浅析航管二次雷达飞行校验

浅析航管二次雷达飞行校验

陈 浩

中国民用航空华东地区空中交通管理局江西分局 江西南昌 330000

摘要：航管二次雷达的可靠性、有效性直接影响着民航雷达管制工作的质量，飞行校验是对其在投入使用前进行的一项重要检测工作。本文依据行业规范、结合实际情况，从航管二次雷达飞行校验方案的制定到飞行校验工作具体实施的整个过程进行分析，重点阐述了如何进行飞行校验飞行程序的设计，经济、有效的完成校飞工作。

关键词：航管二次雷达 飞行校验 飞行程序 节省校验成本

引言

雷达管制是我国民航实施空域管制的主要手段，航管二次雷达的可靠性、有效性是实施雷达管制的前提，而飞行校验是航管二次雷达在投入运行前必须进行的重要检测工作。为了适应飞行流量的快速增长，保障飞行安全、提高空域流量，按照规划需实现空域内雷达的双重覆盖甚至多重覆盖。近年来，江西境内几乎每年都在更新或新增航管二次雷达，还有因雷达更新工程而建立的临时性二次雷达，每部雷达在投产使用前均需要进行飞行校验，所以近来分局飞行校验工作较频繁，这就需要我们相关技术人员熟知飞行校验流程。我国民航部门也制定了相应的飞行校验规范，如何依据规范、结合实际、经济有效的实施飞行校验呢?本文作者曾多次参与、设计航管二次雷达的飞行校验工作，本文将从飞行校验方案的设计到实施整个过程进行分析，阐述如何既有效又尽可能的节省成本的完成校飞工作。

一、航管二次雷达校验科目

飞行校验工作实施以来，行业标准MHT4032-2011《民用航空飞行校验技术要求—雷达》中规定了航管二次雷达的校验科目有：垂直覆盖、航路航线覆盖、定位点和覆盖点覆盖、水平覆盖、旁瓣抑制、C模式高度编码测试、A模式代码测试、顶空盲区、紧急代码测试、S模式校验等十项，均为航管二次雷达必须校验科目。分为四大类就是覆盖范围、顶空盲区、编码测试、功能测试。实际校验飞行过程中的飞行程序主要有三个：航路航线覆盖、顶空盲区穿越、圆周飞行。

在规范中也对各个科目的校验方法给出了建议，包括飞行线路及高底层。但实际飞行校验过程中的飞行程序均需根据各管制区的实际情况以及校验经费来决定。

二、飞行校验方案的制定

飞行校验方案对校验工作的具体实施具有指导意义，所以制定详尽、合理的校验方案至关重要，方案里至少应明确如下内容：

校飞的科目。规范里规定的航管二次雷达必须校科目都应包含在内。

校验飞机的类型。根据实际需要要求校验飞机必须具备相应功能的应答机，如S模式应答机等。

预计校飞时间。根据校验经费或实际情况设计好整个校飞时长。

校飞工作的组织。成立飞行校验小组，明确分工。

雷达台站信息。给飞行校验机组提供准确的被校雷达台址信息。

飞行程序。根据校验经费或实际情况设计优化的校验飞行程序。

航行通告。校验时间确定后明确责任部门发布航行通告。

校飞数据记录表格。根据校验科目及流程制作数据记录表。

本文将重点讨论飞行程序的设计。

设计飞行程序主要是设计飞行线路以及何时对各个科目进行校验。在保证校验质量的前提下我们可以通过合理设计飞行校验路线，即通过最短的飞行路线飞出该被校二次雷达的覆盖情况；通过合理安排校验科目，即合理的穿插校验科目，科学的管理校验时间。以达到节省校验时间、节约校验成本的目的。

飞行校验路线设计

前文中提到，整个飞行校验过程可分为三个飞行程序：航路航线覆盖、顶空盲区穿越、圆周飞行。顶空盲区测试时校验飞机不断从被校验台站上空穿越，得到关键点数据后即可爬升高度并折返，直至完成整个校验程序；圆周飞行时按照设定的半径、高度进行大圆和小圆进行圆周飞行并记录数据。此两项根据规范即可实施，本文仅从航路航线覆盖测试来阐述如何设计校验飞行线路。

