导航课件 Lecture 9 ATCRBS

16 2013/4/17
应答信号 Reply
应 答 信 号 由 框 架 脉 冲 F 1 、 F 2 ， 1 2 个 信 息 脉 冲 和
SPI脉冲组成
框 架 脉 冲 F 1 、 F 2 ： 询 问 机 用 它 们 来 识 别 合 法 应 答 ，
其时间间隔固定为20.3μs。
X 脉 冲 ： 只 用 于 测 试 目 的 ， 如 导 弹 试 射 时 的 靶 机 。
段 长 度 ）， 全 称为特 殊 识别脉 冲 。 SPI 脉 冲 由 应 答 机 上 的 “ i d e n t i t y c o n t ro l ” 来 控 制 。 空 中 交通管制员可以要求飞行员发送鉴别信号，当飞 机 员 按 动 “ i d e n t i t y c o n t ro l ” ， S P I 脉 冲 就 被 加 在 应 答 信 号 上 持 续 大 约 20 秒 钟 （ 询 问 机 天 线 转动2到4圈），此时管制员的显示器上相应的 飞机标识就会高亮显示出来。
架飞机，随着机场的日趋密集，以及飞机数目的 日益增多，这一系统已经大大饱和。
由 于 同 步 窜 扰 和 非 同 步 窜 扰 ， 当 飞 机 数 目 增 多 ，
飞机密度变大时，该现象会进一步严重，导致虚 假信号变多，系统处理能力下降。
终 端 区 域 飞 机 数 目 的 增 多 ， 要 求 提 供 更 为 精 确
6
2013/4/17
一次监视雷达 PSR
ATC R B S 由 一 次 监 视 雷 达 和 二 次 监 视 雷 达 共 同
组成。
一 次 监 视 雷 达 采 用 旋 转 的 方 向 性 雷 达 天 线 来 发
射扫描射频信号，并接收由飞机机体反射回来的 回波，根据发射和接收信号之间的延时来获取飞 机的距离信息，根据天线发射接收信号时的朝向 来确定飞机的方位。
在 方 向 性 天 线 之 外 ， 增 加 一 个 全 向 天 线 ， P 1 、 P 3
脉冲由方向性天线发射，P2脉冲由全向天线发射， 通过控制P2脉冲信号强度，使得处于主瓣覆盖区域 内该信号的强度低于P1、P3信号，而处于旁瓣覆盖 区域内信号强度高于P1、P3信号（旁瓣信号强度低 于主瓣信号），使应答机能够判断自己是否应答。
试目的，也有一些是用于军用目的，当前民航飞机 一般只使用A模式（询问飞机代号）和C模式（询问 飞 机 高 度 ） ， 所 以 机 载 设 备 又 称 为 A/C 模 式 应 答 机 。
14
2013/4/17
P2脉冲的作用 —— 旁瓣抑制
地 面 二 次 雷 达 天 线 的 方 向 性 图 为 （ 按 一 定 速 率 旋 转 的 ） 锥
D A B S 询 问 、 应 答 信 号 S 模 式 应 答 机
2 2013/4/17
缩写与全拼
ATC R B S
– A i r Tr a f f i c C o n t r o l R a d a r
B e a c o n Sy s t e m 空 中 交 通 管 制 雷 达 信 标 系 统
形（窄波束），它集中了天线辐射的大部分能量，称之为主 瓣。由于天线能量的“泄漏”而形成的其他方向的辐射波瓣， 称之为旁瓣。
15
2013/4/17
旁瓣抑制方式
当 飞 机 离 地 面 站 较 近 时 ， 旁 瓣 信 号 就 足 够 引 发 应
答，而此时天线并没有指向该飞机所在方位。这就 会导致重影现象，即在雷达显示器上，一个飞机目 标将在多个地点同时出现。
19 2013/4/17
格雷码
Dec Gray 0 1 2 3 4 5 6 7 000 001 011 010 110 111 101 100
20
Binar y 000 001 010 011 100 101 110 111
2013/4/17
SPI脉冲
P I 脉 冲 离 F 2 脉 冲 间 隔 为 4 . 3 5 μ s （ 3 倍 的 时 间
Civil Aviation Flight University of China
中 国 民 航 飞 行 学 院
第8章 空中交通管制应答机 （ATCRBS XPDR）
ATCRBS — Air Traffic Control Radar Beacon System XPDR — Transponder
的方位信息。
因 此 必 须 向 更 先 进 的 DA B S 系 统 过 渡 。
27
2013/4/17
DABS方式（S模式方式）
DA B S 方 式 下 ， 应 答 机 采 用 S 模 式 应 答 机 ， 地
面采用S模式SSR系统（S：Selective）
机 载 的 S 模 式 应 答 机 和 A / C 模 式 应 答 机 是 兼 容
