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雷达所FOD探测系统:实时监测跑道状态 护航飞机安全起降

2019-09-10 21:47 来源:网络整理 点击:
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  2009年,国务院正式批复建设无锡国家传感网创新示范区。十年来,无锡以应用示范为牵引,赋能效应加速显现,涌现出一大批优秀企业和创新成果。中国经济信息社江苏中心持续关注无锡物联网创新企业、创新技术和应用案例进展,跟踪展示无锡物联网创新成就。2019年,无锡国家传感网创新示范区建设领导小组办公室评选发布“无锡国家传感网创新示范区建设十周年优秀成果”。其中,中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所(以下简称雷达所)开发的“民用机场FOD探测系统示范应用”,将雷达系统反应灵敏和视频系统“看得清”优势有机结合,为飞机安全起降保驾护航,入选“无锡传感网创新示范区建设十周年十佳应用案例”。

  FOD(Foreign Object Debris的简称,直译异物碎片)主要指可能损伤航空器的机场外来物质、碎屑或物体,如金属零件、碎石块、道面材料、飞行物品、冰渣等。它们不易被察觉,却严重威胁着航空飞行器的安全运行。2000年法航协和超音速飞机失事,就是因为被FOD扎破轮胎所致。

  统计显示,全球民用航空业每年因FOD 造成的直接损失超过40亿美元,中国民航每年发生5000起以上FOD损伤飞机事件,约占航空事故征候总数的三分之一。加强对FOD的探测预警势在必行。

  一段时间以来,我国受技术、资金限制,主要采取人工跑道巡检FOD的方法,不仅效率低、成本高、可靠性差,且难以满足日益繁忙的飞机起降安全保障需求

  目前,探测FOD主要有雷达和光学两种手段。雷达能快速发现FOD,但难以判断它的威胁程度,且会影响到机场已有设备。视频能看清FOD到底是什么,但往往很难快速定位FOD,如何将两者更加有效地结合成为当前FOD探测系统的普遍难题。

飞机环境监视系统

  “我们创新采取国际领先的混合制式监测系统,将雷达和视频探测优势互补,为跑道护航。”雷达所项目经理徐帜说。

  当跑道上出现单个或多个异物时,该款FOD探测系统雷达会快速发现、定位其位置,并指挥高分辨率的摄像头对异物进行识别和确认,当确认是FOD时,系统会向机场管理人员发出警报,指挥工作人员进行管控和清理。

  雷达部分是整套系统中的关键。由于FOD大多是静态且低RCS(雷达散射截面积)的物体,为了克服它们回波功率低,难以在频率维进行区分,且容易被较强环境杂波淹没,造成漏检等难题,雷达所重点开展复杂杂波背景下静态低RCS目标检测技术研究,研发体积小,抗干扰,对烟、雾穿透性强,且分辨率高的毫米波雷达。同时,该雷达采用线性调频连续波体制,极大减少扫描间隔。从而可以在既不影响空管等现有机场设施设备的正常运行,也免受机场跑道周边路灯、杂草、天线等回波干扰的情况下,实现无死角实时监测,让FOD无处遁形。

  为了让不同的探测设备能够同时锁定同一个目标,雷达所还设计了多核DSP(数字信号处理器)处理平台,它可以根据实际情况调整和分配运算能力,从而将不同雷达、视频设备感知到的信号进行快速加工并集中汇总,提升系统的运算效率。为了解决多套系统组网时的同频异步干扰,系统还采用智能化的扫描模式,通过物联网技术统一指挥多套FOD探测系统快速瞄准同一个目标。

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