在进行航路航线覆盖时我们一般采取阶梯飞行法，即校验飞机先保持一个校验高度平飞，目标消失时记录该高度层的信号覆盖边缘位置，飞机以最大上升率爬升至下一个校验高度保持平飞，记录目标消失的位置，依次类推，直至飞出我们关注高度层的全部数据。如下图一所示。折反时采用同样的方法找到目标出现点并记录数据。所以我们需要找到关注点并使估算的航路距离最短。如果完全依照规范中建议的飞行的高度层进行校验，在经费允许、跨区域协调高度配合的前提下据此可以较好的完成校验项目。但在实际的校验中我们还需要结合实际情况选取航线并确定飞行高度层。

图一：阶梯飞行法

航线的选取

飞行校验的最终目的是检测雷达的有效覆盖范围，判断该雷达是否能帮助管制员有效的实施雷达管制。新建雷达或用于保持覆盖范围或用于补盲，所以在选取校验飞行航线时我们需要与管制部门进行沟通，选取管制员迫切需要该二次雷达能覆盖到的航线或区域。

2）航线距离和飞行高度层的确定

飞行校验是项重要工作，管制部门会最大限度的配合飞行校验工作，调配出我们校飞飞机需要的飞行路线和高度层。但管制有其固定的飞行程序，离港和进港航班的飞行高度也会有所不同。有些空域也受限于地形地貌，比如航路下有高山等。特别是起飞降落的低空区域，有其最低飞行高度限制。所以飞行高度层需要与管制部门沟通，让其给出在各个航路段允许校验飞机飞行的高度范围。

给出允许的高度层后就可以对航线距离进行设计。飞行校验均依据于二次雷达的工作原理，我们可以根据二次雷达的垂直覆盖图来进行估算其在各个高度层的探测范围。二次雷达垂直方向图如下图二所示：

图二：二次雷达垂直方向性图

从图二可以看出在4度角方向二次雷达有最远探测距离。实际中我们可以要求厂家提供该二次雷达的出厂垂直方向性图，再加上实际天线俯仰角，我们就可以估算出在每个高度探

测出雷达信号覆盖边缘所需要的航线距离。

R=H/sinθ

其中R为估算航线斜距、H为飞行高度θ为该二次雷达天线出厂垂直覆盖图G_max方向角度与天线俯仰角之和。

据此我们可以估算出在符合规范的前提下我们可以设计几个高度层，每个高度层是多少，最远航线有多远。使得在经费允许的前提下，尽可能的减少跨区域管制协调，尽可能多的飞出校验高度层，高质量的完成航路航线覆盖校验科目。通过估算值反复与管制部门进行沟通，确定一个最优方案。

2、校验科目安排

校验飞行的三个飞行程序对应5个主要的飞行校验科目，航路航线飞行时可以进行垂直覆盖校验、航路航线覆盖校验；顶空盲区穿越时可以进行顶空盲区校验；水平圆周飞行时可以进行水平覆盖校验、旁瓣抑制校验，另外五个校验科目可以灵活的进行安排。我们可以估算出在此三个阶段必须完成的科目所需的时间，将其他科目穿插其中，比如我们不需要一次性的完成所有的编码测试（1111、2222、3333、4444、5555、6666、7777、7500、7600、7700等），我们可以在飞航路覆盖的时候测试1111、2222，在圆周飞行的时候测试3333、4444等。熟知飞行校验程序后就可以游刃有余的在主要校验科目中穿插其他校验科目。

三、校飞的具体实施及小结

在校验飞行正式开始实施时，依据飞行校验方案，参与校飞工作技术人员各施其职。2名以上技术人员在设备现场负责设备操作和数据记录；协调人员在管制大厅负责协调管制指挥现场和设备现场。协调人员应熟知飞行校验方案，根据设备现场反馈的校验情况随机应变，在不影响整个校验流程的情况下对校验效果不好的科目进行多次校验。三个飞行程序也可以根据当时区域管制情况灵活安排先后顺序。

通过总结实际飞行校验工作的经验，我们可以得出航管二次雷达飞行校验工作的重点就是飞行程序的设计。通过飞行程序的设计我们可以更深刻的理解飞行校验的目的及原理；通过飞行程序的设计我们就可以熟知各个飞行阶段的时间结点及校验效果，进而把控整个校验流程。通过飞行程序的设计我们可以加强与管制部门的沟通与交流，有利于校验工作实施阶段整体协调。最终经济、有效的完成飞行校验工作。

参考文献：

《移动式空管二次雷达飞行校验方法研究》 赵博 科技创新与应用 2017年第28期 2095-2945{2017}28-0074-02；

《民用航空飞行校验技术要求—雷达》 MHT4032-2011。