航空二次雷达及航空器身份辨识系统及辨识方法

技术领域

本发明涉及航空二次雷达辨识技术领域，具体涉及一种航空二次雷达及航空器身份辨识系统以及辨识方法。

背景技术

航空/航管二次雷达(Secondary Surveillance Radar--SSR)，也叫做空管雷达信标系统(ATCRBS：Air Traffic Control Radar Beacon System)。它最初是在空战中为了使雷达分辨出敌我双方的飞机而发展的敌我识别系统，当把这个系统的基本原理和部件经过发展后用于民航的空中交通管制后，就成了二次雷达系统。

管制员从二次雷达上很容易知道飞机的编号、高度、方向等参数，使雷达由监视的工具变为空中管制的手段，二次雷达的出现是空中交通管制的最重大的技术进展，二次雷达要和一次雷达一起工作，它的主天线安装在一次雷达的上方，和一次雷达同步旋转。

二次雷达发射的脉冲是成对的，且每一对脉冲之间的时间间隔是固定的，这个间隔决定了二次雷达的模式。二次雷达系统的另一重要组成部分是飞机上装的应答机，应答机是一个在接受到相应的信号后能发出不同形式编码信号的无线电收发机，应答机在接收到地面二次雷达发出的询问信号后，进行相应回答。这些信号被地面的二次雷达天线接收，经过译码，就在一次雷达屏幕出现的显示这架飞机的亮点旁边显示出飞机的识别号码和高度，管制员就会很容易地了解飞机的位置和代号。为了使管制员在询问飞机的初期就能很快地把屏幕上的光点和所对应的飞机联系起来，机上应答机还具有识别功能，驾驶员在管制员要求时可以按下“识别”键，这时应答机发出一个特别位置识别脉冲(SPI)，这个脉冲使地面站屏幕上的亮点变宽，以区别于屏幕上的其他亮点。

在某些情况下，能够以非合作方式获得航空二次雷达系统的雷达数量、雷达所管理航空器数量及对应关系等参数，具有重要意义。并且，所述系统的变化也是重要情报。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空二次雷达及航空器身份辨识系统及辨识方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：航空二次雷达及航空器身份辨识系统，其特征在于：包括，用于接收二次雷达与航空器通信的信号接收单元；运算单元，用于提供系统所需的数据运算和生成控制指令；二次雷达指纹库，用于存储二次雷达与所管航空器之间的通信属性信息。

优选方案，所述二次雷达与所管航空器的之间的通信属性信息包括二次雷达与航空器之间完成一组询问到应答之间的时间间隔，和/或所述询问及应答信号发生的时刻。

优选方案，所述二次雷达与所管航空器的之间的通信属性信息包括二次雷达的模式属性信息，用于区别同一雷达的多种工作模式。

优选方案，所述运算单元包括辨识程序，所述辨识程序通过将二次雷达指纹库存储的通信属性信息与信号接收单元接收的实时信号进行比对，以判断信号接收单元接收的实时信号是否已存储于二次雷达指纹库中。

优选方案，所述运算单元包括更新程序，所述更新程序用于将不属于二次雷达指纹库中的通信属性信号写入库中，并将所述信号关联至相应的雷达。

优选方案，所述更新程序还包括对写入库中的通信属性信号建立档案信息，所述档案信号包括但不限于接收到所述信号的时间和/或地理坐标。

航空二次雷达及航空器身份辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、创建二次雷达指纹库原始数据；

b、将信号接收单元接收的到数据与二次雷达指纹库数据进行比对，以辨识当前数据是否已被记录在二次雷达指纹库中；

c、根据步骤b的辨识结果，确定所接收到的数据对应的雷达和/或航空器是否已被收录。

优选方案，所述辨识方法包括预警信息输出，所述预警信息输出包括步骤：当步骤b和/或步骤c的判断结果为否时，输出用于提醒该区域出现新的雷达和/或航空器的警示信息。

优选方案，所述步骤a具体包括以下步骤：

a1、信号接收单元接收来自二次雷达系统的信号，并传输至运算单元；

a2、运算单元根据数据提取信号的发送及接收时刻以及时间间隔信息；

a3、运算单元将提取的信息存储至二次雷达指纹库以形成原始数据。

优选方案，所述信号接收单元接收数据的通信方式属于非合作通信方式。

优选方案，所述辨识方法还包括指纹库数据更新方法，所述更新方法包括将不属于二次雷达指纹库中的通信属性信号写入库中，并将所述信号关联至相应的雷达。

优选方案，所述数据更新方法还包括对写入库中的通信属性信号建立档案信息，所述档案信号包括但不限于接收到所述信号的时间和/或地理坐标。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种航空二次雷达及航空器身份辨识系统以及辨识方法，通过对雷达询问应答时间的采集和比对判断，实现对雷达身份的标示。辨识系统适合通过非合作通信的方式识别二次雷达系统中的雷达种类及数量，以及各雷达的模式类别以及所管辖的航空器数量。同时通过建立二次雷达指纹库，可实现对所述雷达系统的长期监控，以进一步实现对系统中包括航空器替换/增减在内变化进行实时预警及监控，有利于在被动状态下获取完善信息。本系统及方法基于雷达及模式上导致的相对固定的询问/应答时间差实现，简单高效。

