[发明专利]用于管理模式S下操作的二次雷达避免BDS交换问题的方法

说明书

本发明涉及一种用于管理在模式S下操作的二次雷达的方法，该方法包括：a)在“搜寻模式”下的检测，所述“搜寻模式”被实施直到二次雷达检测到飞行器；b)在“跟踪模式”下的检测，如果在“搜寻模式”下检测到对选呼询问的有效响应，则实施所述“跟踪模式”；所述方法的特征在于，包括中间步骤a1)，该中间步骤在“搜寻模式”下的检测与“跟踪模式”下的检测之间执行，所述中间步骤包括：在二次雷达的噪声窗口中检测存在或不存在飞行器的回复；如果飞行器的回复没有位于所述噪声窗口中，则利用第一监控窗口执行至少一次选呼询问。

技术领域

本发明总体上涉及雷达系统，具体地涉及一种用于管理在模式S下操作的二次雷达的方法和装置。

背景技术

二次雷达用于空中交通管制(ATC)。与一次雷达相比，二次雷达利用电磁波从飞行器的反射，与位于飞行器上的应答机或位于军用飞行器机载的IFF响应器交互，通过询问飞行器以便至少获得它的标识(码3/A)和它的高度(码C)并确定它的位置。

在第一代二次雷达(A/C模式)中，应答机系统地回复所有的二次雷达询问，这会产生大量的RF污染或干扰。此外，回复的内容受到数据位数(最多12位)的限制。

目前广泛实施的模式S(S代表选择性)允许在雷达的覆盖区域内询问和跟踪大量的飞行器，同时减少RF污染。

与第一代二次雷达一样，模式S二次雷达在检测到回复时，接收飞行器的高度和地址并据此确定其位置。雷达还可以接收关于飞行器的类型、速度、航向等的信息。这些附加数据以寄存器(用于传输数据选择器的BDS，Comm-B Data Selector)的形式呈现，这些数据由数字标识，可根据请求来提供(每次询问一个BDS)。

在模式S下，询问是全呼类型(总体询问)或选呼类型(选择性询问)。在全呼叫询问中，雷达要求位于其覆盖区域内的所有应答机提供24位的模式S地址，即它们的识别号。

一旦雷达捕获到飞行器，即一旦雷达能够预测飞行器的位置，在每次新的天线旋转中，雷达最初都会在一个大空间窗口中以选呼模式询问飞行器，以覆盖与预测相关的不确定性，该阶段在下面将称为“搜寻模式”。雷达因此获得了飞行器的第一个精确位置，允许减小用于随后选呼询问的询问窗口的大小，并将剩余的空间/时间用于询问其监视领域中的其他飞行器的存在。该第二阶段在下面称为“跟踪模式”。

图1示出了在给定的天线旋转中“跟踪模式”下的窗口大小的减小，该窗口以在“搜寻模式”下检测到的飞行器为中心。

一旦确认捕获到飞行器，雷达就会将相关飞行器的应答机锁定18秒。锁定的飞行器的应答机不再响应来自询问雷达的全呼询问，该询问雷达具有与锁定飞行器的雷达相同的雷达站代码。在包含锁定命令的每个选呼询问时更新该锁定(锁定时间被重置，即持续18秒的新锁定开始)。

当两个雷达向给定的应答机发送询问并且这些询问几乎同时到达应答机时，应答机仅对两个询问发出一个回复。

其询问被应答机考虑的第一雷达(雷达1)接收到与其询问一致的回复(包含BDS)。相反，其询问被忽略的第二雷达(雷达2)接收到相同的(因此是错误的)回复，该回复与其询问不相对应，而是与雷达1的询问相对应。此外，雷达2从未接收到对其发送的询问的回复。

这样的问题被称为BDS交换。在包含高密度的模式S二次雷达的区域可能会观测到BDS交换问题。这个问题会影响监视系统的有效性，因此需要加以校正。用于管理空中交通的已知自动系统可能能够处理这种异常，但是仅在多次天线旋转(即天线的移动部分的多次转动)之后。

欧盟航空安全局在其文件EASA.2016.FC19 SC.001中详细描述了这个问题及其后果。特别地，雷达使用不正确的数据可能会导致它对加速度或飞行路径做出错误的改变。