MH∕T 4010-2016 空中交通管制二次监视雷达系统技术规范(民用航空).pdf
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1、 ICS 49.090 M 53 MH 中 华 人 民 共 和 国 民 用 航 空 行 业 标 准 MH/T 40102016 代替 MH/T 40102006空中交通管制二次监视雷达系统技术规范Technical standards for ATC secondary surveillance radar 2016 - 10 - 09 发布 2017 - 01 - 01 实施中国民用航空局 发 布 MH/T 40102016 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和缩略语 . 1 3.1 术语和定义 . 1 3.2 缩略语 . 4 4 技术要
2、求 . 5 4.1 组成 . 5 4.2 分类 . 5 4.3 一般要求 . 5 4.4 性能要求 . 6 4.5 询问应答模式 . 7 4.6 天线系统 . 16 4.7 询问器 . 18 4.8 点迹录取器 . 20 4.9 航迹处理器 . 21 4.10 监控维护系统 . 21 4.11 雷达数据输出 . 22 4.12 测试应答机 . 23 附录 A(规范性附录) 模式 C 编码. 25 附录 B(资料性附录) 天线垂直及水平方向性示意图. 51 MH/T 40102016 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准代替MH/T 40102006空中交通管
3、制二次监视雷达设备技术规范,与MH/T 40102006相比主要技术变化如下: 修改了标准名称,将“设备”修改为“系统”; 删除了三脉冲询问体制的定义(2006年版3.1.16); 增加了严重故障的定义(见3.1.21); 修改了系统的分类方式(见4.2,2006年版4.2); 增加了二次监视雷达系统电源要求(见4.3.5); 增加了S模式最大作用距离要求(见4.4.1); 修改了二次监视雷达系统目标处理能力要求(见4.4.6,2006年版4.4.6); 增加了接收机抗干扰能力要求(见4.4.9d); 修改了应急码作用定义(见4.5.5.3,2006年版4.5.5.3); 增加了S模式询问要求
4、(见4.5.7.2、4.5.7.3); 增加了S模式机载设备特性要求(见4.5.10); 修改了S模式询问和应答信息字段的含义(见4.5.11,2006年版4.5.10); 修改了天线方位脉冲编码信息(见4.6.4,2006年版4.6.4); 增加了天线安全保护装置要求(见4.6.6.6); 将“监控器”和“维护显示器”章节合并为“监控维护系统” (见4.10,2006年版4.10、4.11) ; 修改了数据格式要求(见4.11.1,2006年版4.12.1); 增加了S模式联网服务接口要求(见4.11.2); 修改了数据传输协议和速率要求(见4.11.3,2006年版4.12.2); 删除了
5、数据接口要求(2006年版4.12.6); 修改了时钟接口要求(见4.11.7,2006年版4.12.7); 增加了水平方向图(见附录B)。 本标准由中国民用航空局空管行业管理办公室提出并负责解释。 本标准由中国民航科学技术研究院归口。 本标准起草单位:中国民用航空局空管行业管理办公室、中国民用航空局第二研究所。 本标准主要起草人:郭静、张卫星、叶家全、范小敏、潘捷、杜辉、张勇。 本标准于2000年7月首次发布,2006年4月第一次修订。 MH/T 40102016 1 空中交通管制二次监视雷达系统技术规范 1 范围 本标准规定了用于民用航空空中交通管制二次监视雷达系统的通用技术要求。 本标准
6、适用于民用航空使用的、具备A/C模式和S模式能力的常规或单脉冲体制二次监视雷达系统的设计、研制、建设和使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 MH/T 4008 空管雷达及管制中心设施间协调移交数据规范 ICAO 国际民用航空公约附件 10航空电信第四卷 Eurocontrol ASTERIX Category01 欧控标准文件雷达数据交换传输 第2a部分 目标报告(Eurocontrol Standard Document For Radar
