Радар наблюдения за аэропортом

Радар наблюдения международного аэропорта Дейтона-Бич.

Радар наблюдения за аэропортом (ASR) — это радиолокационная система, используемая в аэропортах для обнаружения и отображения присутствия и положения самолетов в зоне терминала , воздушном пространстве вокруг аэропортов. Это основная система управления воздушным движением в воздушном пространстве вокруг аэропортов. В крупных аэропортах он обычно контролирует движение в радиусе 60 миль (96 км) от аэропорта на высоте 25 000 футов. Сложные системы в крупных аэропортах состоят из двух разных радиолокационных систем: первичного и вторичного радара наблюдения. ^{[ 1 ]} Основной радар обычно состоит из большой вращающейся параболической антенны , которая сканирует вертикальный веерообразный луч микроволн вокруг воздушного пространства вокруг аэропорта. Он определяет положение и дальность полета самолета по микроволнам, отраженным обратно в антенну от поверхности самолета. Вторичный обзорный радар состоит из второй вращающейся антенны, часто устанавливаемой на основной антенне, которая опрашивает транспондеры самолета, который передает обратно радиосигнал, содержащий идентификацию самолета, барометрическую высоту и код аварийного состояния, который отображается на Экран радара рядом с сигналом основного радара. ^{[ 1 ]}

Позиции самолета отображаются на экране; в крупных аэропортах на нескольких экранах в оперативном зале аэропорта, называемом в США терминальным радиолокационным управлением подходом (TRACON), за которым следят авиадиспетчеры , которые управляют движением, общаясь с пилотами самолетов по радио. Они несут ответственность за поддержание безопасного и упорядоченного потока движения и адекватное эшелонирование воздушных судов для предотвращения столкновений в воздухе .

Главный радар

Радар был разработан во время Второй мировой войны как военная система противовоздушной обороны. Первичный обзорный радар (PSR) состоит из большой параболической тарельчатой антенны, установленной на вышке, поэтому она может беспрепятственно сканировать все воздушное пространство. Он передает импульсы микроволновых радиоволн в виде узкого вертикального веерообразного луча шириной около градуса. В США первичный радар работает на частоте 2,7–2,9 ГГц в S-диапазоне с пиковой излучаемой мощностью 25 кВт и средней мощностью 2,1 кВт. Тарелка вращается с постоянной скоростью вокруг вертикальной оси, поэтому луч сканирует все окружающее воздушное пространство примерно каждые 5 секунд. Когда микроволновый луч попадает на воздушный объект, микроволны отражаются, и часть энергии (иногда называемая «эхом») возвращается в тарелку и обнаруживается приемником радара. Поскольку микроволны движутся с постоянной скоростью, очень близкой к скорости света , замеряя короткий интервал между передаваемым импульсом и возвращающимся «эхом», радар может рассчитать расстояние от антенны до объекта. Местоположение объекта отображается в виде значок на дисплее карты, называемый «экраном радара». Экран может быть расположен в диспетчерской вышке или в крупных аэропортах на нескольких экранах в операционной комнате аэропорта, который в США называется Терминальным радиолокационным управлением подходом (TRACON). Основная функция первичного радара — определение местоположения, пеленга и дальности до самолета. Авиадиспетчеры постоянно следят за положением всех самолетов на экране радара и дают пилотам указания по радио для поддержания безопасного и упорядоченного потока воздушного движения в воздушном пространстве.

Вторичный радар

Видео с экрана радара в аэропорту Ницца Лазурный Берег в Ницце, Франция, на котором видно, как самолет готовится к посадке под руководством диспетчера подхода. Скорость увеличивается, чтобы показать движение. Каждый самолет представлен значком с хвостом, обозначающим направление движения, с текстом рядом с ним, показывающим идентификационный номер полета самолета и высоту, полученные с помощью вторичного радара.

Потребность во вторичной радиолокационной системе возникла из-за ограничений первичного радара и потребности авиадиспетчеров в дополнительной информации из-за увеличения послевоенного объема воздушного движения. Первичный радар отображает «возврат» без разбора от любого объекта в его поле зрения и не может различить самолеты, дроны, метеозонды, птиц и некоторые возвышенности местности (так называемые « наземные помехи »). Первичный радар также не может идентифицировать самолет; до того, как диспетчер обнаружил самолет вторичного радара и попросил самолет по радио повернуть на указанный курс. Еще одним ограничением является то, что основной радар не может определить высоту самолета.

