浅谈多点进近系统结构及维护经验
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摘要：多点进近系统用于监视进近区域的目标，相比于场面系统，其覆盖范围更广，接收站构造更加复杂，本文介绍了多点进近系统的结构以及维护维修经验，对今后该型号设备的故障处理具有实际意义。
关键词：多点进近系统;故障排除;系统结构
中图分类号：V355 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00
0 引言
捷克ERA公司生产的多点相关系统由场面系统（MSS-A）和进近系统（MSS-PRM）构成，2007年部署在首都机场，用于监视机场场面和进近区域目标。其中进近系统由9个分布在北京周边的接收＼发送台站以及中央处理站CPS（Central Processing Station）组成。CPS包含了管理服务器MS（Management Server）、目标处理服务器TP（Target Processor）、交换机等设备。多点系统定位原理为通过多个地面站接收航空器应答机下发的二次雷达信号，处理后送至CPS进行计算到达时间差TDOA（Time Difference Of Arrival），从而得到航空器所在位置。
多点进进系统采用了分布式的授时结构，接收站（RXS）使用GNSS来计算到达时间（TOA）。这种设计虽然使接收机更加复杂，但是由于接收机距CPS较远，链路延时不固定，这样分布式的设计可以在数据链路传输过程中排除不固定延时的影响。
1 多点进近系统的构成与功能
1.1台站功能和结构
进近系统的台站拥有不同的配置，分别为单接收站、接收/发送站、双发送站。
单接收站包括SSR接收天线和GNSS接收天线以及多个电子模块，其中包括SSR接收器，数据预处理单元，数据通信单元，电源和UPS，安裝在具有较高防护等级的金属机柜中。
接收/发送站包括与单接收站相同的接收部分，以及SSR发射天线和SSR询问器。接收机和发射机共享数据通讯单元、电源和UPS。所有电子设备都放在拥有较高的防护等级的金属机柜中。
双发送站由两个单发送站组成。每个发射站由SSR发射天线，SSR询问机，数据通信单元，电源和UPS组成。
SSR接收天线是一种增益定向天线，可以安装在现有的基础设施上，如桅杆顶部，建筑物的屋顶，围栏等。GPS天线用于接收GPS信号，连接到GPSD单元。
进近系统还使用了场面系统接收机提供的数据。进近系统通过安装在场面系统机柜中的CT / DT转换器来获得这些数据。CT / DT转换器负责给场面系统目标数据打上时标，将数据转换为进近系统处理格式。进近系统总共处理从九个台站接收的数据，这些台站分别属于上述几种类型[1]。
1.2中央处理站（CPS）功能和结构
中央处理站（CPS）是系统的核心，其中目标处理服务器（TP）用于执行TODA计算、处理目标以及数据，管理服务器（MS）用于系统管理。该系统使用了高度可靠且完全冗余的解决方案。目标处理器（TP）和管理服务器（MS）是双冗余的，以提供最佳的性能可靠性。CPS安装在19英寸机柜中。
在CPS内部，TP执行信号解码，包括恢复损坏的应答内容，计算准确的位置并关联相应的应答机A ＼ C 、S模式代码。然后，将具有指定参数（如输出数据格式和更新速率）的点迹或航迹通过输出端口发送到RMT或自动化系统上。通过使用GPS信号的NTP服务器进行时间同步，可以确保输出带有正确时间戳的数据。
该系统还配备了一个远程管理终端RMT，以实现远程访问MSS-PRM管理系统。该终端允许维护工程师监视，控制和管理整个系统。RMT也启用了“运行状况显示”以显示MSS-PRM的当前输出数据。
使用MSS-PRM管理系统，维护工程师可以监视，控制和维护MSS-PRM。管理终端和管理服务器与MSS-PRM内部的集成控制单元一起构成管理系统，实现管理功能。系统状态在输出信息（例如ASTERIX）中传输，也使用简单网络管理协议（SNMP）传输到客户提供的集中监控系统[1]。
1.3信号和数据处理流程
接收站接收到来自目标的SSR信号，将该电磁信号转换为电子信号。将该电子信号传输至测量单元，在此单元解码数据并计算TOA。将计算结果传输到TP服务器，TP根据接收到的数据进行处理，计算TDOA提供目标定位。信号和数据处理流程，如图1所示。
2 故障分析
用户可以通过设置在航管楼的远程管理终端RMT（Remote Management Terminal）监控各个地面站和CPS的工作状态和告警信息，查看设备各项参数并对其进行配置。笔者在对多点系统的维修维护工作中，积累了一些故障的判断经验以及排除故障的方法，RMT主界面介绍，如图2所示。
2.1对进近系统RPU系统进行备份、恢复操作
在监控终端RMT上有时会出现台站失去链接的现象，此类故障会在RMT上观察到Receiving Subsystem模块中的某台站颜色由绿色变为红色，同时在Communication Subsystem中显示该台站失去连接。