7、 Data Exchange Part 2a Transmission of Monoradar Data Target Reports) Eurocontrol ASTERIX Category02 欧控标准文件雷达数据交换传输 第2a部分 服务信息(Eurocontrol Standard Document For Radar Data Exchange Part 2a Transmission of Monoradar Data Service Messages) Eurocontrol ASTERIX Category017 S模式监视协调功能消息传输(Poems Document F
8、or Asterix Category 017 Transmission of Mode S Surveillance Coordination Function Messages) Eurocontrol ASTERIX Category018 S模式数据链功能信息传输(Poems Document For Asterix Category 018 (Part 6) Transmission of Mode S Datalink Function Messages) Eurocontrol ASTERIX Category034 欧控标准文件雷达数据交换传输 第2b部分 服务信息(Poems
9、 Document for Radar Data Exchange Part 2b Transmission of Monoradar Service Messages) Eurocontrol ASTERIX Category048 欧控标准文件雷达数据交换传输 第4部分 目标报告 (Poems Document for Radar Data Exchange Part 4 Transmission of Monoradar Target Reports) 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 二次监视雷达系统 secondary survei
10、llance radar system 通过地面询问机的询问和空中机载应答机的应答给装有机载应答机的飞行器定位的雷达系统。 3.1.2 MH/T 40102016 2 询问器 interrogator 发射询问编码脉冲和接收应答编码脉冲的系统。 3.1.3 飞机地址码 aircraft address 用于地面通信、导航和监视目的,对每架飞机指定的、唯一的24位二进制编码。 3.1.4 距离分辨力 range resolution 在同一方位上,雷达区分相邻飞行器最小距离间隔的能力。 3.1.5 测距精度 range curacy 雷达测距估值的均方误差。 3.1.6 方位分辨力 azimut
11、h resolution 在同一距离上,雷达区分相邻飞行器最小方位角的能力。 3.1.7 方位精度 azimuth accuracy 雷达探测方位估值的均方误差。 3.1.8 鉴别力 discrimination 完成目标坐标测量精度雷达系统给出的最小可分辨单元。 3.1.9 异步干扰 fruit 二次监视雷达收到其他二次监视雷达询问应答所引起的干扰。 3.1.10 框架脉冲 framing pulses 回答编码组中两个间隔为20.3 s的脉冲。 3.1.11 交织应答 interleave reply 应答脉冲组相互重叠,但脉冲位置不相互占用的应答。参见图1。 图1 交织码示意图 MH/T
12、 40102016 3 3.1.12 同步串扰 garble 应答脉冲组相互重叠,且脉冲位置相互占用的应答。参见图2。 图2 同步串扰示意图 3.1.13 假框架目标 phantom 由于错误判断框架脉冲所形成的目标。参见图3和图4。 图3 C2-SPI 引起假框架目标 图4 应答接近引起假框架目标 3.1.14 反射假目标 ghost 由障碍物反射引起的假目标。 3.1.15 零值深度 null depth 单脉冲雷达天线水平波束的差()波束的峰值功率与差()波束(中心的)最小功率之比。 3.1.16 切线灵敏度 tangent sensitivity 通过在示波器上观察接收机的视频输出,
