空管自动化系统是整个航空部门对空指挥的核心系统，能够实现对雷达监视数据的处理，为管制员提供飞行态势状况报告，对异常情况进行预警。飞行数据的处理，能够实现雷达航迹与飞行计划相关。本文针对多监视源融合过程中丢失一次雷达信号的情况分析了系统日志，深入梳理了监视源信号的处理逻辑和融合机制。通过研究结果，深入了解了二所自动化当前版本的多监视源融合机制，为日后的多监视源融合方面的故障排查提供有力支撑。 The air traffic management automation system is the core system of the entire aviation department’s air command, capable of processing radar surveillance data, providing controllers with flight situation status reports, and issuing early warnings for abnormal situations. The processing of flight data can correlate radar tracks with flight plans. This article analyzes the system logs for the situation where a radar signal is lost during the integration of multiple surveillance sources, thoroughly combs through the logic of surveillance source signal processing and the integration mechanism. Through the research results, an in-depth understanding of the current version of the multi-surveillance source integration mechanism of the Second Institute’s automation has been gained, providing strong support for troubleshooting in the area of multi-surveillance source integration in the future.
空管自动化系统是整个航空部门对空指挥的核心系统，能够实现对雷达监视数据的处理，为管制员提供飞行态势状况报告，对异常情况进行预警。飞行数据的处理，能够实现雷达航迹与飞行计划相关。本文针对多监视源融合过程中丢失一次雷达信号的情况分析了系统日志，深入梳理了监视源信号的处理逻辑和融合机制。通过研究结果，深入了解了二所自动化当前版本的多监视源融合机制，为日后的多监视源融合方面的故障排查提供有力支撑。
空管自动化，自动化航迹，监视源融
Wenlan Zhou
Central and Southern Regional Air Traffic Management Bureau of Hubei Sub-Bureau, Civil Aviation Administration of China, Wuhan Hubei
Received: Mar. 17th, 2024; accepted: Apr. 12th, 2024; published: Apr. 22nd, 2024
The air traffic management automation system is the core system of the entire aviation department’s air command, capable of processing radar surveillance data, providing controllers with flight situation status reports, and issuing early warnings for abnormal situations. The processing of flight data can correlate radar tracks with flight plans. This article analyzes the system logs for the situation where a radar signal is lost during the integration of multiple surveillance sources, thoroughly combs through the logic of surveillance source signal processing and the integration mechanism. Through the research results, an in-depth understanding of the current version of the multi-surveillance source integration mechanism of the Second Institute’s automation has been gained, providing strong support for troubleshooting in the area of multi-surveillance source integration in the future.
