本文關(guān)鍵詞：空管自動化系統(tǒng)中雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：空中交通管制(ATC,Air Traffic Control)自動化系統(tǒng)是空中交通管制員管理空中交通的主要手段之一,它的主要功能是對多雷達數(shù)據(jù)和飛行計劃進行處理,使得空中交通管制員面對雷達顯示器就可以了解空中交通的實時動態(tài),所管制航空器的具體方位、高度和預(yù)計飛行方向等。近年來我國航空運輸業(yè)的高速發(fā)展對空中交通管制自動化系統(tǒng)提出了更多新要求,尤其是雷達數(shù)據(jù)的預(yù)處理,它是空管自動化系統(tǒng)的重要組成部分,是雷達數(shù)據(jù)處理的前提和基礎(chǔ),研究雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理對于自動化系統(tǒng)的升級改造具有重要意義。本文基于作者參與的中小型機場空中交通管制自動化系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)工作,探討了雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),對雷達數(shù)據(jù)提出了一整套行之有效的預(yù)處理方法,解決了老一代自動化系統(tǒng)雷達數(shù)據(jù)處理冗余度和可靠性低、綜合雷達航跡處理能力不強以及雷達數(shù)據(jù)處理軟件可修改性不足等一系列問題。主要研究內(nèi)容如下:(1)在分析國內(nèi)外空管自動化系統(tǒng)的現(xiàn)實需求、組成結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)上,針對原有自動化系統(tǒng)雷達數(shù)據(jù)處理過程存在的問題,提出了一種基于模塊化思想的自動化系統(tǒng)雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的解決方案。(2)分析了新一代自動化系統(tǒng)雷達數(shù)據(jù)的引接方案和空管常用雷達數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),對符合Asterix標準的CAT001類和CAT002類的雷達數(shù)據(jù)格式進行了系統(tǒng)分析。在此基礎(chǔ)上,研究了新一代自動化系統(tǒng)中多源異構(gòu)雷達數(shù)據(jù)的表示方法,構(gòu)造了雷達數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表達模型。(3)針對多源異構(gòu)雷達數(shù)據(jù)的特點,開展了雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理方法的研究。分析了新一代自動化系統(tǒng)的庫函數(shù)和內(nèi)部信息的傳遞過程,以及系統(tǒng)中與雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)有關(guān)的信息定義,提出了雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的各功能模塊的設(shè)計方案,包括多雷達數(shù)據(jù)的接收及數(shù)據(jù)校驗、雷達數(shù)據(jù)的解析與格式轉(zhuǎn)換、雷達數(shù)據(jù)通道選優(yōu)、雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計與分析、雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理日志記錄和查詢等。(4)在Solaris10操作系統(tǒng)中,實現(xiàn)了雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的各個功能模塊,并分析了各模塊的實現(xiàn)和應(yīng)用情況。此外,針對老一代自動化系統(tǒng)存在的問題,分析了該自動化系統(tǒng)雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)在綜合雷達航跡處理能力、可靠性等方面的應(yīng)用效果,達到了雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的設(shè)計目標。以上研究成果已經(jīng)全部應(yīng)用到新一代ATC系統(tǒng)的雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理中,實踐證明本文提出的處理方法是可行的,這為空管自動化系統(tǒng)維護人員分析雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量,進行雷達數(shù)據(jù)處理軟件故障分析提供了有效的技術(shù)手段。
【關(guān)鍵詞】：預(yù)處理 雷達數(shù)據(jù) 中小型機場 空中交通管制 自動化系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V355.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 課題研究的背景12
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國內(nèi)外雷達數(shù)據(jù)處理的現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)外雷達數(shù)據(jù)處理存在的問題13-15
• 1.2.3 國內(nèi)外雷達數(shù)據(jù)處理問題的解決方案15-18
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容和意義18-19
• 1.4 本文的章節(jié)安排19-21
• 第2章 雷達數(shù)據(jù)引接方式及數(shù)據(jù)格式分析21-36
• 2.1 多雷達數(shù)據(jù)的引接方式及處理流程21-25
• 2.1.1 雷達數(shù)據(jù)前置處理機的選型及硬件配置22-23
• 2.1.2 雷達數(shù)據(jù)引接現(xiàn)狀23-24
• 2.1.3 多雷達數(shù)據(jù)信息處理流程24-25
• 2.2 Asterix標準雷達數(shù)據(jù)的傳輸方式25-26
• 2.3 Asterix標準雷達數(shù)據(jù)格式26-33
• 2.3.1 雷達數(shù)據(jù)塊26
• 2.3.2 數(shù)據(jù)記錄26-33
• 2.3.2.1 Asterix001格式雷達標準數(shù)據(jù)項28-31
• 2.3.2.2 Asterix002格式雷達標準數(shù)據(jù)項31-33
• 2.4 面向多源異構(gòu)雷達數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表達模型設(shè)計33-36
