长沙ERA多点定位系统信号光缆中断处理经验分析

长沙ERA多点定位系统信号光缆中断处理经验分析

李凌

民航湖南空管分局  长沙  410137

摘要:多点定位技术(MLAT)是国外提出的一种可应用于区域航路、终端进近、机场附近及场面的新型监视技术,其特点是信号稳定、扫描更新率快、精度高，地面站点的建设成本低，便于维护，且不依赖于机载设备定位的独立协同式监视系统。多点定位系统既可单独用作航路监视，也可为场监雷达补盲，并同时与其配对，为航空器提供二次标牌，使管制员获取更多的航空器信息[1]。长沙黄花机场ERA多点定位系统用作机场场面监视，与SCANTER5502型场监雷达配合使用，为塔台管制员提供了更加稳定精准的场面交通管制。

关键词：多点定位技术MLAT 场面监视 ERA 光缆中断 光时域分析仪 链路测试仪

前言

多点定位系统是一个典型的分布式系统，利用现有机载应答机发射的1090MHz应答信号就可以实现对飞机的定位。同时对已有的监视设备和机载设备无需改造，也无需在航空器上安装任何额外设备。多点定位系统接收机可以接收航空器发射的多种应答信号，包括A/C模式二次雷达信号，S模式二次雷达信号和ADS-B信号。利用应答信号到达接收机的时间差(TDOA定位技术，Time Difference of Arrival)来实现精准定位，并且根据应答码中的地址码对目标进行识别。在同一时刻内，至少三个地面站接收到同一目标的应答信号，对该目标进行解码，并将数据送至中央处理服务器，根据各个接收机的数据计算出目标的具体位置[2]。

长沙ERA多点定位系统属于集中授时的分布式系统，主要由中央处理站、地面站、NTP时钟服务器以及控制监控系统组成，同时系统冗余了中央处理站和地面站。随着长沙二跑道的正式运行，航班流量的急剧增长，多点定位系统在场面交通管制中起着最为关键和重要的作用，因此对其信号的稳定性要求极高。本文主要介绍长沙机场现有多点定位系统的站点配置、传输路由配置，在信号光缆被挖断时如何保障信号稳定传输的应急处置经验。

1 长沙机场多点定位系统分布图

1.1多点定位系统地面站分布图

长沙ERA多点定位系统地面站总共有GS00-GS17共18个地面站，其中GS06、GS10、GS11、GS15为收发站，其余地面为单接收站，另外RMTR0和RMTR1为参考站，其中GS17为新加地面站。其站具体分布如下图1所示:

图1 多点定位系统地面站分布

1.2 多点定位系统地面站设备信号光缆分配图

ERA多点定位系统地面站设备配有光纤传输接口板，直接采用光纤传输方式，所有地面站信号传输均采用冗余配置，具体光缆分配如图2所示：

图2 多点定位系统信号光缆分配

2 光缆中断故障现象

2019年11月4日，值班人员反映，UTC时间21：53分，多点定位系统监控终端出现RX07、RX09地面接收端出现LAN2告警，技术人员查看告警记录，RX07、RX09接收端分别对应GS07、GS09站，初步分析为连接两个站点的光缆出现故障，导致监控信号中断。具体故障现象和告警信息如图3、图4所示：

图3 多点监控告警界面

图4 多点监控告警信息栏

      通过上述故障现象并结合多点定位系统地面站分布图可以迅速定位GS07、GS09地面的位置，根据光缆分配图排查可能导致GS07、GS09通信中断的光缆传输路由为G102号光缆，因此熟练掌握光纤网络拓扑图是排查此类故障的关键。

3 故障原因排查

此次多点信号传输光缆中断后，根据故障现象和告警信息进行排查，确定故障的具体原因：

（1）多点设备用户主要是长沙本场塔台管制室。由于多点设备另有环路保障，连接两个站点的另一路光缆正常，没有影响系统整体运行，对管制指挥没有造成影响；

（2）经过初步分析，长沙空管装备室组织技术人员，进入控制区，检查GS07、GS09两个地面站设备的工作状态，确认正常；

（3）前往塔台CPS中心处理站点，检查光纤接入模块，发现GS07、GS09、GS11的接入模块（LINE B编号为102）均有告警出现，另一环路光缆（LINE A编号为101）均正常；

（4）利用光时域分析仪检测，判断距离塔台2.159KM处，编号为G102的光缆中，有部分纤芯中断，导致部分站点告警。

4 故障处理过程

经过排查确认具体故障原因后，需要按照正确步骤进行故障处理：

（1）仪表故障定位，利用光时域分析仪连接光缆的一端，测出断点的距离，并利用谷歌地图进行初步定位；

（2）对初步测定的断电位置，进行实地光缆巡检，特别是建设施工区域和光缆裸露区域；

（3）利用链路测试仪进一步排查，最终把断点确认在机场围界两管井之间的管道内；

（4）挖开该管道，发现里面有明显被老鼠咬断的痕迹，直接割接会影响整体的距离精度，因此采取铺设新的同等长度的光缆进行熔接；

（5）利用光纤熔接机进行割接点熔接，并确保熔接后光缆的长度误差在1M以内，确保多点整体的距离精度；

（6）光纤熔接完成后，利用光时域分析仪检测光衰在误差范围内，经过验收、测试及用户确认信号恢复正常后，做好汇报记录工作。

5总结分析

随着空管业务的发展，新设备新业务不断增多，构建SDH环网通信成为十分重要信号传输方式，因此光缆铺设数量会不断增多，网络结构会更加复杂，通过此地光缆中断事件从人、机、环、管四个方面进行安全管理分析：

（1）人员方面——通信光缆网络是空管信号正常传输的保障，是确保空中交通安全、高效运行的基础。维护人员要对光缆管井网络要熟悉，根据现有的一些现象，初步判断故障位置；

（2）设备方面——随着空管新设备的不断增多，信号传输基本上采用的是速度快、信号质量好、抗干扰能力强的光纤传输，这就要求加强对传输设备方面的保障，对各类型传输设备知识要熟练掌握，同时光纤笔、光时域分析仪、链路分析仪、光纤熔接机等仪表的使用方法要掌握；

（3）环境方面——近年来，随着长沙黄花机场东扩工程的持续进行，工程建设施工越来越多，经常有挖断光缆的情况发生，存在很大的安全隐患了，因此要加强管网巡线，密切关注周围的施工情况，及时发现和处理可能威胁光缆业务的隐患；

（4）管理方面——制作标准的光缆维护手册，加强光缆传输业务知识和仪表使用培训，及时更新完善光缆管井线路资料，应急处置流程要规范化、标准化、合理化。

6 结束语

本文主要介绍长沙ERA多点定位系统的站点配置情况以及光缆分配方式，结合具体的光缆中断故障处置方法，从人机环管四个方面进行安全管理分析，对处理类似相关问题有一定的参考价值。

参考文献：

[1]刘昌宗.多点定位技术在空管应用及前景.中国民用航空第二研究所.2011.

[2]方琦.多点定位场监监视雷达信号处理方法研究.电子测试,2020年09期.

作者简介：李凌,男,1988年9月5日出生，湖南华容人，民航湖南空管分局，主任工程师。