Keywords:Air Traffic Management Automation, Automatic Track, Surveillance Source Fusion
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民航自动化航迹相关是航迹跟踪的重要部分，它是把获取的新航迹信息与已知航迹进行比较并正确匹配的过程。通过航迹相关，航迹信息被更新，通过一定的滤波处理产生精确的目标位置和速度的估计值，达到航迹跟踪的目的 [
近期，某分局发生一起民航二所AirNet-A V4.1.0自动化系统多监视源融合时丢失一次雷达信号的案例，事发时管制反映二所自动化系统融合航迹大部分无一次信号标识，华泰自动化系统则显示正常。需要修复此问题的原因是多雷达航迹融合的明显优势，在于解决目标探测、定位和跟踪等多个问题。达到将航管飞行信息与多雷达信息进行匹配、融合的目的 [
通过复盘分析，发现民航二所AirNet-A V4.1.0自动化系统处理一二次合装S模式询问的雷达信号时，多监视源融合机制存在缺陷，默认将带有S模式询问标志的数据包当成二次雷达数据包参与融合，从而导致丢失一次雷达信号的隐患，立即向厂家提出PCR，希望尽快修复此问题。
本文对于其他使用民航二所AirNet-A V4.1.0自动化系统的现场具有重要的借鉴意义，可供其他现场评估升级二所V4.1.0或V4.1.1版本提供参考。
某日武汉ADSB数据站开始停机维护，随后09:03，管制反映二所自动化系统融合航迹大部分无一次信号标识，显示为纯二次航迹标识符
图中可见CSN3983与CJX8951在左侧二所自动化中显示为纯二次航迹标识符
自动化航迹参加关联的一、二次雷达航迹共有的关联判据有航迹号、位置坐标、航速航向(速度分量)，涉及二次雷达航迹还有SSR码、高度(升降速度)。关联形成的系统航迹有系统航迹号、位置坐标、航速航向(速度分量)，在关联了二次雷达航迹后，还有SSR码、高度(升降速度)。各雷达源的数据质量指数或参加融合单雷达航迹当前的融合加权系数，也是航迹关联可用的参考判据 [
图1. 主备自动化系统航机标识符显示差异
鉴于此前刚刚发生过CSN8666航空器应答机双机故障，通过程序管制方式，由一次雷达信号辅助管制指挥落地的事件，分局各领导各部门高度关注这一案例。一次雷达信号在管制区尤其是进近管制区域内，作为航空器应答机双机失效后的最后安全保障，对于管制掌握紧急情况下的航空器飞行态势具有不可替代的重要作用。目前武汉本场范围使用白莲雷达提供一二次合装、S模式询问的雷达信号，纯一次雷达信号覆盖范围约150 km，基本能够覆盖本场主要管制区域。
按照事件顺序对类似事件进行梳理：
2022年上半年，某地发现二所自动化系统航迹融合功能存在S1级致命缺陷，解析S模式全呼目标时，导致融合航迹变为一次目标，失去AC码和高度。
2022年5月，二所发布AirNet-A V4.1.0版本解决上述缺陷，解决方式为S模式雷达数据默认为二次雷达数据参与融合，此机制存在处理一二次合装S模式询问的雷达信号时丢失一次信号的隐患。
2022年6月，二所AirNet-A V4.1.0版本在武汉测试平台委托测试，此时武汉的白莲一二次合装雷达输出CAT048数据时，对于I048/020目标报告类型数据项赋值有误，总是赋值为010的单二次信号类型，未能触发二所机制缺陷，未能在测试中发现。
2022年7月29日，二所自动化AirNet-A V4.1.0版本正式在武汉运行平台升级上线，此时多监视源融合处理的机制缺陷随之进入运行平台，此时白莲雷达问题未修复，依然未能触发二所机制缺陷，二所输出为一二次叠加ADSB的全融合航迹信号
2022年11月4日，白莲雷达停机升级，修复了目标报告类型赋值异常的问题，此时二所机制缺陷开始显现，此时二所自动化为备用模式运行。
2022年11月10日，切换二所自动化主用运行，由于一次信号覆盖范围小，且二所一二次ADSB全融合航迹标识符显示为
通过数据采集和日志分析，对比华泰自动化发现只有二所自动化系统才存在此类问题。随后对二所自动化雷达前置处理服务器和雷达融合处理服务器日志进行抓取分析，发现二所自动化系统在11月18日ADSB数据站停机维护前就出现了一次信号丢失的问题。