• 第3章 空管自動化系統(tǒng)中雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的設(shè)計36-64
• 3.1 自動化系統(tǒng)總聯(lián)接口函數(shù)及進程間信息交互流程37-43
• 3.1.1 總聯(lián)接口函數(shù)37-38
• 3.1.2 進程間的信息流程38-39
• 3.1.3 空管自動化系統(tǒng)中軟件模塊之間的信息傳遞39-43
• 3.1.3.1 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)相關(guān)信息傳遞40-42
• 3.1.3.2 自動化系統(tǒng)軟件模塊信息傳遞跟蹤方式42-43
• 3.2 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的相關(guān)模塊43-50
• 3.2.1 雷達數(shù)據(jù)接收及數(shù)據(jù)校驗?zāi)K43
• 3.2.2 雷達數(shù)據(jù)解析處理模塊43-46
• 3.2.3 雷達數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊46-47
• 3.2.4 雷達多通道數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計47-48
• 3.2.5 單雷達主通道信息發(fā)送模塊48-49
• 3.2.6 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理日志記錄模塊49-50
• 3.3 雷達多通道數(shù)據(jù)質(zhì)量分析及通道選優(yōu)方法50-53
• 3.4 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計方案53-64
• 3.4.1 開發(fā)環(huán)境和工具53
• 3.4.2 源程序文件的結(jié)構(gòu)和組成53-54
• 3.4.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計54-59
• 3.4.4 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的函數(shù)及全局變量設(shè)計59-64
• 3.4.4.1 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的主要接口函數(shù)59-61
• 3.4.4.2 程序中全局變量的定義61-62
• 3.4.4.3 接口函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系62-64
• 第4章 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的實現(xiàn)64-101
• 4.1 雷達參數(shù)的獲取64-66
• 4.1.1 雷達通道參數(shù)初始化65
• 4.1.2 雷達參數(shù)文件讀取65-66
• 4.1.3 系統(tǒng)可用雷達數(shù)目的獲取66
• 4.1.4 各雷達通道參數(shù)賦值66
• 4.2 雷達主通道詢問信息的發(fā)送66-67
• 4.3 Asterix格式雷達原始數(shù)據(jù)的解析與格式轉(zhuǎn)換67-81
• 4.3.1 雷達通道號轉(zhuǎn)換69
• 4.3.2 Asterix001類型雷達數(shù)據(jù)解析及格式轉(zhuǎn)換69-76
• 4.3.3 Asterix002類型雷達數(shù)據(jù)解析及格式轉(zhuǎn)換76-78
• 4.3.4 Asterix格式雷達數(shù)據(jù)解析及格式轉(zhuǎn)換效果實現(xiàn)78-81
• 4.4 系統(tǒng)內(nèi)部格式雷達數(shù)據(jù)發(fā)送算法實現(xiàn)81-85
• 4.4.1 系統(tǒng)格式雷達數(shù)據(jù)的組裝82-83
• 4.4.2 系統(tǒng)格式雷達數(shù)據(jù)的發(fā)送83-85
• 4.5 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量的統(tǒng)計與管理85-90
• 4.5.1 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量指標統(tǒng)計實現(xiàn)86-88
• 4.5.1.1 錯幀率統(tǒng)計算法實現(xiàn)86-87
• 4.5.1.2 丟扇率統(tǒng)計算法實現(xiàn)87-88
• 4.5.2 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量指標報告實現(xiàn)88-90
• 4.6 雷達通道手動切換消息處理實現(xiàn)90-91
• 4.7 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理日志記錄及統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢實現(xiàn)91-96
• 4.7.1 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計信息日志記錄實現(xiàn)92-93
• 4.7.2 雷達質(zhì)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢實現(xiàn)93-94
• 4.7.3 SMP與雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)信息交互日志記錄實現(xiàn)94-95
• 4.7.4 日志自動清理功能實現(xiàn)95-96
• 4.8 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理執(zhí)行程序CETC_RADP的生成96-97
• 4.9 雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理子系統(tǒng)的應(yīng)用情況97-101
• 4.9.1 提升綜合雷達航跡處理能力97-98
• 4.9.2 實現(xiàn)雷達數(shù)據(jù)處理的模塊化98-99
• 4.9.3 提升雷達數(shù)據(jù)處理的可靠性99-100
• 4.9.4 實現(xiàn)雷達通道的手動切換100-101
• 第5章 結(jié)論與展望101-104
• 5.1 課題研究的結(jié)論101-102
• 5.2 今后的展望102-104
• 參考文獻104-106
• 致謝106-107
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果107

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本文編號：889159