2024年6月15日发(作者：盈芷蝶)
中小企业管理与科技
Management&TechnologyofSME
S模式雷达和ADS-B数据在空管
自动化系统中的应用
TheApplicationofSModeRadarandADS-BDatainATCAutomationSystem
郑楷文
（民航山东空管分局，
济南
250000）
ZHENGKai-wen
(CivilAviationShandongAirTrafficControlBureau,Jinan250000,China)
揖摘要铱
S模式雷达和ADS-B数据与普通A/C模式雷达相比，具备更多的数据项，可以给管制员提供更多关于飞机和机载设备的信
息。同时，这些数据在空管自动化系统中的应用，使系统在雷达数据处理、飞行计划与航迹相关、告警功能都得到了进一步优化。
论文
详细分析了S模式雷达和ADS-B数据在自动化系统中的应用，并对应用以来出现的问题进行了探讨。
揖Abstract铱
SmoderadarandADS-BdatahavemoredataitemsthanordinaryA/Cmoderadar,whichcanprovidecontrollerswithmore
ametime,theapplicationofthesedatainATCautomationsystemmakestheradar
dataprocessing,flightplanandtrackrelated,peranalyzestheapplicationofSmode
radarandADS-Bdatainautomationsystemindetail,anddiscussestheproblemssinceapplication.
揖关键词铱
S模式雷达；ADS-B数据；应用
揖Keywords铱
Smoderadar;ADS-Bdata;application
【中图分类号
】
V355【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2020）11-0162-02
1S模式雷达及ADS-B原理2自动化系统数据处理
数量逐渐增大带来的普通二次雷达异步干扰问题。
S模式雷达起源于美英，其最初出现的目的是解决飞机
2.1雷达数据处理
S模式雷
达具有全呼和选呼功能，
实现对安装有
S模式应答机的飞机
对于
S
A/C
模式的应用提高了系统相关计算的效率和准确性。相
模式雷达数据报文格式为CAT001和CAT002，S模
进行点名式询问，有效降低了异步干扰和同步串扰，
且对数
式雷达报文格式为CAT034和CAT048。除A/C模式雷达具
据精度处理能力更强，还具备地空数据通信能力。
备的二次代码、
位置、高度、速度外，
S模式雷达还可提供地址
码
（
I048/210）、航班号
（
I048/240）、磁航向、
飞行员选择高度、
ADS-B
ADS-B即广播式自动相关监视系统，将飞机数据以
真空速等新数据项。NUMEN2000自动化系统对这些数据进
B
行解析和计算，生成单雷达航迹，再根据单雷达航迹生成系
数据传输快、
最初是为了满足非雷达覆盖区域的监视需求使用的，
报文形式通过空-空、空-地数据链广播式传播。ADS-
精度高、成本低的特点。
具备
ADS-B按照收发信息的
统航迹。在生成系统航迹时，判断是否为同一目标时，
除考虑
方向分为ADS-BIN和ADS-BOUT两种类型，目前广泛应
位置距离、高度差、
二次代码、航迹号外，还增加了地址码相
用的是ADS-BOUT技术。
关因子，并令其具有最高权重，
除非距离过大，否则只要是地
山东分局目前主用NUMEN-2000自动化系统，备用华
址码相同，就会被判断为同一目标。
泰英翔自动化系统。目前两套自动化系统均具备S模式和
ADS-B
2.2ADS-B数据处理
例，分析系统对
数据处理功能。本文以
S模式和ADS-B
NUMEN-2000
数据的处理。
自动化系统为
ADS-B
ADS-B报文格式为CAT021，NUMEN2000系统将单路
合成ADS-B
数据经过解析、
航迹，系统把融合后的
计算，生成单路
ADS-B
ADS-B
航迹作为一路独
航迹，进而融
作者简介】郑楷文
（1986-），女，山东济南人，工程师，从事空管自
立监视信号源，和其他各路单雷达航迹一起，
加入多雷达融
动化研究。
合计算，生成系统航迹。ADS-B融合航迹信号标识符为
“
银”。
162
.. All Rights Reserved.
