低空探测与监视管理技术_航空航天

1

内容提要

航天作为当今世界最具挑战性和广泛带动性的高技术领域之一，是国家综合实力和大国地位的重要体现。“航天电子技术与应用前沿”丛书基于“十二五”“十三五”国家重点研发计

阅读

2

丛书编委会

主　　编　吉　峰副主编　秦　琨　　朱新忠　　陆文斌编　　委　（按姓氏笔画排序）　　　　　于守江　　王　锦　　王茂森　　王欣怡　　王宝欣　　　　　王嘉

阅读

3

本书编委会

主　　编　秦　琨副主编　叶　舟　于守江　刘世劼编　　委　（按姓氏笔画排序）(https://www.daowen.com) 　　　　　王宝欣　王嘉颖　许

阅读

4

前　　言

低空空域航行是近5年来迅速发展起来的新兴产业。它是中国低空空域改革的一个里程碑。随着改革进程的推进，制约低空空域飞行发展的瓶颈逐渐消失，随之而来的是对低空安全的

阅读

5

第1章　绪　　论

空域，有别于地面的交通运输，是指地球表面以上可供航空器飞行的空气空间，主要由点、线、域三类基本要素构成。它是一个立体结构，除了空域的平面结构外，空域还有上下限，

阅读

7

1.1　低空空域的定义和划分

低空空域作为国家空域系统的基本构成要素，是多类型航空用户交织影响、和谐共生的主要空间。低空空域、中低空空域和高空空域是中国民航空域的三个重要组成部分。低空空域是

阅读

8

1.2　国内低空空域分类及运行标准

在中国，万米高空都是由空军具体管辖和指挥的，民航管制部门负责实施指挥和提供相关管制工作。在低空没有开放之前，任何飞行计划都须事前审批，需要征得空军和民航多家管制

阅读

9

1.3　本书的内容安排

本书共分为4章。第1章概要介绍了低空空域的定义和划分、国内低空空域分类及运行标准和本书后续各章节内容，以便读者快速了解该书的结构及各章节定位；第2章针对低空空域

阅读

10

第2章　低空空域探测

“看得见”是一切监视管理的前提和保障。在低空空域中，如何有效地进行低空空域探测是需要解决的首要问题。本章将围绕“看得见”问题，分为低空空域探测设备、低空空域探测

阅读

11

2.1　低空空域探测设备

目前，低空空域探测设备已经初步形成以低空监视雷达为代表的非合作式目标监视和以广播式自动相关监视（ADS-B）设备为代表的合作目标监视两大设备方向。雷达是基于距

阅读

12

2.1.1　低空监视雷达

2.1.1.1　低空监视雷达概述 1）雷达的工作原理雷达是一种电磁传感器，用来对反射性物体检测和定位。其工作可以归纳如下：（1）雷达通过天线辐射电磁能量，使

阅读

13

2.1.2　广播式自动相关监视设备

早期对飞机的监视，高交通密度区靠雷达监视，低交通密度区如边远区域或海洋只能靠驾驶员利用高频（high frequency，HF）无线电台通过电报或话音发送飞机位

阅读

14

2.2　低空空域探测国内外发展

阅读

15

2.2.1　低空雷达的国内外发展现状

2.2.1.1　国外发展现状 1）一次雷达面对低空突防武器所带来的威胁，常规雷达已表现得力不从心。为了有效地对付低空、超低空突防武器的突然入侵，多年来各国投入

阅读

16

2.2.2　ADS-B的国内外发展现状

2.2.2.1　国外发展现状美国是ADS-B研究和应用的先行者之一，继1991年瑞典首次成功利用驾驶舱交通信息显示器演示ADS-B功能之后，从1992年开始美

阅读

17

2.3　低空空域探测环境因素

由于受地球曲率、地物遮挡、大气环境、地物杂波和海面杂波等背景杂波以及多路径效应的影响，雷达要在较远的距离内及时发现和准确测定低空与小目标较为困难，即使能在近距离

阅读

18

2.3.1　地球曲率的影响

由于电磁波在空气中的传播是近似沿直线的传播，且地球是一个球体，距离较远的目标会因为地球表面弯曲而被遮挡，因此无法被发现。雷达直视距离示意图如图2-35所示。设

阅读

19

2.3.2　地球大气的影响

地球的表面包围着大气，大气的密度随高度而变化。从地面到达约30 km 高度之内的大气层，称为对流层。一般的雷达目标大多处于对流层，电磁波在其中传播时，就会产生折

阅读

20

2.3.3　电波多路径干涉的影响

为确定地表对电磁波传播的影响，假设一个平整、光滑、全反射的平坦地面，如图2-37所示，雷达天线位于平面表面上ha高度，天线方向假设在俯仰角上均匀；目标高度为hi

阅读

21

2.3.4　风切变现象的影响

风切变定义为大气风场在速度或方向上的剧烈变化，是一种短时小尺度强辐散气象现象。它具有全向性，但一般探测方案考虑的是风的水平切变和风的垂直切变：前者为水平风分量（

阅读

22

2.4　低空空域探测关键技术

在应用背景为低空空域环境下，低空飞行器种类多样、目标密集、机载设备参差不齐且目标灵活机动性较多，探测环境复杂。此外，系统本身也包含有较大的传感器校准、转换和延迟

阅读

23

2.4.1　高精度低空慢速小目标检测技术

低空监视雷达处理的飞行目标通常是低空或超低空的目标，这时接收的目标回波信号往往受地面、海面强杂波以及多径效应的影响，使雷达对远距离的低空目标检测难度大大提高，而

阅读

24

2.4.2　低空抗干扰技术

低空抗干扰是针对低空探测雷达系统而言的，是目前许多国家都在研究的问题。虽然世界上许多国家的防空系统对付中、高空目标的防御能力比较强，但对付低空目标的能力却相当薄

阅读

25

2.4.3　多源信息融合技术

多源信息融合可以定义为这样一个过程：把来自雷达和ADS-B等不同传感器和信息源的数据、信息加以联合、相关、组织，以获得探测目标的精确的状态和属性估计，以及对整体

阅读

26

2.4.4　ADS-B技术

广播式自动相关监视（ADS-B）是利用空-地、空-空数据通信完成交通监视和信息传递的一种航行新技术［15］，国际民用航空组织将其归纳为非独立协同式监视技术，其自

阅读

27

2.4.5　多点相关定位技术

由于欧洲各国雷达设施覆盖较为完善，且多个国家之间不能实现统一的ADS-B技术标准，因此ADS-B技术在欧洲的推广应用不够迅速。21世纪初，欧洲一体化组织强化了新

阅读

28

2.4.6　组网与站点部署技术

所谓组网，就是将编队内不同体制、不同频段和不同极化方式的传感器（包括指控系统、火控系统、武控系统、雷达系统和红外系统等）按一定的配置方法进行部署，实现对目标的联

阅读

29

第3章　低空监视管理

有效的探测设备、技术解决了“看得见”的问题，但仅“看得见”还远远不够。在发现低空飞行器后如何对低空空域进行监视、管理，形成“看得见”“管得着”的闭环管理措施，是

阅读

30

3.1　低空空域监视应用领域

低空空域监视在国家低空空域安全防卫、军民航协同监视、城市安全与应急救援、通用航空低空空域监视管理等领域都有着广泛的应用。(https://www.daowen.

阅读

《低空探测与监视管理技术》简介