Вторичный обзорный радар (SSR), также называемый системой радиолокационного маяка управления воздушным движением (ATCRBS), возник из систем идентификации «свой-чужой» (IFF), используемых военными самолетами во время Второй мировой войны. Все самолеты должны иметь автоматизированный микроволновый приемопередатчик , называемый транспондером . Вторичный радар представляет собой вращающуюся плоскую антенну, часто устанавливаемую поверх первичной антенны радара, которая передает узкий вертикальный веерообразный микроволновый луч на частоте 1030 МГц в L-диапазоне с пиковой мощностью 160 – 1500 Вт. опрашивается этим сигналом, радиомаяк самолета передает закодированный опознавательный микроволновый сигнал на частоте 1090 МГц обратно на антенну вторичной радиолокационной станции. самолета, Этот закодированный сигнал включает в себя 4-значное число, называемое «кодом транспондера», который идентифицирует самолет, а также барометрическую высоту пилота полученную от высотомера . Эта информация отображается на экране радара рядом со значком самолета и используется авиадиспетчером. Код транспондера присваивается воздушному судну авиадиспетчером перед взлетом. Контроллеры используют термин «сигнал», когда назначают код транспондера, например, «сигнал 7421».

Транспондеры могут отвечать в одном из нескольких различных «режимов», определяемых запросным импульсом радара. Существуют различные режимы: от режима 1 до 5 для военного использования, до режима A, B, C и D и режима S для гражданского использования. Только транспондеры режима C сообщают высоту. В загруженных аэропортах обычно требуется, чтобы все самолеты, входящие в их воздушное пространство, имели транспондер режима C, который может сообщать высоту, из-за их строгих требований к разносу самолетов по высоте; это называется « завесой режима C ».

Типы

Из-за решающей задачи обеспечения безопасности, экстремальных требований к времени безотказной работы и необходимости совместимости со всеми типами самолетов и систем авионики , конструкция радара наблюдения в аэропортах строго контролируется государственными учреждениями. В США Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) отвечает за разработку радара наблюдения за аэропортом. Все ASR имеют общие требования к обнаружению самолетов на расстоянии до 60 миль и высоте 25 000 футов. Обновления выпускаются «поколениями» после тщательного тестирования:

АСР-7

Это устаревшая система, которая полностью вышла из строя.

АСР-8

ASR 8 является аналоговым предшественником ASR 9. Военная номенклатура радара — AN/GPN-20. Это устаревшая радиолокационная система, которая устарела, не имеет логистической поддержки, не обеспечивает цифровых входных данных для новых систем автоматизации терминалов и не предоставляет калиброванную информацию об интенсивности осадков или какую-либо информацию о штормовом движении. ^{[ 2 ]} Это перемещаемый твердотельный всепогодный радар с двухканальным частотным разнесением, дистанционным управлением оператора и двухлучевой антенной, установленной на башне. Радар обеспечивает диспетчерам дальность азимута самолета в радиусе 60 морских миль . В АСР 8 в качестве каскада усилителя мощности передатчиков использовался клистрон с нагрузкой 79 кВ и током 40А. Две рабочие частоты имеют минимальное разделение 60 МГц.

армии/флота США Обозначение AN/GPN-20 относится к модифицированной версии ASR 8, используемой ВВС США , содержащей магнетронную трубку в качестве передатчика. Для улучшения стабильности частоты магнетрона настройка магнетрона осуществляется с помощью АЧХ.

АСР-9

Нынешнее поколение радаров — ASR-9 , разработанное Westinghouse Electric Corporation и впервые установленное в 1989 году, установка завершилась в 1995 году. Военная номенклатура радара — AN/GPN-27. В настоящее время он работает в 135 точках, и его планируется продолжать использовать как минимум до 2025 года. ASR-9 был первым радаром наблюдения за аэропортом, который обнаруживал погоду и самолеты с помощью одного и того же луча и мог отображать их на одном экране. Он оснащен цифровым процессором обнаружения движущихся целей (MTD), который использует доплеровский радар и карту помех, что дает расширенные возможности устранения наземных и погодных помех и отслеживания целей. Теоретически он способен отслеживать максимум 700 самолетов одновременно.

Передатчик на клистронной трубке работает в S-диапазоне частот от 2,5 до 2,9 ГГц в круговой поляризации с пиковой мощностью 1,3 МВт, длительностью импульса 1 мкс и частотой повторения импульсов от 325 до 1200 импульсов в секунду. Его можно переключить на вторую резервную частоту, если на основной частоте возникают помехи. Приемник имеет чувствительность для обнаружения радара в радиусе 1 метра. ² на высоте 111 км и разрешении по дальности 450 футов. Антенна покрывает высоту 40 ° от горизонта с двумя рупорами , которые создают два перекрывающихся друг от друга вертикальных лепестка на расстоянии 4 ° друг от друга; нижний луч передает исходящий импульс и используется для обнаружения удаленных целей вблизи горизонта, а верхний луч только для приема обнаруживает более близкие самолеты с большей высотой и меньшими помехами от земли. Антенна имеет коэффициент усиления 34 дБ, ширину луча 5° по углу места и 1,4° по азимуту . Он вращается со скоростью 12,5 об/мин, поэтому воздушное пространство сканируется каждые 4,8 секунды.

