S模式测试应答机的研发与功能

李进

摘要：目的：更加全面、方便、简洁的验证S模式雷达和ADS-B设备性能。方法：使用S模式测试应答机对S模式雷达和ADS-B设备所需验证参数或者性能进行参数或者功能设置。结果：可以准确的、有效的对S模式雷达和ADS-B设备性能进行验证。结论：当S模式雷达和ADS-B设备故障或者某些性能需要验证时，使用S模式测试应答机可以简单快捷的对其相关参数进行配置，从而对S模式雷达和ADS-B设备性能进行验证。S模式测试应答机为中国民用航空华北地区空中交通管理局“S模式雷达设备协议验证机及在空管自动化系统中的应用”科技项目研发设备。

关键词：S模式 常规模式 强制模式 航迹模式 数据对比

中图分类号：V243 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）08-0139-01

传统二次雷达和ADS-B设备性能验证方法为飞行校验和车载设备校验。常规校验时，只能检验A码、C码、航班号、特殊代码、SIP等基本信息，大部分信息无法通过飞行校验得到验证。且需要增加大量的时间成本，支付昂贵的校验费用，耗费大量的人力物力。为解决常规验存在的诸多弊端，我们研究开发了S模式测试应答机。

1 S模式测试应答机功能介绍

为对我国空管二次雷达S模式性能进行全面、有效的测试和验证，需要研发一台具有S模式（以4级性能为目标）应答能力的二次雷达性能S模式测试应答机（以下简称S模式测试应答机）。S模式测试应答机安装于二次雷达地面站附近，模拟机载S模式应答机的功能。为了适应ADS-B的应用，还应实现模拟ADS-B点迹和航迹的功能。

S模式测试应答机其本身的控制终端包括本地控制终端和远程控制终端。技术人员可以通过远程控制，实现一人同时操作S模式测试应答机和雷达设备，降低人力资本。同时，S模式测试应答机可配置参数信息丰富；能够充分有效的验证二次雷达性能。本地控制终端和远程控制终端可显示询问/应答报文信息，可实时观察对比雷达询问和验证测试应答机的工作情况；可任意配置的强制应答报文类型，能有效验证雷达处理非常规应答信息的能力；雷达数据对比能力可简单直观的验证雷达报文处理结果；模拟ADS-B信号，根据应答机参数设置，实现U型、直线型、往返型、圆形的动态ADS-B信号，可以更加便捷的检验ADS-B设备性能。

2 S模式测试应答机功能

S模式测试应答机；其主要用于验证测试二次雷达和ADS-B设备的工作性能。

S模式测试应答机具备如下能力：（1）3/A，C，B，S模式（二级）应答能力；（2）发送S模式强制应答能力（用户任意指定应答类型即不针对询问的应答）；（3）发送ADS-B报文，模拟ADS-B航迹等能力；（4）本地，远程参数配置能力；（5）自检，告警等能力；（6）延时距离与发射功率可调的功能；（7）在本地/远程控制终端可配置参数和显示询问/应答测试报文信息。

3 S模式测试应答机工作模式

S模式测试应答机具备多种工作模式——正常模式、航迹模块、强制模块。

正常模式实现了常规的询问应答能力（3/A、C、B、S模式（二级））；当S模式测试应答机工作在正常模式时，其根据接收到的雷达的询问信号和已配置的参数，发出相应的应答信息；可以通过更改S模式测试应答机的配置参数，控制发出不同的应答信息。S模式测试应答机可配置的参数非常丰富，除了A码，C码，24位地址码等基本信息外，还包括大部分BDS寄存器信息。这使得S模式测试应答机可全面有效的测试二次雷达性能。

强制模式实现了强制应答能力（用户任意指定应答类型即不针对询问的应答）；当S模式测试应答机工作在强制模式时，测试应答机在接收到雷达的询问信号后，将会截取常规的应答信号；并按照已配置的强制应答报文调制发射应答信号。通过发送强制应答信号可测试二次雷达处理非常规应答信号的能力。

航迹模式实现了ADS-B报文发送和航迹模拟的功能；当S模式测试应答机工作在航迹模式时，S模式测试应答机将截取常规的询问应答信号，并根据配置的航迹类型和航迹参数发射相应的ADS-B报文信息，并可在设备本机或上位机软件观察到航迹；对比ADS-B接收设备接收到的ADS-B报文信息和航迹可有效的测试ADS-B设备的性能。

当S模式测试应答机工作在正常模式或强制模式时，验证测试应答机将会在设备本机或显控上位机软件显示询问应答报文，便于实时观察二次雷达和验证测试应答机的询问应答情况；另外显控上位机软件还具备询问应答报文信息存储功能，可再现以往的测试情况。

4 S模式测试应答机数据对比功能

S模式测试应答机上位机软件具备雷达数据对比功能，在上位机软件导入需对比的雷达数据、应答机配置参数文件、询问应答报文文件后，可自动或手动对比雷达数据；简单方便的验证和测试雷达数据处理结果。

5 结语

S模式测试应答机可以通过远程控制终端对应答机参数进行配置，可以简单便捷行之有效的对S模式雷达和ADS-B设备性能进行验证，且远程控制终端具备询问应答数据储存和离线与雷达数据对比功能，便于事后对测试数据进行进一步分析。以上仅为本人对S模式测试应答机功能的简单介绍，如有不妥之处，请大家批评指正。

参考文献

[1]THE EUROPEAN ORGANISATION. MINIMUM OPERATIONAL PERFORMANCE SPECIFICATION FOR SECONDARY SURVEILLANCE RADAR MODE S TRANSPONDERS[Z].2011-03.

[2]RTCA. MINIMUM OPERATIONAL PERFORMANCE STANDARDS FOR AIR TRAFFIC CONTROL RADAR BEACON SYSTEM/MODE SELECT （ATCRBS/MODE S） AIRBORNE EQUIPMENT [Z].2008-10-02.

[3]ICAO. ANNEX10-vol[Z].1998-04.