【
的指标包括速度的不确定性
ADS-B信息中通常会声明本次目标报告的质量，
NUCr（有时以速度的精确性
其衡量
NACv
替）、气压高度的完好性
代替）、位置的不确定性
NICbaro
NUCp
、监视完好性级别
（有时以完好性
SIL
NIC
以及
代
位置的精确性NACp。系统可以对每项指标设置门限值，
并定
义其是否关键，当关键指标低于门限值时，
系统会自动丢弃
该数据，但是这样可能会造成航迹断续。因此系统未对任何
指标定义为关键指标，但是对于当ADS-B数据的精度低于
门限值时，
如
NUC值低于5或者NIC低于6或者SIL低于2
时，在管制席位以航迹标识符
“
吟”表示ADS-B位置报告数
据的精度低。
2.3飞行计划与航迹相关
码，NUMEN2000
S模式雷达和
自动化系统中，
ADS-B数据中增加了航班号和
通过离线参数控制计划和监
24位地址
视数据的相关处理中24位地址码、二次代码、航班号的相关
权重。在相关计算中，
首先比较权重最高的因子，如果一致则
继续进行时间航路一致性检查，
看是否相关上，如果不一致
则直接判定为不相关。当最高权重的项无法比较时，考虑优
先级次高的项，
以此类推。由于地址码对于飞机来说是独一
无二的，使用地址码为最高优先级的相关因子，
可提高系统
相关率，减少相关错的概率。同时，24位地址码共有1677万
多个，
而二次代码只有
4096个，随着航班量的增加，
二次代
码数量不足的问题日益明显，
逐渐使用地址码代替二次代码
在相关中的作用可以解决这个问题。
2.4告警处理
数据中机组设置的目的高度
FSSA告警：NUMEN-2000
SA（
系统提取了
SELECTED
S
ALTITUDE
模式和ADS-B
），
与
管制员设置的目的高度
（
CFL）的一致性对比，来检查机组是
否正确执行了管制员的指令，
如果不一致就在管制该航班的
席位上发出告警，
即意图高度与指令高度一致性告警。
FSSA
告警与CLAM告警不同，CLAM告警是当航班的实际高度以
及运动趋势与管制员指令高度不符合时发出的告警，
考虑到
飞机反应时间、雷达高度更新周期等因素，为防止虚警，
告警
设置的延迟较大，而FSSA设置的告警周期较短，可以在
CLAM
况下，
DS
告警出现前对管制员进行提示。
航迹的地址码、
告警：飞行计划与航迹自动或人工相关以后，
航班号、二次代码均应与飞行计划保持
正常情
一致。但如果任一项出现了不一致的情况，
不论是相关时就
不一致还是后期航迹或计划变更导致的不一致，
均会在标牌
上告警字符DS提示管制员进行人工检查，
即地址码
/二次代
码/航班号不一致告警。
的TACS
TA/RA
处理建议报告，当两架航空器发生冲突导致
告警：ADS-B和S模式雷达数据可以获得航空器
TACS
技术与实践
TechnologyandPractice
告警时，在标牌上进行紧急告警提示，并显示TACS处理建
议，增强管制员情景意识。该功能不属于第一阶段数据应用
的要求，
目前尚未上线。
3存在的问题及解决办法
场面雷达目标，
淤S模式和
扩大了管制员观察范围。但有时本场起飞航
ADS-B数据的加入，
使自动化系统能观察到
班在地面上提前误开启应答机，
导致雷达观察到目标，和飞
行计划提前进行相关，激活飞行计划。之后虽然航班关闭应
答机，但激活的飞行计划会按照推算的出边界点时间自动终
止，导致飞机真正起飞的时候相关不上计划，
无法自动拍发
起飞报。这个问题厂家通过新增地面屏蔽区将地面目标屏蔽
掉，不参与相关计算解决，但有时个别航班在地面移动过程
中，高度产生波动，