附图说明

图1为本发明一实施例的航空二次雷达及航空器身份辨识系统图示；

图2为本发明一实施例的航空二次雷达及航空器身份辨识方法流程图示。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2所示，本发明的优选实施例的航空二次雷达及航空器身份辨识系统，包括，用于接收二次雷达与航空器通信的信号接收单元。所述通信信号具体包括雷达在管理航空器时发出的询问/应答信号，以及信号中的模式信息。运算单元，用于提供系统所需的数据运算和生成控制指令；二次雷达指纹库，用于存储二次雷达与所管航空器之间的通信属性信息。所述属性信息是指二次雷达和/或航空器区别于其他雷达和/或航空器的特征参数。具体的，所述二次雷达与所管航空器的之间的通信属性信息包括二次雷达与航空器之间完成一组询问到应答之间的时间间隔，和/或所述询问及应答信号发生的时刻。即利用二次雷达及其模式中特有的询问/应答时间间隔来区别不同的雷达/模式及航空器。通过建立档案库的形式实现对系统的动态监测。

优选实施例方案，所述二次雷达与所管航空器的之间的通信属性信息包括二次雷达的模式属性信息，用于区别同一雷达的多种工作模式。通常同一二次雷达包含多种工作模式，本实施例方案旨在区别同一雷达的不同工作模式。

优选实施例方案，所述运算单元包括辨识程序，所述辨识程序通过将二次雷达指纹库存储的通信属性信息与信号接收单元接收的实时信号进行比对，以判断信号接收单元接收的实时信号是否已存储于二次雷达指纹库中。如果已经存在与指纹库中，则表示监测到的信号对应的雷达及航空器属于之前已经监测到的雷达或航空器，所述监测数据可以用于绘制该雷达及航空器的运行时间图谱，以详细了解所述雷达及航空器的工作规律。

优选实施例方案，所述运算单元包括更新程序，所述更新程序用于将不属于二次雷达指纹库中的通信属性信号写入库中，并将所述信号关联至相应的雷达。对指纹库的更新是建立新雷达及航空器指纹特征，该信息同时可以同于警示信息的方式提醒用于，该区域雷达及航空器的变化情况，同时可以提供雷达及航空器详细运行工作模式的图谱参数。

优选实施例方案，所述更新程序还包括对写入库中的通信属性信号建立档案信息，所述档案信号包括但不限于接收到所述信号的时间和/或地理坐标。

航空二次雷达及航空器身份辨识方法，包括以下步骤：

a、创建二次雷达指纹库原始数据；

b、将信号接收单元接收的到数据与二次雷达指纹库数据进行比对，以辨识当前数据是否已被记录在二次雷达指纹库中；

c、根据步骤b的辨识结果，确定所接收到的数据对应的雷达和/或航空器是否已被收录。可以通过设置检测频率定期输出比对数据，根据比对数据可以直接输出详细结果，也可以只输出警示信息(有变化的结果)，还可以通过多个结果绘制为变化曲线(图谱)进行图示化输出。

优选实施例方案，所述辨识方法包括预警信息输出，所述预警信息输出包括步骤：当步骤b和/或步骤c的判断结果为否时，输出用于提醒该区域出现新的雷达和/或航空器的警示信息。

优选实施例方案，所述步骤a具体包括以下步骤：

a1、信号接收单元接收来自二次雷达系统的信号，并传输至运算单元；

a2、运算单元根据数据提取信号的发送及接收时刻以及时间间隔信息；

a3、运算单元将提取的信息存储至二次雷达指纹库以形成原始数据。

优选实施例方案，所述信号接收单元接收数据的通信方式属于非合作通信方式。

优选实施例方案，所述辨识方法还包括指纹库数据更新方法，所述更新方法包括将不属于二次雷达指纹库中的通信属性信号写入库中，并将所述信号关联至相应的雷达。

优选实施例方案，所述数据更新方法还包括对写入库中的通信属性信号建立档案信息，所述档案信号包括但不限于接收到所述信号的时间和/或地理坐标。

本发明以上实施例的主要特点在于：1、将雷达生产过程中形成的相对固定的询问应答时间差(毫秒级)与雷达自身的随机误差(微秒级)区别开来，并将其作为雷达本身的类似指纹之于人的身份识别标识(电磁指纹)；2、通过雷达的身份识别标识以非合作通信方式获取雷达的工作状态(雷达所管理的对象数)；3、系统通过建立历史管理档案，以监控雷达及其管理对象的变化情况。可掌握监测区域内的雷达数量、分布情况、每个雷达所管理的对象(飞机)的情况以及情况的变化。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。