1 研究目的

场面监视雷达（SMR）是机场区域合理规划地面交通管制的一个有效工具，实现机场区域监视和合理规划地面交通的功能，是实现机场低能见度运行的基本条件，在国内外大型机场的运行中得到了广泛的应用。在“先进的场面引导和控制系统”（Advanced-Surface Movement Guidance and Control SystemA-SMGCS)中，场面监视雷达的监视功能为其最为核心的功能，也是实现其他功能的前提。

XH-SMR2000 型场面监视雷达系统工作在 X 波段，采取单基地雷达体制，使用高增益 天线，通过方位 360º 机械扫描完成对监视区域的覆盖。发射波形采用线性调频信号的方 式，实现对目标的距离高分辨测量；采用连续波束扫描的方式完成对目标的角度测量；采 用自适应杂波图检测方式完成对地（海）杂波的抑制和目标的检测。为了提高系统可靠性，场面监视雷达能够工作在两个频点上，主备通道互为热备份，提高系统的可靠性。场面监视雷达的主要组成为雷达天线、天线基座、雷达收发机、雷达数据处理系统、服务显示工作站、网络交换系统等。同时，还需要配备相关的软件，用以完成雷达信号的处理功能。

本系统采用收发双通道方案，两个通道同时工作在不同的频点上。两套信号处理分机通过互连总线连接，由 CMS 下达主备控制命令，确定主通道和备通道。系统工作时，各分机的控制命令通过 CMS 终端下发。信号处理分机中的直接数字式频率合成器（DDS）生成中频（IF）激励信号，中频（IF）信号通过收发信道分机的上变频模块和功放模块，上变频至射频(RF)信号，并功率放大后，信号通过波导送至高增益赋形天线并辐射至外部空间中去。射频（RF）信号经过目标反射后被天线接收，回波信号经过波导进入接收机，通过低噪放大、混频/放大变频至中频信号后，经 A/D 转换和数字 I/Q转换，然后转入数字信号处理器子系统中。在信号处理系统中，回波信号经过预处理之后，进行匹配滤波，脉冲压缩，然后进行 MTD 和自适应杂波图处理，在进行杂波抑制和恒虚警处理后，目标距离、方位等信息发送至后端录取器中继续处理形成杂波图及目标显示，并通过网络交换机对外同时输出原始视频数据和标准 CAT010 数据（UDP 协议）的航迹数据信息。

2. XH-SMR2000场监雷达跑场测试方案分析

2.1 跑场覆盖测试

为便于操作执行，覆盖全面，同时覆盖常用管控路线，制定了三条跑场路线，三条跑场路线覆盖机场所有观察区域，实现系统的全面性测试。测试步骤如下：（1）车辆停止不动，采集 PC 数据，并确认目标强度大致范围； （2）车辆一直匀速行驶 30km/h，范围包括跑道、滑行道、停机坪，路线按照路线一、路线二、路线三； （3）保持状态不变，采集数据：1、原始视频截图；2、采集 PC 数据、原始Pack数据（以备分析问题）；（4）记录 cat10 上报的航迹数据，通过显控界面记录目标位置信息 cat10 航迹信息。

2.2 场内GPS标定

首先选取GPS天线位置并进行天线的GPS定标，确定天线纬度、经度及天线高度。其次根据机场场面实地情况，选择2个无遮挡、杂波底较小的点，作为GPS定标参考点。

通过以下测试步骤完成GPS定标参考点的标定：（1）角反射器定位于定点 P1\P2，记录其 GPS 坐标信息；（2）屏幕截图采集 PC 数据，并确认目标是否在测试区域中央且目标强度可见；（3）CMS 软件界面确认目标是否可见，屏幕截图，以标校系统误差；（4）采集数据：1、原始视频截图；2、采集 PC 数据、原始 Pack 数据（以备 分析问题）；3、GPS 坐标信息。场面监视雷达系统架设过程中，编码器零点位置与正北位置存在固定偏差， 通过 GPS 坐标进行标校。

2.3定点精度测试

根据《民用航空X波段场面监视雷达技术要求》（MH/T 4043-2015）中4.3.2“位置精度：被检测目标的位置精度由于7.5m（95%置信度）；方位误差：在1000m的距离上方位误差不大于0.15°”。

通过以下测试步骤完成探测精度的测试：（1）角反在定点 P1\P2，记录其 GPS 坐标信息；（2）屏幕截图采集 PC 数据，并确认目标是否在测试区域中央且目标强度可见；（3）再次确认门限，保证置信度不小于 95%，降低门限，目标置于区域中间；（4）采集数据：1、原始视频截图；2、采集 PC 数据、原始 Pack 数据（以备分析问题）；（5）通过显控界面记录目标位置信息 cat10 点迹凝聚结果、航迹结果，各统计100次；通过Matlab 程序计算测距精度、测角误差。

3. XH-SMR2000型场面监视雷达跑场测试数据处理

3.1 测试点P1

在 P1 处放置角反射器，角反射器和跑场车辆的具体位置检测结果如图1所示，记录其具体探测位置。

图1 角反射器和跑场车辆的雷达探测图

全程记录601s,有效探测结果601次，探测概率100%，对其距离、角度分别进行提取，统计其分布结果，如图2所示。

图2 P2点处探测精度（距离、角度）

对统计结果进行记录，距离分别为 R1、R2、R3、……、RN，角度分别为θ1、θ2、θ3、……、θN，其距离精度、角度精度结果及GPS记录如图3所示。

图3 P1点处，探测精度分析及 GPS 记录

3.2测试点P2

在 P2 处放置角反射器，角反射器和跑场车辆的具体位置检测结果可参考图1（因篇幅所限），记录其具体探测位置。全程记录403s,有效探测结果403次，探测概率100%，对其距离、角度分别进行提取，统计其分布结果可参考图2。

对统计结果进行记录，距离分别为 R1、R2、R3、……、RN，角度分别为θ1、θ2、θ3、……、θN

表4 P2点处，探测精度分析及 GPS 记录

3.3测试结论

根据探测精度测试数据统计，可知测试内容为测试精度的项目，技术要求为优于7.5m；P1点处测试结果为0.1351m，P2点处测试结果为0.1537m。测试内容为测试角度的项目，技术要求为不大于0.15°；P1点处测试结果为0.0174°，P2点处测试结果为0.0.0257°。探测精度测试项目结果为合格。

4. 小结

本文通过介绍XH-SMR2000型场面监视雷达在美兰机场安装调试过程中对系统指标的车辆跑场测试方案，完成机场定点测试和覆盖测试。结合角反射器、差分GPS和Matlab等工具的应用，通过对投产测试情况进行分析，并提出了解决办法，进而完成对《民用航空X波段场面监视雷达技术要求》（MH/T 4043-2015）中“4.3 性能要求”中对分辨力、检测概率、虚警概率等性能指标的测试。对场监雷达其他现场安装调试过程中的方案解决具有一定的借鉴意义。

参考文献:

[1] MH/T4043-2015 民用航空X波段场面监视雷达技术要求【S】.北京：中国民用航空局，2015.

[2] 孙璐 场监雷达在机场中的应用 电子技术与软件工程 2019年第18期：93-94

[3] 成都西科微波通讯有限公司 XH-SMR2000型机场场面监视雷达系统设备技术手册