系统就不屏蔽这个航班，导致上述情况依
旧发生。
两段计划均处于预激活状态，
于夏季航班大面积延误时，对于本场中转的联程航班，
且地址码、航班号相同，
系统可
以通过两段计划的二次代码进行区分。
但当地址码权重最高
时，系统将不考虑二次代码直接进行相关，经常发生后一段
计划和前一段飞行的航迹错误相关导致计划提前终止的情
况。对于雷达覆盖范围内机场中转，仅其中后一段计划和本
场有关的航班，
也经常出现其前一段航迹和后一段计划相关
上的情形。对于这类问题，厂家修改程序，增加非本场起飞航
班计划进行地址码相关时必须已经收到过起飞报的限制，
但
对于本场中转的联程航班，这个问题始终无法解决。
项数据进行融合处理时，所采用的方法是少数服从多数，
盂NEWMEN-2000自动化系统在对空速和磁航向这两
当
只有两个信号源、无法使用少数服从多数原则时，
将采信权
重更高的信号源所提供的数据，并且空速和磁航向两个数据
将使用同一监视源提供的。当系统将未报告这两项数据的S
模式雷达和ADS-B信号数据纳入备选时，将会把本来是空
的数据当作0值数据处理，必然会使0值信号占有较高的比
例以及较高的权重，进而导致系统有更高的概率采信0值数
据而不是正常的数据。联系厂家并提出修改意见：
对于未提
供这两项数据的数据源，使其不参与数据融合，且两项数据
单独进行判断取舍。程序修改后，该问题得到解决。
4结语
本文介绍了S模式雷达和ADS-B数据基本原理，详细
分析了这两类数据在空管自动化系统中的应用，
总结了
S模
式和ADS-B数据应用过程中出现的问题及解决办法。面对
新技术，自动化系统还需要不断完善和优化功能，
提升正确
处理和使用S模式雷达和ADS-B数据能力，未来S模式雷
达和ADS-B数据将成为空管主要监视手段之一。
163
.. All Rights Reserved.
2024年6月15日发(作者：盈芷蝶)
中小企业管理与科技
Management&TechnologyofSME
S模式雷达和ADS-B数据在空管
自动化系统中的应用
TheApplicationofSModeRadarandADS-BDatainATCAutomationSystem
郑楷文
（民航山东空管分局，
济南
250000）
ZHENGKai-wen
(CivilAviationShandongAirTrafficControlBureau,Jinan250000,China)
揖摘要铱
S模式雷达和ADS-B数据与普通A/C模式雷达相比，具备更多的数据项，可以给管制员提供更多关于飞机和机载设备的信
息。同时，这些数据在空管自动化系统中的应用，使系统在雷达数据处理、飞行计划与航迹相关、告警功能都得到了进一步优化。
论文
详细分析了S模式雷达和ADS-B数据在自动化系统中的应用，并对应用以来出现的问题进行了探讨。
揖Abstract铱
SmoderadarandADS-BdatahavemoredataitemsthanordinaryA/Cmoderadar,whichcanprovidecontrollerswithmore
ametime,theapplicationofthesedatainATCautomationsystemmakestheradar
dataprocessing,flightplanandtrackrelated,peranalyzestheapplicationofSmode
radarandADS-Bdatainautomationsystemindetail,anddiscussestheproblemssinceapplication.
