SELEX雷达状态监视系统的设计

【摘要】雷达本身自带的监控终端必须依赖其配套的特定硬件和软件，并且无法向外实时提供状态数据，因此雷达本身自带的监控终端只能供维护人员在本地监控其本身一套雷达，而空管系统中有着为...

【摘 要】本文在研究selex一二次合装雷达本身自带监控终端的基础上，采集分析雷达与监控终端之间的通信数据，分析雷达状态数据包的数据格式，设计并开发出一套能够向外部系统提供实时状态数据的监视系统。

【关键词】SELEX雷达，状态监视，数据采集，UDP协议

【Abstract】Based on the study of SELEX radar original factory monitoring terminal， This paper collection and analysis of data between radar and local monitoring terminal， analysis of the data format of the state monitoring signal， design and develop a set of monitoring terminal which can provide real-time status data to the external system .

【Keywords】SELEX Radar； state monitoring； data collection； the UDP protocol

1.引言

雷达本身自带的监控终端必须依赖其配套的特定硬件和软件，并且无法向外实时提供状态数据，因此雷达本身自带的监控终端只能供维护人员在本地监控其本身一套雷达，而空管系统中有着为数众多的雷达，并且分布在相距很远的不同台站，无法在同一地点对所有雷达进行集中监控。因此要实现集中监控，最关键的是要有能够向外部系统提供实时状态数据的雷达监控终端。

2.SELEX雷达的系统组成

SELEX一二次合装雷达包含了一台一次雷达和一台二次雷达。

一次雷达ATCR-33S DPC是一种S波段空中交通管制雷达，所有单元都采用模块化架构，由天线系统、射频链路（旋转铰链、收发转换开关、射频切换开关和前端接收机FER）、固态发射机、接收机组成。

二次雷达SIR-S是一种L波段空中交通管制雷达，所有单元都采用模块化架构，由天线系统、射频链路（旋转铰链、CHANGE OVER）、应答处理器和通道管理、发射机、接收机、本地控制面板组成。

3.数据采集方案

要想实现对雷达的监控，首先要能够采集到雷达的状态数据。通过对雷达的结构和数据的研究分析得知：RHP（雷达头）、LCMS（本地监控系统）、RMM（雷达维护监视器）、PSR（一次雷达）、SSR（二次雷达）都通过网线连接交换机从而接入局域网。互相之间通过IP协议和UDP协议进行通信。PSR（一次雷达）和SSR（二次雷达）通过UDP数据包将自身的状态以组播的方式发给RHP（雷达头），RHP将这些状态信息经过处理后，再将PSR、SSR以及RHP自身的状态信息一起打包成一个UDP数据包以组播的形式发给LCMS（本地监控系统）。

RMM（雷达维护监视器）将自身的状态信息打包成一个UDP数据包以组播的形式发给LCMS（本地监控系统）。LCMS（本地监控系统）自身的状态由LCMS自检获得。这样LCMS（本地监控系统）就得到了RHP、PSR、SSR、RMM、以及自身的状态信息，然后将这些状态信息以图形化的形式显示出来。因此对雷达监控信号的采集可以将一台电脑用网线连接交换机，将IP地址设置在和LCMS相同的网段，在该电脑上编写程序接收组播信息，便可采集到雷达的状态数据。

4.数据格式分析

我们采用的是试探的方法进行数据格式的分析。

将一台作为备件的LCMS电脑开机并通过路由器与一台普通电脑相连，在普通电脑上编写了一个UDP数据包的发送软件，将利用抓包软件Wireshark从在用雷达网关上获取到的在雷达正常状态下的雷达状态数据包的内容拷贝下来，然后通过UDP数据包发送软件发送给LCMS电脑。此时LCMS电脑上就显示出了雷达正常时的状态了。然后再逐个字节地改变发往LCMS的状态数据包的内容，观察对LCMS上显示的雷达状态会有什么变化，并将这种变化记录下来。这样就知道了雷达的某个状态是由雷达状态数据包中的哪一个字节表达的。

5.系统的硬件设计

SELEX雷达集中监视终端的硬件包含一台电脑、一张串口卡、一根网线、一条串行数据线。

图5-1 SELEX雷达监视终端的硬件结构图

如图5-1所示，在一台安装了串口卡的电脑上运行本论文设计的SELEX雷达监视系统软件（该电脑就变成了SELEX雷达集中监视终端），将该电脑的网口通过网线连接SELEX雷达的交换机，同时将该电脑的串口通过串行数据线连接华为FA16（网络接入设备），然后通过FA16及其相关的传输网络将信号传输到空管设备集中监控服务器。

实现SELEX雷达集中监视的基本原理如下：SELEX雷达通过其本身配套的交换机将雷达状态数据通过UDP数据包以组播的形式进行广播。本文设计的SELEX雷达集中监视终端通过网线连接该交换机得到雷达的状态数据包，再经过SELEX雷达集中监视终端中的软件对状态数据解码然后以图形化的界面显示出来，同时将解码出来的状态参量以特定的格式打包，从串口传输给华为FA16设备，再经FA16之后的传输网络将数据传输给空管设备集中监控服务器。

6.系统的软件设计

6.1 程序主界面设计

程序的主界面如图6-1所示，分成三个主要的区域：分别为本机地址区、接收的数据包区、状态监视区；在本机地址区用于显示本机的IP地址，并可设置本机的端口号。接收的数据包区用于显示接收到的数据包的相关信息，例如数据包的源IP地址、源端口号、数据包的长度、接收计数，以及接收到的数据包的具体内容以十六进制的形式显示。状态监视区将雷达的状态以图形化的直观界面进行显示。

6.2 程序的整体框架

当监控终端每接收到一个数据包时将触发数据接口层UDPSocket控件的DataArrival事件，从而调用软件主窗体的DataArrival（）方法。在主窗体的DataArrival（）方法中实现对到达的数据的处理：将接收到的数据包的源IP地址、源端口号，数据包的长度，接收计数，数据包的内容等显示在窗体的相应文本框中，然后调用解码函数ParseOnePack（）；对接收到的数据包进行解码，并将解码所得的状态参数存储到数组statusValue[]中去。界面显示线程threadDisplay每隔一秒钟都会根据数组statusValue[]中保存的当前雷达状态信息刷新显示界面的内容。

图6-1 SELEX雷达监视终端程序主界面

向集中监控服务器转发数据的模块设计思路为：创建一个定时器timer_SendToService，设置为每隔1秒触发一次，每次触发则调用数据包转发方法 timer_SendToService_Tick（），从而实现每秒钟向集中监控通信服务器转发一个雷达状态数据包的功能。

在代码中应用到了一个设备数据打包类PackRadarData，该类的作用是将准备转发的雷达的状态数据按照集中监控系统的通信协议进行打包。

7.结语

本文应用C#语言和.NET平台进行编程，设计并开发出一套能够向空管设备集中监控系统提供实时状态数据的SELEX雷达状态监视系统，使得设备管理和维护人员能够在连接办公网的普通电脑上也能方便地查看设备运行状况，并对雷达设备实施集中监控。本系统增强了对空管雷达设备的运行保障，因此对民航安全有着重要的意义。

参考文献：

[1]SELEX.AIR TRAFFIC MANAGEMENT（ATM） Secondary Radar SIR-S SSR Theory.

[2]SELEX.Control and Monitoring System USER's MANUAL.

[3]SELEX.USER’S MANUAL of Technical Monitoring and Control System.

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