S模式雷达的特点教育课件.ppt

2011年5月,S模式雷达的特点PPT讲座,S,模式原理介绍,运行模式：,A,模式,飞行器有,4096,种编码,C,模式,A+,模式,高度编码，,100,英尺采样,S,模式原理介绍,A/C,模式的缺点：,信息量已满足不了要求。,异步干扰：随着流量的增加，异步干扰增加，可能导致错误的假目标。,同步串扰。,捕获,/,沉默时间,S,模式原理介绍,S,模式的解决方法：,给每架飞行器一个唯一的识别码：,24,位地址码。,选择性询问：有选择性地进行询问以,寻址每架唯一的飞机而无需在整个天,线波瓣内进行广播询问。减少同步串,扰。,不但能进行监视（如输出飞机方位），同时也具有数据链的功能。数据链只能建立于通过监视处理而确立航迹的飞机于雷达之间。,增强型中的上行链路,/,下行链路：管制员访问参数,/,系统访问参数。,向下兼容,S,模式原理介绍,为能提供二次雷达的标准功能，,ICAO,对,S,模式下的数据网络进行了标准化：使用,S,模式数据链功能的地空数据网应与,ATN,网兼容。但同时该数据链也能提供非,ATN,网的服务。,*ATN:Aeronautical Telecommunications Network,S,模式原理介绍,询问格式,交互模式（,Intermode,）询问：,A/C/S,全呼询问模式,S,模式原理介绍,S,模式询问脉冲,模式,S,询问,S,模式原理介绍,P1-P2,为模式,S,询问的前导脉冲（,Preamble pulse,）脉冲。老系统的应答机把它看成旁瓣询问指令，在,P2,之后形成,35us,的抑制时间。,P5,脉冲通过控制通道发射，用于询问旁瓣抑制。,P5,脉冲采用幅度调制，时间上和同步相位反转重叠。,P6,数据脉冲（数据块），宽度为,16.25s,或,30.25s,，分别包含,56,或,112,位询问信息。调制方式采用差动移相键控（,DPSK,），速率为,4Mbps,，每个数据片位（,chip,）是,0.25,微秒。,P6,的第一个相位反转（,phase reversal,）位置距,P6,脉冲前沿,1.25 us,，称同步相位反转。（,sync-phase reversal,）。作用是回答定时参考基准并与应答机时钟同步，同时作为,DPSK,译码开始,。,在,P6,脉冲下降沿之前,0.5,微秒是保护间隔（,guard interval,）。,S,模式原理介绍,DPSK,编码规则：,当相邻片位之间相位变化,180,时表示二,进制的逻辑,1,，相邻片位之间相位无变化,时表示二进制的逻辑,0,。,S,模式原理介绍,S,模式询问脉冲,询问脉冲参数应满足下表要求,(,单位,s),：,S,模式原理介绍,模式,S,应答编码格式,S,模式原理介绍,模式,S,应答频率为,10901MHz,。,模式,S,应答由,4,个导前脉冲和,56,或,112,位应答数据块组成应答数据采用二进制脉冲位置调制方式，脉冲出现在前半段时代表“,1”,，出现在后半段时代表“,0”,。,模式,S,应答的第一个导前脉冲与后续的三个导前脉冲的间隔分别为,1,、,3.5,和,4.5s,。,模式,S,应答中任意两个脉冲的幅度变化不能超过,2dB,。,S,模式原理介绍,模式,S,应答脉冲参数,S,模式原理介绍,数据块,询问和回答数据块各有相对应的,25,种上行（,UP,）和下行（,DF,）格式。目前国际民航组织规定了其中的,8,种。,格式,0,和,16,用于空对空监视属于空中碰撞回避系统（,air collision avoidance system,）,ACAS,。,格式,11,是模式,S,全呼。,格式,4,和,5,用于监视。,格式,20,和,21,用于监视和地,-,空通信。,格式,24,是扩展长度信息（,extended length message,）,ELM,通信。