揖关键词铱
S模式雷达；ADS-B数据；应用
揖Keywords铱
Smoderadar;ADS-Bdata;application
【中图分类号
】
V355【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2020）11-0162-02
1S模式雷达及ADS-B原理2自动化系统数据处理
数量逐渐增大带来的普通二次雷达异步干扰问题。
S模式雷达起源于美英，其最初出现的目的是解决飞机
2.1雷达数据处理
S模式雷
达具有全呼和选呼功能，
实现对安装有
S模式应答机的飞机
对于
S
A/C
模式的应用提高了系统相关计算的效率和准确性。相
模式雷达数据报文格式为CAT001和CAT002，S模
进行点名式询问，有效降低了异步干扰和同步串扰，
且对数
式雷达报文格式为CAT034和CAT048。除A/C模式雷达具
据精度处理能力更强，还具备地空数据通信能力。
备的二次代码、
位置、高度、速度外，
S模式雷达还可提供地址
码
（
I048/210）、航班号
（
I048/240）、磁航向、
飞行员选择高度、
ADS-B
ADS-B即广播式自动相关监视系统，将飞机数据以
真空速等新数据项。NUMEN2000自动化系统对这些数据进
B
行解析和计算，生成单雷达航迹，再根据单雷达航迹生成系
数据传输快、
最初是为了满足非雷达覆盖区域的监视需求使用的，
报文形式通过空-空、空-地数据链广播式传播。ADS-
精度高、成本低的特点。
具备
ADS-B按照收发信息的
统航迹。在生成系统航迹时，判断是否为同一目标时，
除考虑
方向分为ADS-BIN和ADS-BOUT两种类型，目前广泛应
位置距离、高度差、
二次代码、航迹号外，还增加了地址码相
用的是ADS-BOUT技术。
关因子，并令其具有最高权重，
除非距离过大，否则只要是地
山东分局目前主用NUMEN-2000自动化系统，备用华
址码相同，就会被判断为同一目标。
泰英翔自动化系统。目前两套自动化系统均具备S模式和
ADS-B
2.2ADS-B数据处理
例，分析系统对
数据处理功能。本文以
S模式和ADS-B
NUMEN-2000
数据的处理。
自动化系统为
ADS-B
ADS-B报文格式为CAT021，NUMEN2000系统将单路
合成ADS-B
数据经过解析、
航迹，系统把融合后的
计算，生成单路
ADS-B
ADS-B
航迹作为一路独
航迹，进而融
作者简介】郑楷文
（1986-），女，山东济南人，工程师，从事空管自
立监视信号源，和其他各路单雷达航迹一起，
加入多雷达融
动化研究。
合计算，生成系统航迹。ADS-B融合航迹信号标识符为
“
银”。
162
.. All Rights Reserved.
【
的指标包括速度的不确定性
ADS-B信息中通常会声明本次目标报告的质量，
NUCr（有时以速度的精确性
其衡量
NACv
替）、气压高度的完好性
代替）、位置的不确定性
NICbaro
NUCp
、监视完好性级别
（有时以完好性
SIL
NIC
以及
代
位置的精确性NACp。系统可以对每项指标设置门限值，
并定
义其是否关键，当关键指标低于门限值时，
系统会自动丢弃
该数据，但是这样可能会造成航迹断续。因此系统未对任何
指标定义为关键指标，但是对于当ADS-B数据的精度低于
门限值时，
如
NUC值低于5或者NIC低于6或者SIL低于2
时，在管制席位以航迹标识符
“
吟”表示ADS-B位置报告数
据的精度低。
2.3飞行计划与航迹相关
码，NUMEN2000
S模式雷达和
自动化系统中，
ADS-B数据中增加了航班号和
通过离线参数控制计划和监
24位地址
视数据的相关处理中24位地址码、二次代码、航班号的相关
权重。在相关计算中，
首先比较权重最高的因子，如果一致则
继续进行时间航路一致性检查，
看是否相关上，如果不一致
则直接判定为不相关。当最高权重的项无法比较时，考虑优
先级次高的项，
以此类推。由于地址码对于飞机来说是独一
无二的，使用地址码为最高优先级的相关因子，
可提高系统
相关率，减少相关错的概率。同时，24位地址码共有1677万