13、使用一个脉冲信号将观察到的噪声振幅升高, 升高的高度和这个脉冲的自身高度相同时的输入信号强度。参见图5。 图5 切线灵敏度视频波形示意图 3.1.17 脉冲参数定义 3.1.17.1 MH/T 40102016 4 脉冲幅度 pulse amplitude A 脉冲包络峰值电压幅度。参见图6。 图6 脉冲波形参数 3.1.17.2 脉冲宽度 pulse duration 脉冲包络上升和下降半幅度点(0.5A)之间的时间间隔。参见图6。 3.1.17.3 脉冲上升时间 pulse rise time 脉冲包络上升从0.1A 到0.9A之间的时间。参见图6。 3.1.17.4 脉冲下降时间 pul
14、se decay time 脉冲包络下降从0.9A到0.1A之间的时间。参见图6。 3.1.17.5 脉冲间隔 pulse interval 第一个脉冲上升沿半幅度(0.5A)点和第二个脉冲上升沿半幅度点之间的时间间隔。参见图6。 3.1.18 常规二次监视雷达 conventional secondary surveillance radar 采用普通脉冲雷达定位技术对装有应答机的飞行器进行空间坐标测量的二次监视雷达。 3.1.19 单脉冲二次监视雷达 mono-pulse secondary surveillance radar 采用单脉冲雷达测角技术对装有应答机的飞行器进行空间坐标测量的
15、二次监视雷达。 3.1.20 严重故障 critical failures 使产品不能完成规定任务的或可能导致人或物重大损失的故障或故障组合。 3.2 缩略语 MH/T 40102016 5 下列缩略语适用于本文件。 IISLS 改善型询问旁瓣抑制(improvement interrogation side lobe suppression) ISLS 询问旁瓣抑制(interrogation side lobe suppression) LRU 在线可替换单元(line replaceable unit) MSSR 单脉冲二次监视雷达(mono-pulse secondary survei
16、llance radar) MTBCF 严重故障平均间隔时间(mean time between critical failures) MTBF 故障平均间隔时间(mean time between failures) MTTR 故障维修时间(mean time to repair) RSLS 接收机旁瓣抑制(receiver side lobe suppression ) SPI 特殊位置识别(special position identification) SSR 二次监视雷达(secondary surveillance radar) 4 技术要求 4.1 组成 二次监视雷达系统由天线、
17、转台(旋转关节、马达、码盘等)及馈线系统、询问器、点迹录取器及航迹处理器、监控维护系统和测试应答机等组成。 4.2 分类 二次雷达监视系统从目标定位技术上一般分为常规二次监视雷达系统和单脉冲二次监视雷达系统;从询问应答能力上又分为二次监视雷达系统和S模式二次监视雷达系统。 4.3 一般要求 4.3.1 二次监视雷达系统应符合 ICAO国际民用航空公约附件 10航空电信第四卷的要求。 4.3.2 二次监视雷达系统的组成(天馈系统和维护显示器除外)应采用双机配置,应能自动切换。设备应能 24 h 连续工作。 4.3.3 二次监视雷达系统组成的设备应采用全固态半导体器件,并应有相应的正常与故障监视指
18、示。 4.3.4 二次监视雷达系统单通道设备配置的条件下,系统的 MTBF 应大于 1 500 h;双通道配置的条件下,MTBCF 应大于 20 000 h。二次监视雷达系统室内设备的 MTTR 应小于 0.5 h,室外设备的 MTTR 应小于 2 h。 4.3.5 二次监视雷达系统电源应具有过流、过压保护能力。工作电源支持 220 V22 V、380 V38 V,频率 45 Hz63 Hz。 4.3.6 二次监视雷达系统对环境的要求如下: a) 室内设备应能在下列环境正常运行: 1) 工作温度: 0 40 ; 2) 相对湿度:5%90%; b) 室内设备应在下列环境中存储: 1) 存储温度:
19、10 50 ; 2) 相对湿度:5%90%; c) 室外设备要求的环境条件如下: 1) 环境温度:55 70 ; 2) 相对湿度:5%100%; MH/T 40102016 6 d) 室内、外设备应在海拔不超过 3 500 m 的地区能正常工作。 4.4 性能要求 4.4.1 最大作用距离 常规二次监视雷达的最大作用距离应不小于200 n mile;单脉冲二次监视雷达的最大作用距离应不小于250 n mile;S模式二次监视雷达的最大作用距离应不小于200 n mile,且覆盖上限应不小于 20 116.8 m(66 000 ft )。 4.4.2 最小作用距离 在所有方位上,天线垂直波束仰角