别按钮并保持一会再松开。
4、改变应答机代码时，不应随意将应答机置
为7500、7600、7700。
25
2013/4/17
同步窜扰和非同步窜扰
26
2013/4/17
离散选址信标系统 DABS（discrete address beacon system）
一 个 ATC R B S 最 多 管 制 4 0 9 6 （ = 8 × 8 × 8 × 8 ）
P S R – P r i m a r y S u r v e i l l a n c e R a d a r 一 次
监视雷达系统
S S R
– Secondar y Sur veillance Radar
二次监视雷达系统
DA B S
–
Discrete
Address
Beacon
Sy s t e m 离 散 选 址 信 标 系 统
的 （ 单 向 兼 容 ） ， S 模 式 应 答 机 可 以 以 A/C 模 式 进 行 应 答 。 通 常 ， S 模 式 SSR 也 是 和 A/C 模 式 SSR 兼 容 的 ， 即 S 模 式 SSR 可 以 发 送 和 接 收 A/C 模式的询问信号和应答信号。
DA B S 方 式 下 ， 系 统 采 用 I C A O
1
2013/4/17
本章主要内容
空 中 交 通 管 制 雷 达 信 标 系 统 （ ATC R B S ）
一 次 监 视 雷 达 系 统 二 次 监 视 雷 达 系 统 询 问 信 号 和 应 答 信 号 机 载 ATC A / C 模 式 应 答 机
离 散 选 址 信 标 系 统 （ DA B S ）
频率为1030MHz。
机 载 应 答 机 接 收 到 二 次 雷 达 的 询 问 信 号 后 ， 根 据
其模式相应进行不同的应答，应答信号频率为 1090MHz 。 应 答 信 号 被 二 次 雷 达 接 收 并 解 码 后 ， 同一次雷达的信号一同显示在雷达显示屏幕上。
9 2013/4/17
ATCRBS 天线
23 2013/4/17
ATC控制盒
24
2013/4/17
使用特点
1 、 滑 行 时 ， 应 答 机 放 “ S T BY ” 位 。 2 、 着 陆 后 ， 应 答 机 应 放 至 “ S T BY ” 位 。 3 、 ATC 要 求 时 识 别 时 “ I d e n t ” ， 应 按 下 识
28
24位地址码对
2013/4/17
飞机进行编码，从而实现一对一询问应答。
ICAO 24位地址码
所 有 的 现 代 飞 机 都 在 注 册 的 时 候 ， 被 指 定 了 一 个
唯 一 的 ICAO 24 位 地 址 或 称 为 S 模 式 16 进 制 码 ， 这 一地址也是飞机注册执照的一部分内容。通常，这 个地址是永远都不变的，除非应答机系统软件更新 了，或者应答机从一架飞机换到另一架飞机上，或 者由于维护和飞行管理系统入口调整等原因。
2013/4/17
21
机载 A/C模式应答机
机 载 设 备 组 成
A / C 模 式 应 答 机 ATC 控 制 盒 高 度 编 码 器 天 线
用 于 AT C 的 天 线 安 装 在 飞 机 的 底 部 因 为 相 同 的 天 线 也 用 于 TA C S 系 统 ， 因 此 现 代 飞 机 在 顶
询 问 信 号 由 3 个 脉 冲 组 成 ， 分 别 为 P 1 ， P 2 和 P 3 。
P1和P3脉冲间隔时间决定了询问信号的模式，也即 决定了应答信号将是怎样的，P2用于旁瓣抑制，P1、 P2的时间间隔固定为2μs。
Hale Waihona Puke 132013/4/17
Modes （模式）
询 问 模 式 有 很 多 种 ， 有 许 多 已 经 废 弃 或 仅 作 为 测
行语音通信的方式来确定特定飞机 的位置，但当飞机数目增大后，就 无 法 识 别 特 定 飞 机 ， 其 ATC 功 能 也 会 下 降 。
ATC R B S 可 以 监 控 比 普 通 雷 达 更 大 的 区 域 ， 并 在
目标旁边显示飞机编号和飞机高度信息。
4 2013/4/17
5
2013/4/17
10
2013/4/17
11
2013/4/17
询问和应答的内容
ATC R B S 中 询 问 和 应 答 的 内 容 主 要 有 以 下 三 种 ：
1、报告飞机编码：4位8进制数 2、报告飞机高度：气压高度 3、报告特殊编码：
12
2013/4/17
询问信号 Interrogation
X P D R – Tr a n s p o n d e r 应 答 机
3
2013/4/17
ATCRBS的作用
早 期 的 ATC 雷 达 系 统 只 能 通 过 雷 达 扫 描 的 方 式 ，