多点定位技术应用及分析

多点定位技术应用及分析
发布时间：2021-04-26T08:17:40.774Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：张萌
[导读] 随着我国航空业的不断发展,客流量与运输量在不断的加大,民航部门增加了飞行设备的数量,空中交通逐渐密集起来。

导致飞机之间、飞机与车辆之间的距离缩短,经常有跑道入侵、场面冲突等情况的发生。

因此,航班延误的问题也越来越严重,针对此种情况,需要采取有效措施对机场场面进行监视,以避免发生上述的情况,多点定位技术的有效性与及时性的优势逐渐凸显出来,所以目前被广泛的应用。

云南机场集团有限责任公司昆明长水国际机场运行指挥中心地面管制指挥室云南昆明 650000
摘要：多点定位技术是现阶段机场场面管理中应用的一种新技术,在空中交通服务中起到重要的作用,因此机场地面管制时应发挥多点定位技术的优势不仅保证管制正确,而且还具有条理。

本文结合这一话题对多点定位技术及其应用进行分析。

关键词:多点定位技术;地面管制指挥;应用分析;
随着我国航空业的不断发展,客流量与运输量在不断的加大,民航部门增加了飞行设备的数量,空中交通逐渐密集起来。

导致飞机之间、飞机与车辆之间的距离缩短,经常有跑道入侵、场面冲突等情况的发生。

因此,航班延误的问题也越来越严重,针对此种情况,需要采取有效措施对机场场面进行监视,以避免发生上述的情况,多点定位技术的有效性与及时性的优势逐渐凸显出来,所以目前被广泛的应用。

一、多点定位技术的概述与原理
(一)概述
多点定位技术(MLAT)是一种新的监视技术,传统监视基础设施就用雷达来完成的,多点定位技术具有定位精准、成本低、覆盖面积广等优势,现在已被许多国家作为未来民航监视系统的重要研究对象,目前,美国以及欧洲一些民航组织已经制定出了相关技术标准以及发展规划。

民航系统中多点定位技术可以将根据用途或者飞行器的不同阶段进行应用分类,用途上分为场面监视、广域多点定位等系统,运行阶段可以分为航路、进近场面等。

其中广域多点定位(WAM)系统近几年被大空域或终端区监视广泛的应用。

我国自主研发出的机场场面监视设备已经在技术上实现了突破,目前已具备较强的竞争力。

民航二所在多点定位技术研发方面一直位居国内的前列,并已成果研制出MPS-1型场面多点定位系统,而且已经在成都双流机场以及桂林两江国际机场进行了示范验证,取得了专家的审定。

(二)原理
多点定位技术的定位原理是基于到达时间差(Time difference of Arrival,简称TDOA)的数学双曲线、双曲面定位算法,把不同接收站收到同一应答信号的到达时间进行配对,得到应答信息到不同站点的时间差,可以转化成目标到不同接收站的距离差。

通过双曲线、双曲面的定义,一个到达时间差对应的包含一条双曲线一个双曲面,两条双曲线的交点就是二维系统中的目标位置,三个双曲面的焦点就是三维坐标系统中的目标位置。

二、多点定位技术具体应用
(一)地面车辆管理
我国的民航跑道设计与发达国家不同,容易发生外界因素所引起的侵入事件,究其原因主要是因为相关部门没有对飞行区域有效的管理,经常性的发生人员与车辆出入的情况,妨碍了跑道的运行。

