4、与雷达配套的光学设备
当探测雷达发现FOD存在后,需要用光学设备识别和确认。由于要求光学设备具有全天候识别的能力,这套设备包括:满足需要的宽视角摄像机;用于白天的高变焦彩色摄像机;在夜间使用高变焦低光相机,在亮度非常低或零光条件下使用红外线照明灯。这套设施在国内有配套厂家,赛英公司通过向国内相关厂家订购来获得。
五、赛英产品与国外同内产品的比较
赛英公司研发的FOD雷达检测系统主要综合了以下两种国外最先进雷达的特点,降低了成本,但性能相当。介绍如下:
以色列的Xsight公司开发的FODetect系统由77GHz毫米波雷达和摄像设备所组成,多个道面监测单元(SDU)分别安装在不同位置的跑道边灯上,每个SDU都对跑道中线附近的区域进行扫描,发现FOD后,可以立即向机场管理人员发出报警信息,告知FOD的准确位置以及发现时间。而后,设备会拉近镜头,提供FOD的视频图像,发现FOD之后,传感器会锁定FOD的位置,以帮助机场管理人员将FOD取走,在夜间,还可使用激光指示器协助将FOD取走。此系统可在30秒内完成对整条跑道的扫描,采用视频识别系统可以在毫米波雷达探测到FOD后,对探测结果进行视频确认,从而使虚警率大大降低。
英国Qinetiq公司研究开发Tarsier1100(T1100)FOD探测系统。T1100工作频率为94.5GHz,雷达体制为连续波调频(FMCW),具有雷达探测距离长、波束窄和分辨率高的特点,能够对目标位置准确地定位。FMCW技术具有探测灵敏度高、成本低和峰值功率低等特点;同时结合实时数字信号处理技术,可对目标进行实时自动探测和识别,能及时、可靠地探测到跑道上最大雷达散射截面为0.01m2杂物并予以定位。美国FAA关于FOD的咨询通告指明,FODetect系统性能最好,但它需要大量(100个)安置在跑道灯旁,不但每一个装置都是一部雷达,成本高,且对现有机场改造安装难度大。Tarsier1100系统数量很少(2-3个),安装塔台远离跑道,但发射功率较大,成本也高。
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赛英公司研发的FOD监测雷达结合了上述两部雷达的优点。每个装置的频率和功率与FODetect系统相当,但其数量仅为FODetect系统的五分之一以下。雷达不是装在跑道灯旁,而是装在稍远离跑道的塔台上,使覆盖面积加大,雷达数量减少。由于不受跑道旁设施对高度的限制,对旧机场的改造较为方便。由于实施方案考虑了节约成本,除了毫米波前端采用合法进口的组件外,绝大部分部件由公司研发生产,整部雷达的售价可望较进口产品降低50%。
六、赛英产品的工作流程
安装在稍远离跑道的每部雷达能够覆盖约200米的扇形区域,对于3600米跑道而言,可以交叉或单侧安装18部雷达来实现全部覆盖。局部示意图如下: 每部雷达的检测信息都传送至控制塔监控室。可使用4套光学设备来实现对整个跑道表面目标的识别和确认。光学设备的控制也由监控室完成。
赛英FOD雷达检测系统的工作流程:
? 雷达不间断对跑道扫描,发现FOD时触发报警; ? 监控室对发现目标的的位置显示高亮;
? 监控室操作光学设备云台使其对准目标,使用目视确认FOD现场画面; ? 借助全球定位系统获得FOD目标的精确定位;
? 判断FOD目标的危害性,告知清除车辆,迅速清除FOD。
? 监控室的“工具箱”自动记录时间、气候、FOD特性、FOD位置等信息。 工作流程示意图:
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七、赛英关于FOD监测雷达的研发近况
毫米波机场跑道异物监测雷达是赛英公司2010年科研项目的重中之重,公司现已完成验证样机。
对该样机的外场试验表明,该雷达发现FOD的能力完全达到美国航空联邦局的AC 150/5220-24咨询通告要求,从而验证了实施方案的可行性。
验证样机的特点:雷达为FMCW体制毫米波雷达 ,采用了收发双天线同步扫描和创新的信号处理和数据处理算法,具有低虚警、高检测能力,其性能与以色列FODetect 系统相当,但成本却大大降低。
即将在赛英公司问世的机场跑道异物监测雷达是一部填补我国空白的、达到国外先进水平的、具有100%自主知识产权的航管雷达。
赛英公司将为我国航管设备国产化、现代化不懈努力! 赛英FOD监测雷达验证样机局部:
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