出现这种状况有两种可能性，一种是台站上的RPU出现了故障，另一种可能性是链路中断，在排除链路故障的可能性后，需要赴台站现场尝试恢复RPU操作系统。
恢复系统需要使用Acronis？ True Image这款软件，该软件在出厂时已经内置在系统里了，在进入操作系统之前就开始引导，即使Windows操作系统出现故障，Acronis依然可以独立于操作系统运行。
（1）首先，将鼠标键盘显示器连接上RPU，用笔尖等尖锐物体点击正面的重启按钮，使RPU重新启动。 （2）在進入系统之前的启动界面点击F11键，进入Acronis True Image恢复软件，在软件里选择要恢复的镜像，这个镜像保存在D盘里，选择C盘为恢复磁盘。
（3）按提示逐步选择，一般按默认选项即可。
（4）恢复成功后RPU会自动重启，重新后进入Windows系统，备份恢复成功。
故障分析：RPU是一台ERA公司定制的微型计算机，装有windows操作系统以及ERA公司的软件，主要用于为TP提供尽可能多的测量数据，以及压缩数据。RPU在长时间运行中，可能会积累各种错误导致其无法正常运行。当RPU发生故障后，首先想到的就是对C盘进行恢复操作，这样既可轻易恢复软件故障。
2.2 接收台站故障排除过程
（1）在RMT上发现Receiving Subsystem RX-3台站出现告警，链路正常，RPU运行正常，查看各项参数，发现在Time Subsystem上RX-3台站虽然无告警，但在Satellites 一栏显示搜到卫星数量和使用卫星数量均远少于正常台站。
（2）赴台站现场，发现GPSD模块指示灯有异常，判断可能是GPS天线故障，决定更换GPS天线，故障没有解决。
（3）使用矢量网络分析仪测量连接GPS天线和GPSD模块之间的馈线驻波比，驻波比正常，排除馈线故障的可能性。
（4）为了排除干扰因素，把一台同样提供授时功能的NTP带到台站，将NTP配备的GPS天线放至该台站GPS天线附近，等待片刻后NTP可以正常工作，可以正常搜星并提供GPS时间，排除台站附近有干扰GPS信号的可能性。
（5） GPSD模块有四个指示灯，正常情况下为TICK、D1、DIAG三个指示灯交替闪烁，而该GPSD只有TICK、DIAG两个灯闪烁，查阅资料可知，D0指示灯不闪烁表示无数据输出到计算机COM1口，怀疑是GPSD模块有故障，决定更换GPSD模块，故障依然没有解决。
（6）将整个台站机柜拆下，送至正常台站安装，发现设备依然故障，将正常台站的RPU和GPSD调换至故障机柜上，设备告警消失，设备可以正常工作。
故障分析：此故障排除较为困难的原因在于两个模块同时发生故障，而RMT上缺乏告警信息，查阅厂家提供的技术资料也缺乏相关描述，只能靠多次尝试来修复故障。
3 结语
以上介绍了多点进近系统台站、CPS的功能和结构，以及两个设备故障的排除过程和故障分析。详细的了解系统结构及原理、学习以前的维修经验对今后的维护维修工作有着积极的意义。
参考文献
[1]MSS PRM PEK Technical Description – Text Part[Z].
收稿日期：2020-03-17
作者简介：张旭（1993—），男，北京人，本科，助理工程师，研究方向：雷达维护与维修。
Talking About the Structure and Maintenance Experience of the Multilateration？Surveillance？System？Parallel？Runway？Monitor
ZHANG Xu
（China Civil Aviation North China Air Traffic Management Bureau，Beijing 100621）
Abstract： The multi-point approach system is used to monitor the target in the approach area. Compared with the surface system， the coverage is wider and the receiving station structure is more complicated. This paper introduces the structure and maintenance experience of the multi-point approach system. In the future， troubleshooting of this type of equipment has practical significance.
Keywords： multi-point approach system; troubleshooting; system structure
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