有的城市机场是军民合一的形式,容易发生不协调的情况。

传统监测采用场监雷达,通过雷达发现,车辆进入跑道时,容易被遮挡,而且回波降低,场监雷达受到干扰,不能及时发现跑道上的车辆。

因此,更能突显多点定位技术的优势,利用多点定位技术能够及时发现进入跑道的车辆,在车辆内部增加应答设备增加辨识度,从而能有效的提高车辆识别率。

(二)管制人员交接班
利用多点技术的优势,能够帮助地面管制人员提高情境意识,根据飞行的实际情况,合理安排管制员的工作,让其处于正常工作负荷中。

如果出现天气恶劣的情况,交接班的时间会有所延长,导致地面管制的有效性有所降低。

利用多点定位技术,不仅可以调整管制员的交接班,还能避免出现交接不清而违反规定,保障管制员的交接管制具有科学性、合理性。

(三)告警功能
多点定位技术的优势有许多,不仅覆盖广、精度高,而且覆盖越广,精度就越高。

因此,被更多领域所青睐。

跑道入口处利用多点定位技术,能够防止管制混乱,地提升扫描频率,才能精准检测跑道外的等待点,还能检测出跑道上的航班以及车辆等,
结合实际情况及时的对违反规定进入跑道的车辆发出告警,利用多点定位的优势,还能测量航空器的立体点位,一旦飞机出现多错跑道的状态,应及时对此情况进行告警。

(四)机场场面监控
改革开放以后,我国航空业处于快速发展阶段,随着人们生活水平的不断提升,人们的出差与旅行可以随意选择交通方式来实现目的地的转换,飞机具有便利、安全性高的优势。

因此民航部门增加了飞行设备的数量,并提升了服务质量。

场面活动中碰撞事故的频率增加,加大了场面监控工作的难度,发挥场面监控的作用,能够将地面管理与场面两者协调。

通常采用场面监控雷达的方式,随着时间的推移,将多点地位技术应用在广播式自动相关监控中,可以做到实时监控,还能随时掌握场面范围的飞机与车辆的活动。

当前我国许多规模小的机场还仍然使用场监雷达进行监测,监测效果不理想,而且场面监控管理水平低。

当前,随着多点定位技术的优势被广泛的认知,许多小型机场改变传统监测方法,更青睐于多点定位技术。

随着时代的发展,科学技术水平不断提升,多点定位技术取得了良好的发展,作为当前定位精准技术较为完善的技术,能够与广播式自动相关监控技术相兼容,而且此技术具有成本低的优势,能够节省场面监控雷达一半左右的费用,由于此项技术的优势所以在各种规模的机场场面管理中应用的更加广泛。

在对场面进行监控时,设计多点定位系统的布站方案时,首先要对现场进行实地考察,一般情况下,多点定位技术分为四种类型,方形、菱形、星型以及倒三角形。

例如,我国第一大机场,北京大兴国际机场,机场活动方向条理性很强,而且非常明确,但是出现机场航站楼遮挡一半停机坪的情况,导致场监区域出现了盲区。

根据此种情况对布站方案设新型计时,多点定位技术应采用倒三角形与星型两种结合的方式,才能保障场面监控的有效性。

国外许多国家的机场在进行布站设计时,采用上述两者结合的方式,将三角形设置在具有方向性的位置,明确目标方向后,可以对其进行实时监控。

星型布站通常应用在停机坪位置,其目的是防止监控出现盲区,而且对精度也不会产生影响。

此外,可以减少布站点位,不仅可以节约成本,各个位置的监控更具灵活性。

例如,滑行道与跑道之间会有结合的位置,在此处按照倒三角形布展方案进行布置,滑行道两端留有监控点位,就形成星型布站状,因此,达到跑道与滑行道实时监控的目的。

结束语:
综上所述,多点定位技术有助于机场地面管制工作顺利进行,随着多点定位技术的日趋成熟,在广域监视以及场面监视中的应用范围也越来越广泛。

参考文献：
[1]李钢. 广域多点定位(WAM)精度分析[J]. 数字技术与应用, 2019, [J](011):232-232.
[2]姜俊斐. 多点定位(MLAT)关键技术及应用分析[J]. 科技视界, [J]2020, (09):173-175.
[3]祁育成. 民航多点定位系统的接收机分析与设计[J]. 南京理工大学, 2017.(8):73-73.。