,上行格式,下行格式,位数,作 用,UF,=0,DF,=0,56,短,空,-,空监视（,ACAS,）,UF=4,DF,=4,56,监视，高度请求（,UF,）,/,高度回答（,DF,）,UF,=5,DF,=5,56,监视，识别请求（,UF,）,/,识别回答（,DF,）,UF,=11,DF,=11,56,仅模式,S,全呼,UF,=16,DF,=16,112,长,空,-,空监视（,ACAS,）,UF,=20,DF,=20,112,comm-A,高度请求（,UF,）,/comm-B,高度回答（,DF,）,UF,=21,DF,=21,112,comm-A,识别请求（,UF,）,/comm-B,识别回答（,DF,）,UF,=24,DF,=21,112,Comm.-C,，,LEM,（,UF,）,/Comm.-D,，,LEM,（,DF,）,S,模式原理介绍,模式,S,上行询问格式,模式,S,上行询问格式见下表，共有,25,种上行询问格式,S,模式原理介绍,S,模式原理介绍,模式,S,下行应答格式,模式,S,下行应答格式见下表，共有,25,种下行应答格式。,S,模式原理介绍,S,模式原理介绍,模式,S,监视,地面站已经建立了管制空域的模式,S,询问的文件，即已经知道飞机的地址码和近似的位置。,在确定询问的前几个扇区调出文件，按飞机的距离，和对每架飞机的数据链的通行要求，编制询问程序。,在一次扫描中询问一个或多个模式,S,应答机。,每次询问成功，用新的信息去更新原有的询问文件。,询问不成功，,在飞机驻留询问天线波束期间，询问机可以自行进行第二次询问。,S,模式原理介绍,询问方式,询问时间被分成了两段：全呼（,AC,）和选呼（,RC,），这两种询问方式是交替进行的。,全呼询问可以采用模式,A/C/S,全呼（交互模式询问的长,P4,）和模式,S,全呼（上行格式,UF,=11,）两种方法。,在全呼周期内，雷达将询问所有的飞机以识别它们，同时获取它们的,S,模式地址码。一旦取得各飞机的地址码，雷达将对相应的飞机进行选择询问，而在选呼状态下的飞机将不应答全呼询问。,为使多路雷达捕获同一飞机，每台雷达将被赋予一个,II,编码,(Interrogator Identifier Code),。此编码将置于全呼询问中，每套雷达用此编码来锁定某架飞机，但只有,15II,编码以供同时使用。,S,模式原理介绍,选择性询问,A,类型模式,B,类型模式,S,模式原理介绍,S,模式的全呼叫、滚动呼叫与选择呼叫：,S,模式原理介绍,模式,A/C/S,全呼（交互模式询问的长,P4,）,模式,A/C/S,全呼询问,回答：接收包含飞机地址的全呼回答（,DF,=11,）,询问：监视询问,UF,=4,或,5,或,20,或,21,的上行格式询问。,回答：启动应答机的非选择锁定定时器，锁定状态保持,18,秒一个周期。由询问刷新。,S,模式原理介绍,非选择性（,non-selective,）协议的适用条件,地面询问机没有与其它模式,S,地面询问机有重叠的覆盖。,通过通讯网络，保证只有一个询问机在一段时间内与空中飞机的通讯。,S,模式原理介绍,非选择性（,non-selective,）协议,应答机一旦锁定，就不再响应地面站对它的全呼询问。,可以减少地空,之间的同步窜扰,多站覆盖环境，非选择性锁定防碍尚未捕获该目标的地面站对它的全呼捕获。,S,模式原理介绍,模式,S,全呼询问（,UF=11,）,询问,UF,=,11,。,II,（,interrogator identifier,）字段报告地面站的站址。,如果应答机不处于指定站址锁定状态，回答,DF,=,11,，,报告飞机地址码和数据链能力。同时锁定站址，拒绝其全呼询问。,应答机有,15,个站址锁定定时器，编号从,1,到,15,，可以同时对多个地面站进行站址锁定。