B 类型数据，自动化系统无法按照雷达数据的方式进行解析。通过与相关部门的积极沟通协调，及时调整了雷达参数，保证了测试雷达验收的顺利进行。

目标信息分页可对实时航迹总数进行统计，并将A 模式雷达目标与S模式雷达目标区分统计，主要用于评估该雷达覆盖范围内的航空器流量，同时可根据Code 二次代码重复计数客观评估改雷达覆盖范围内二次代码重复使用情况，为二次代码分配优化调整提供数据参考。

流量分析页面分为三个部分，左侧报文分析部分与实时结果分页功能基本相同，主要用于统计数据帧数量和FCS 纠错统计分析；中间的流量分析能够对该雷达的数据量进行统计分析，根据链路带宽速率，提供实时和统计的带宽利用率，对传输链路带宽的选择提供数据依据；右侧的拥塞分析，可对超过带宽拥塞阈值的时间进行统计。

随着S 模式雷达的广泛应用、航班量的逐步提升，雷达产生的数据量也在不断提高，通过对流量统计和拥塞统计的综合分析，能够准确判断当前数据传输速率能否满足该雷达的实际带宽需要，及时调整端口速率和传输带宽，提升雷达数据的整体传输水平。

案例二：雷达时延偏差导致雷达数据不可用

在自动化系统进行多雷达融合时，雷达信号时间戳信息是信号融合的重要参考依据，在日常值班工作中，维护人员也非常在意对雷达时间戳的测试和标定。

在例行的雷达信号测试工作中，维护人员发现自动化系统中问题雷达选择单雷达无目标显示，而雷达数据记录仪中雷达航迹均显示正常。通过对自动化日志的查看，发现系统提示该雷达扇区信息有误，导致雷达目标数据报告不可靠被丢弃。为充分排查故障点，维护人员采用数据质量分析仪雷达时延测试功能对该雷达的扇区数据延迟进行了测试。

通过对雷达扇区时延的分析可以明显看出，正北及所有扇区报告时延均偏差1 秒左右。同时使用雷达测试功能对目标报告数据帧I048 数据进行解析分析，可以看出数据接收时间戳与目标报告时间戳“Time of Day”时间基本一致符合雷达处理要求；同时对雷达服务报告数据帧I034 数据进行解析分析，可以发现数据接收时间戳与扇区时间戳“Time of Day”偏差超过1 秒。

综合两处数据，可以分析出雷达扇区数据时间戳计算有误，偏差范围超过了自动化的处理阈值。根据当前系统参数，自动化系统判断雷达目标报告数据不可靠将其丢弃，最终导致了该雷达数据无目标显示。立即对自动化系统的扇区校验参数进行相应调整后，该雷达航迹目标显示正常。

案例三：地区ADS-B 基站时延测试

数据质量分析仪具备GPS 授时和高精度晶振模块，能够在一定时间内保持精确的UTC 时间，维护人员可通过仪表对ADS-B 基站时间精度进行测试。分析仪通过接收报文时的UTC 时间，与ADS-B 目标报告报文中位置报告接收时间相对比，即可得到ADS-B 接收机从接收数据至用户收到数据的时间延迟。

在实时结果页面我们可以对选中的ADS-B 数据帧进行实时数据解析，查看数据帧中数据线的具体含义，同时通过源地址、目的地址、端口号与解析得到的SAC/SIC 进行比较，即可判断该ADS-B 数据基站的输出用户设置是否与地面基站IP 地址规划相符合，确保ADS-B 地面基站资料的准确性，确保参数维护的准确性。

报文分析结果页面是对实时结果页面信息的列表式展示，能够直观的展现所受到的ADS-B 数据帧已经解析得到的具体含义，为数据快速分析提供了便利。

在时延信息页面可以查看当前分组数据时延统计数据，结合传输设备现状对时延统计数据进行客观分析可及时发现和处置ADS-B 故障隐患。

4 结论

空管数据质量分析仪作为一款专业测试维护使用的仪表，在各阶段的测试中发挥了重要作用，为维护人员定位故障，日常巡检提供了较为直观的测试手段，提高了维护人员的工作效率，缩短了排故时间，降低了维护成本，确保了生产运行的安全性和稳定性。

严芳，1984 年 4 月，女，甘肃武威人，本科，高级工程师，研究方向为民航空管通导设备维护