多个，
而二次代码只有
4096个，随着航班量的增加，
二次代
码数量不足的问题日益明显，
逐渐使用地址码代替二次代码
在相关中的作用可以解决这个问题。
2.4告警处理
数据中机组设置的目的高度
FSSA告警：NUMEN-2000
SA（
系统提取了
SELECTED
S
ALTITUDE
模式和ADS-B
），
与
管制员设置的目的高度
（
CFL）的一致性对比，来检查机组是
否正确执行了管制员的指令，
如果不一致就在管制该航班的
席位上发出告警，
即意图高度与指令高度一致性告警。
FSSA
告警与CLAM告警不同，CLAM告警是当航班的实际高度以
及运动趋势与管制员指令高度不符合时发出的告警，
考虑到
飞机反应时间、雷达高度更新周期等因素，为防止虚警，
告警
设置的延迟较大，而FSSA设置的告警周期较短，可以在
CLAM
况下，
DS
告警出现前对管制员进行提示。
航迹的地址码、
告警：飞行计划与航迹自动或人工相关以后，
航班号、二次代码均应与飞行计划保持
正常情
一致。但如果任一项出现了不一致的情况，
不论是相关时就
不一致还是后期航迹或计划变更导致的不一致，
均会在标牌
上告警字符DS提示管制员进行人工检查，
即地址码
/二次代
码/航班号不一致告警。
的TACS
TA/RA
处理建议报告，当两架航空器发生冲突导致
告警：ADS-B和S模式雷达数据可以获得航空器
TACS
技术与实践
TechnologyandPractice
告警时，在标牌上进行紧急告警提示，并显示TACS处理建
议，增强管制员情景意识。该功能不属于第一阶段数据应用
的要求，
目前尚未上线。
3存在的问题及解决办法
场面雷达目标，
淤S模式和
扩大了管制员观察范围。但有时本场起飞航
ADS-B数据的加入，
使自动化系统能观察到
班在地面上提前误开启应答机，
导致雷达观察到目标，和飞
行计划提前进行相关，激活飞行计划。之后虽然航班关闭应
答机，但激活的飞行计划会按照推算的出边界点时间自动终
止，导致飞机真正起飞的时候相关不上计划，
无法自动拍发
起飞报。这个问题厂家通过新增地面屏蔽区将地面目标屏蔽
掉，不参与相关计算解决，但有时个别航班在地面移动过程
中，高度产生波动，
系统就不屏蔽这个航班，导致上述情况依
旧发生。
两段计划均处于预激活状态，
于夏季航班大面积延误时，对于本场中转的联程航班，
且地址码、航班号相同，
系统可
以通过两段计划的二次代码进行区分。
但当地址码权重最高
时，系统将不考虑二次代码直接进行相关，经常发生后一段
计划和前一段飞行的航迹错误相关导致计划提前终止的情
况。对于雷达覆盖范围内机场中转，仅其中后一段计划和本
场有关的航班，
也经常出现其前一段航迹和后一段计划相关
上的情形。对于这类问题，厂家修改程序，增加非本场起飞航
班计划进行地址码相关时必须已经收到过起飞报的限制，
但
对于本场中转的联程航班，这个问题始终无法解决。
项数据进行融合处理时，所采用的方法是少数服从多数，
盂NEWMEN-2000自动化系统在对空速和磁航向这两
当
只有两个信号源、无法使用少数服从多数原则时，
将采信权
重更高的信号源所提供的数据，并且空速和磁航向两个数据
将使用同一监视源提供的。当系统将未报告这两项数据的S
模式雷达和ADS-B信号数据纳入备选时，将会把本来是空
的数据当作0值数据处理，必然会使0值信号占有较高的比
例以及较高的权重，进而导致系统有更高的概率采信0值数
据而不是正常的数据。联系厂家并提出修改意见：
对于未提
供这两项数据的数据源，使其不参与数据融合，且两项数据
单独进行判断取舍。程序修改后，该问题得到解决。
4结语
本文介绍了S模式雷达和ADS-B数据基本原理，详细
分析了这两类数据在空管自动化系统中的应用，
总结了
S模
式和ADS-B数据应用过程中出现的问题及解决办法。面对
新技术，自动化系统还需要不断完善和优化功能，
提升正确
处理和使用S模式雷达和ADS-B数据能力，未来S模式雷
达和ADS-B数据将成为空管主要监视手段之一。
163
.. All Rights Reserved.