,DF=11,的,AP,字段是站址和飞机地址的编码，提供站址的询问机可以接收该回答。,一旦建立锁定关系，拒绝任何全呼询问。,S,模式原理介绍,随机捕获：,模式,S,的锁定能使目标捕获的同步串扰最少，但不能完全消除。,用增加所要捕获目标的时间来分解空中串扰目标,。,在模式,S,全呼询问（,UF,=11,）的,PR,（回答概率）字段置小于,1,的回答概率。,回答概率可以根据窜扰情况自动调整。,S,模式原理介绍,覆盖管理,重叠区模式,S,飞机如何管理？,如何将模式,S,的地址转移到邻近的地面站？,S,模式原理介绍,对于一个孤立的地面站的覆盖管理,监视管理简单。,询问机提供监视和数据链服务。,询问机锁定模式,S,飞机使之拒绝全呼回答。,S,模式原理介绍,多站情况下的覆盖管理,使用网络管理功能。,网络管理是基于预先存储在每个站的地图，它规定了每个空域询问机应当履行的职责，管理本地站的全部活动：,1.,目标保持航迹,2.,管制移交,S,模式原理介绍,重叠覆盖,为了保证对模式,S,飞机监视和数据链服务的连续性，飞机应当保持同时处于至,少两个站的模式,S,询问之下,，一旦一个地面站,/,飞机的链路失去联系以便由另一个,提供即时的支持。,处于两个（或多个）地面站模式,S,询问时,应由对该飞机负有管制责任的空中交通管理机构指定一个主导站，完成全呼锁定；数据链读出；扩展长度信息（,ELM,）处理等。,S,模式原理介绍,监视协同功能：,目的在于成立一个雷达群（集群），允许共享飞行器的信息。,集群内的雷达可使用同一,II,编码。,S,模式原理介绍,监视协同功能：,所有雷达都通过网络互联,并直接交换数据。,每台雷达都知道相邻区的,覆盖范围。,当一架飞行器进入雷达的,覆盖区内，这台雷达通知,相邻雷达。,S,模式原理介绍,移交：,入网的地面站之间通过公用的地,-,地数据通信网传,送通过监视边界的飞机的数据，实现管制移交。,S,模式原理介绍,EHS,：增强型监视,S,模式应答机具有,256,个称作,BDS,（,Comm B Data Selector,传输数据选择器）的寄存器。每个寄存器都有,56,位长度，且询问机对此随时可读。这些寄存器存有飞机的各项信息：飞行速度，朝向，滚动角，轨迹角，天气信息，识别码及,ACAS,（,Airborne Collision Avoidance System,防撞系统）信息等。,这主要是为了增加常规目标报告的信息量，且部分,BDS,信息属监视处理的一部分，故这些,BDS,称为增强的监视信息。,S,模式原理介绍,EHS,：增强型监视,优点：,空中姿态更清楚。,降低了,ATC,的工作量。,安全性增强。,基于安全的原因，每台雷达对所有目标都进行常规增强监视以获取相应的,BDS,信息，同时值得注意的是这些,BDS,信息也用于加强雷达本身的录取处理能力。,此增强的监视功能可应用于,GICB(Ground Initiated Comm B),，故把其当成一地空数据链。,S,模式原理介绍,数据链,S,模式的数据链又可定义成两个级别：,第一级别包含一台询问机与一台应答机间的通信它能提供兼容数据链路层的服务，其速率可达,1280BITS,，另还可提供三项额外的服务：,上传广播服务，它使询问机对所用波瓣内的飞机发送,84BIT,长信息。,下传广播服务，它使飞机对范围内的所有雷达发送,56BIT,长信息。,GICB,服务，它使一台询问机录取一项,BDS,信息。,S,模式原理介绍,数据链,在第一级别之上，,ICAO,定义了第二级别以提供一更完整和更能共同使用的服务，此第二级别为：,提供,ISO 8208,服务，遵循,ATN,规范。（被称为转换虚拟电路,SVC,服务）,提供,S,模式的特殊服务，如,S,模式的数据传输和,S,模式功能应用的优化。,允许用户透明管理多台询问机。（在单一询问机覆盖范围内的飞行时间是比较短的）,谢谢！,