20、在 0.550时,最小作用距离应不大于0.5 n mile。 4.4.3 距离参数 距离分辨力应不大于 75 m,测距精度应不大于 29 m(不包含应答机应答延时引入的测距误差),距离鉴别力应不大于 18 m。 4.4.4 方位参数 单脉冲二次监视雷达的方位分辨力应不大于0.6(条件为A模式和C模式交替),方位精度应不大于0.05,方位角鉴别力应不大于0.022。 4.4.5 系统应答解码有效性 A模式代码有效性应大于98%;C模式代码有效性应大于97%;S模式代码有效性应大于99%。 4.4.6 目标处理能力 转速在不低于10 r/min时,目标处理能力应满足表1要求。 表1 目标处理能力
21、范围 n mile 5 10 20 40 60 80 90 130 150 200 256 飞机容量 批次 45 105 180 270 382 495 540 638 800 850 900 大扇区峰值(45) 批次 12 26 45 68 96 124 135 160 200 211 222 小扇区峰值 (3.5) 批次 3 6 11 16 23 30 32 38 48 51 54 4.4.7 航迹综合能力 转速在15 r/min时,航迹综合能力应满足下列要求: a) 天线每转一周能处理一、二次雷达配对航迹 400 批以上; b) 在 11.25扇区内能处理一、二次雷达配对航迹 64 批以
22、上。 4.4.8 抗干扰能力 系统应具备下列抗干扰能力: MH/T 40102016 7 a) 抑制询问天线旁瓣从任何方向收到的异步干扰的能力。在最恶劣的异步干扰(每秒 10 000 次)的条件下,不应丢失目标报告,每次扫描(360)产生的虚假目标报告应不超过一个; b) 抑制询问天线主瓣接收到的反射假目标的能力; c) 抑制假框架目标的能力; d) 接收机应能处理连续波(幅度-95 dBm-20 dBm)以及脉冲连续波干扰(两个重叠的脉冲序列,第一个-40 dBm,第二个-60 dBm 重叠第一个 0.7 s)。 4.5 询问应答模式 4.5.1 A/C 模式询问 4.5.1.1 A/C 模
23、式询问编码采用三脉冲体制(参见图 5)。脉冲P1 和P2的间隔应为 2.00 s0.15 s。 4.5.1.2 A/C 模式询问编码脉冲P1、P2和P3应满足下列要求: a) 冲宽度为 0.8 s0.1 s; b) 脉冲上升时间为 0.05 s0.l s; c) 脉冲下降时间为 0.05 s0.2 s。 4.5.1.3 A/C 模式询问模式见表 2。 表2 询问模式 询问模式 P1 和P3之间的脉冲间隔 功能 A 模式 8.0 s0.2 s 空中交通管制识别询问 C 模式 21.0 s0.2 s 高度询问 4.5.1.4 询问机应具有询问旁瓣抑制特性,P1和P3脉冲通过定向(和)波束辐射,P2
24、脉冲通过旁瓣抑制(控制)波束辐射。 4.5.1.5 在询问所需的范围内,P2的辐射强度应低于P1辐射强度 9 dB;在询问所需的范围之外不应小于来自询问天线旁瓣辐射P1的强度。 4.5.1.6 在定向天线所要求的波束宽度内(主瓣),P3的辐射强度应在P1辐射强度的l dB 之内。 4.5.2 联合模式询问 4.5.2.1 联合模式询问应在P3脉冲后 2.0 s 处增加P4脉冲(见图 7)。当P4脉冲宽度为 0.8 s 时,为 A/C 模式全呼叫询问;当P4脉冲宽度为 1.6 s 时,为 A/C/S 模式全呼叫询问。 4.5.2.2 当应答机接收到有效的 A/C 模式全呼叫询问时,具备 A/C
25、模式功能的应答机应产生相应模式的应答信号,具备 S 模式能力的应答机不产生应答。 4.5.2.3 当应答机接收到有效的 A/C/S 模式全呼叫询问时,A/C 模式应答机和具备 S 模式能力的应答机都应产生相应模式的应答信号。 MH/T 40102016 8 图7 联合询问模式 4.5.3 S 模式询问 4.5.3.1 S 模式询问信号采用图 8 所示的信号形式,P6脉冲的宽度为 16.25 s 或 30.25 s,分别包含56 或 112 位询问信息,P5脉冲通过控制通道发射,用于询问旁瓣抑制。 4.5.3.2 具备 S 模式能力的应答机接收到有效的 S 模式全呼叫询问时, 应产生相应 S 模
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