Электроника двухканальная и отказоустойчивая. Имеет подсистему удаленного мониторинга и обслуживания; в случае возникновения неисправности встроенный тест обнаруживает и изолирует проблему. Как и все радары наблюдения в аэропортах, он оснащен резервным дизельным генератором, позволяющим продолжать работу во время перебоев в подаче электроэнергии.

ASR-11 или цифровой радар наблюдения за аэропортом (DASR)

Цифровой радар наблюдения за аэропортом (DASR) — это полностью цифровой радар нового поколения, который разрабатывается для замены нынешних аналоговых систем. Центр ВВС США электронных систем , Федеральное управление гражданской авиации США , армия и ВМС США закупили системы DASR для модернизации существующих радиолокационных средств для Министерства обороны США (DoD) и гражданских аэродромов. Система DASR определяет положение самолетов и погодные условия в окрестностях гражданских и военных аэродромов. Гражданская номенклатура этого радара — ASR-11 . ASR -11 заменит большую часть ASR-7 и некоторые ASR-8. Военная номенклатура радара — АН/ГПН-30. Старые радары, возраст некоторых из которых достигает 20 лет, заменяются для повышения надежности, предоставления дополнительных данных о погоде, снижения затрат на техническое обслуживание, повышения производительности и предоставления цифровых данных новым цифровым системам автоматизации для представления на дисплеях управления воздушным движением. ^{[ 3 ]} ВВС Ирака получили систему DASR. ^{[ 4 ]}

ASR 910, немецкий вариант AN/TPN-24, радарная башня в Нойбранденбурге (Западная Померания/Германия)

Системы отображения

Данные ASR отображаются на консолях стандартной системы замены автоматизации терминалов (STARS) в диспетчерских вышках и комнатах радиолокационного управления подходом к терминалам (TRACON), обычно расположенных в аэропортах.

Стандартная система замены терминальной автоматизации (STARS) — это совместная программа Федерального авиационного управления (FAA) и Министерства обороны (DoD), которая заменила автоматизированные радиолокационные терминальные системы (ARTS) и другие устаревшие технологические системы с ограниченной пропускной способностью на 172 FAA и выше. до 199 терминалов радиолокационного контроля подхода Министерства обороны и связанных с ними вышек.

STARS используется диспетчерами на всех радиолокационных станциях терминалов в США для предоставления услуг управления воздушным движением (УВД) самолетам в зонах терминалов. Типичные услуги УВД в зоне терминала определяются как территория вокруг аэропортов, где обслуживаются вылетающие и прибывающие перевозки. Функции включают разделение самолетов, оповещение о погоде и контроль воздушного движения на нижнем уровне. Система разработана с учетом роста воздушного движения и внедрения новых функций автоматизации, которые повысят безопасность и эффективность Национальной воздушной системы США (NAS). ^{[ 5 ]}

Радар наблюдения за аэропортом начинает дополняться системой автоматического зависимого наблюдения ADS-B, транслирующейся в США и других частях мира. По состоянию на весну 2011 года ADS-B работает на большинстве объектов УВД в США. ADS-B — это технология на основе GPS, которая позволяет воздушному судну передавать свое местоположение, определенное по GPS, на системы отображения с частотой один раз в секунду, а не каждые 5–6 секунд для радара ближнего действия или каждые 12–13 секунд для радара ближнего действия. более медленно вращающийся радар дальнего действия. ФАУ требует, чтобы ADS-B был полностью работоспособен и доступен NAS к 2020 году. Это позволит вывести из эксплуатации старые радары, чтобы повысить безопасность и сократить расходы. По состоянию на 2011 год не существует окончательного списка радаров, которые будут выведены из эксплуатации в результате внедрения ADS-B.

См. также

Списки

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Радар наблюдения за аэропортом» . Технология . Сайт Федерального управления гражданской авиации США (FAA). 2014 . Проверено 23 апреля 2017 г.
^ «Основы радиолокации — ASR 8» . www.radartutorial.eu . Проверено 20 августа 2019 г.
^ Веб-сайт ФАУ ASR-11
^ Усовершенствованный радар улучшает воздушное наблюдение в Ираке. Пресс-служба американских вооруженных сил (30 октября 2009 г.).
^ Веб-сайт FAA STARS. Архивировано 7 июня 2011 г. на Wayback Machine.

[FAA-1] Jump up to: ^а ^б «Радар наблюдения за аэропортом» . Технология . Сайт Федерального управления гражданской авиации США (FAA). 2014 . Проверено 23 апреля 2017 г.

[2] «Основы радиолокации — ASR 8» . www.radartutorial.eu . Проверено 20 августа 2019 г.

[3] Веб-сайт ФАУ ASR-11

[4] Усовершенствованный радар улучшает воздушное наблюдение в Ираке. Пресс-служба американских вооруженных сил (30 октября 2009 г.).

[5] Веб-сайт FAA STARS. Архивировано 7 июня 2011 г. на Wayback Machine.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]