经过向前追溯，调查知二所自动化系统自11月4日16:20后，即出现了一次雷达信号丢失的问题，由于一次信号覆盖范围小，且二所一二次ADSB全融合航迹标识符显示为
同时也观察到此前应答机双机故障进港落地时，二所自动化又正确的提供了一次信号，辅助管制进行指挥。
排查方向聚焦到以下两个问题：
问题一：前后发生了什么改变，导致二所自动化丢失了一次雷达信号？
问题二：为何CSN8666应答机双机故障后，自动化可以提供一次信号？
通过邀请雷达设备室专家共同进行分析和排查，了解到11月4日，白莲雷达进行了停机升级，目的是解决其输出的CAT048数据中不带有S模式询问标记，但实际数据项确包含S模式数据的问题，该问题曾导致二所自动化处理白莲雷达数据包时抛弃了S模式数据项的部分，导致本场航班在二所自动化中丢失部分S模式下行数据，例如真空速、横滚角等(本场唯二的另一部天河S模式雷达只提供BDS40数据)。
EuroControl的CAT048中，在Data Item I048/020, Target Report Descriptor一节，对CAT048数据的目标报告的类型进行了描述，如下图2所示 [
图2. CAT048数据目标报告类型
11月4日前，白莲Nriet一二次合装雷达输出的数据包抓包如下图3所示。
图3. 11月4日前白莲雷达输出的目标报告类型
可见白莲雷达虽然带有S模式数据，但目标报告确声明自己是纯二次雷达，而二所自动化系统在进行多监视源融合时，会参考I048/020数据项，根据数据项中声明的雷达数据包的类型，将数据包分类处理参与融合，导致二所自动化将其数据参与多监视源融合时，视为纯二次信号，舍弃了S模式数据的部分，引发上述二所自动化系统丢失部分S模式数据的问题。
那么11月4日升级后，通过数据抓取已经可以观察到白莲雷达提供了正确的目标报告类型，如下图4所示。
图4. 11月4日后白莲雷达输出的目标报告类型
可见白莲雷达提供的数据类型为S模式全呼加一次雷达，符合实际情况。
前文已知，而二所自动化系统在进行多监视源融合时，会参考I048/020数据项，根据数据项中声明的雷达数据包的类型，将数据包分类处理参与融合，既然自11月4日开始，白莲雷达已经提供了正确的目标报告类型，为何二所自动化系统反而出现了异常丢失一次雷达信号的问题呢？
在与厂家工程师反馈沟通核对代码后得知：目前二所自动化处理一二次合装S模式询问的雷达信号时的逻辑存在缺陷，二所自动化在带有S模式询问数据的一次或一二次合装雷达信号参与多监视源融合计算时，会默认当成S模式二次雷达信号处理，从而导致该雷达丢失一次信号。
那么这个缺陷是什么时候出现的呢？通过查阅V4.1.0版本文档，可以发现二所自动化AirNet-A V4.1.0版本中携带有一个修改项，为了解决某地发现的二所自动化系统航迹融合功能S1级致命缺陷，在V4.1.0版本中采取了将S模式雷达数据默认为二次雷达数据参与融合的处理方式，此机制存在处理一二次合装S模式询问的雷达信号时丢失一次信号的隐患，导致武汉V4.1.0升级后出现白莲丢一次信号的问题。二所自动化AirNet-A V4.1.0版本升级文档如下图5 AirNet-A V4.1.0版本升级文档截选所示。
图5. AirNet-A V4.1.0版本升级文档截选
值得注意的是，当航空器双应答机故障失效时，航空器失去S模式应答能力，此时白莲雷达的一次信号可以正常处理。从军航航空器也可对比发现，S模式询问不稳定的军航航空器，在丢失S模式信号时航迹标识符即显示为一二次融合的
经过本文的详细梳理与深入研究，充分了解了监视源和自动化系统在日常运维及升级过程中可能遭遇的机制冲突问题。为了确保未来的维护工作更为高效，需强化现场软件版本管理，优化新版本的测试流程。在软件正式上线运行前，要求各科室同仁共同参与，严格核查外部信号接入的处理流程。
此外，本文的研究结果揭示了，在管制区，特别是进近管制区域内，一次雷达信号作为航空器应答机双机失效后的最终安全防线，对于管制员在紧急情况下掌握航空器飞行态势具有至关重要的作用。本文所探讨的事件具有高度的隐蔽性和排查难度，这进一步验证了推动多部门协同排查、培养全链条型人才的必要性和科学性。
本文的研究不仅提供了宝贵的经验，更启发进一步分析和排查监视源数据中可能导致自动化系统处理异常的各项数据。这对于确保运行安全、提升技术支持服务品质具有深远的意义。期望能通过不断的学习和实践，不断提高专业技能和综合素质，为保障航空安全做出更大的贡献。
周文澜. 民航自动化系统多监视源融合时丢失一次信号原理浅析Analysis of the Principle of Losing Primary Signal in the Integration of Multiple Surveillance Sources in Civil Aviation Automation System[J]. 无线通信, 2024, 14(02): 16-21. https://doi.org/10.12677/hjwc.2024.142003