曝光臺 注意防騙
網(wǎng)曝天貓店富美金盛家居專營店坑蒙拐騙欺詐消費者
Li J ing
(Center of Aviation Safety Technology, CAAC, Beijing 100028, China)
Mao Xia
( School of Electronics and Information Engineering, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191, China)
Ab s tra c t: State of arts of researches on avian radar systemswere introduced, including large avian radar
system rep resented by avian hazard advisory system (AHAS) and airport2based avian radar system rep resented
by Accip iter. An avian radar experimental system was built based on X2band marine radar, and its bird detec2
tion feasibility was confirmed separately by operation in alternating horizontal and vertical position for the sur2
vey. Two series of avian radar images, which were collected under two scanning modes, were p rocessed re2
spectively by bird target extraction algorithm. After p rocessing of background subtraction, noise supp ression,
target information extraction and data fusion, avian information was extracted from raw radar images and com2
bined with satellite map or height coordinate system, so flying bird targets distribution situation in survey re2
gion was shown visually by fusion images. Finally, performances of avian radar systems at home and abroad
were compared and analyzed.
Key wo rd s: avian; radar; background; noise supp ression; fusion
鳥擊危害給航空業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失,同
時也危及乘客的生命安全,僅北美地區(qū)每年鳥擊
所造成的軍用和民用航空經(jīng)濟損失就超過5億美
元. 據(jù)民航總局統(tǒng)計,中國民航在2001 - 2007年
間,報告的鳥擊事件共1 055次,造成中等程度以
上損傷217起,在維修中統(tǒng)計的直接損失超過2. 7
億人民幣,間接損失更加難以計算. 鳥擊問題已成
為國際民航界與學術界的研究熱點和跨學科具有
重大應用價值的科研課題[ 1 ] . 從中國民航2001 -
2007年的鳥擊報告統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),黎明、黃昏和夜晚
等能見度差的條件下發(fā)生的鳥擊事件占已知發(fā)生
時間鳥擊事件的55% ,事故征候占64%. 可見,人
工觀測較為困難的黎明、黃昏和夜晚,是鳥擊事件
的高發(fā)期,迫切需要相關技術手段的支持.
1 雷達探鳥系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
雷達探鳥是鳥擊防范的重要預警手段,根據(jù)
探測范圍的不同,主要分為大型雷達探鳥系統(tǒng)和
機場雷達探鳥系統(tǒng). 大型雷達探鳥系統(tǒng)一般基于
多普勒氣象雷達, 適于探測較大區(qū)域內(nèi)( 10 ～
60 km)的候鳥遷徙情況;機場雷達探鳥系統(tǒng)一般
基于小型雷達, 適于探測機場周邊地區(qū)( 0 ～
10 km)的鳥類活動.
1) 大型雷達探鳥系統(tǒng). 對于國土全境的廣大
區(qū)域,可以采用多普勒氣象雷達組網(wǎng)對候鳥的遷
徙情況進行監(jiān)測. 上世紀90年代初,美國國家氣
象局在全美范圍內(nèi)安置了151部新型多普勒氣象
監(jiān)測雷達(WSR288D) ,其最高輸出功率750 kW,
工作頻率2. 7～3. 0 GHz,采用口徑9m的拋物面
天線,波束寬度0. 96°,脈沖寬度1. 57μs至4. 5～
5. 0μs. 由這151部WSR288D組成的雷達網(wǎng)能夠
監(jiān)控美國全境的候鳥遷徙情況[ 2 ] . 1998 年秋,
Geo2Marine公司鳥類研究實驗室在美國空軍的資
助下,開發(fā)了鳥擊危害咨詢系統(tǒng)(AHAS, Avian
Hazard Advisory System) ,用于監(jiān)控和預報美國48
個州的鳥類活動. 該系統(tǒng)基于WSR288D雷達網(wǎng),
每10min更新一次全美鳥情信息,為保障飛行安
全和保護遷徙鳥類發(fā)揮了重要作用.
2) 機場雷達探鳥系統(tǒng). 絕大多數(shù)鳥擊事件發(fā)
生在飛機的起飛和著陸階段,因此機場范圍內(nèi)的
鳥擊防范成為當前研究的熱點. 多普勒氣象雷達
探測距離可達到60海里,但由于其造價高、信息
更新速度慢、不易操作等原因,不適于機場范圍的
鳥擊防范. 要解決機場鳥擊問題,要求相應的雷達
系統(tǒng)具有以下特點:性價比高、覆蓋范圍較廣、實
時探測、實時跟蹤和三維信息獲取等[ 3 ] . 從70年
代末開始,經(jīng)過30多年的發(fā)展,許多發(fā)達國家已
經(jīng)研制出了相對成熟的機場雷達探鳥系統(tǒng), Sicom
Systems L td. (Ontario, Canada ) 開發(fā)的Accip i2
ter[ 4 ]是其典型代表(圖1). 包括雷達控制系統(tǒng)、數(shù)
據(jù)處理器、GPS和電源在內(nèi)的系統(tǒng)配置置于拖車
內(nèi)部;雷達天線置于拖車頂部, 其俯仰角可調(diào)
(0°～30°). 該天線進行水平掃描,且由于其波束
較窄(4°) ,系統(tǒng)可獲得較為精確的三維信息.
圖1 典型Accip iter雷達探鳥系統(tǒng)
2 雷達探鳥實驗系統(tǒng)
我國的雷達探鳥研究剛剛起步,北京航空航
天大學與民航總局航空安全技術中心合作,結(jié)合
國外經(jīng)驗搭建了“雷達探鳥實驗系統(tǒng)”(圖2). 本
系統(tǒng)采用一部功率6 kW 的X波段海事雷達,垂
直波束寬度20°,轉(zhuǎn)速24 r/m,其獲得的PP I( Plane
Position Indicator)雷達圖像通過圖像采集卡實時
輸出到計算機,由自行開發(fā)的飛鳥目標提取軟件
進行實時處理.
圖2 雷達探鳥實驗系統(tǒng)
為了加強對機場跑道的安全監(jiān)控(50%的鳥
擊事件發(fā)生在該區(qū)域) ,往往需要配備2部雷達,
在水平和垂直2種掃描方式下獨立工作. 因此,本
系統(tǒng)基于單部X波段海事雷達,進行10余次外
場實驗,分別驗證其在2種掃描方式下探鳥的可
行性. 在工程應用中, 2部雷達應錯開頻段,保證
互不干擾地同時工作. 一部S波段水平掃描雷達,
主要負責機場周邊的廣大地區(qū),對鳥群活動起到
預警作用;另一部X波段垂直掃描雷達,主要負
責機場跑道上空區(qū)域,加強此區(qū)域的監(jiān)控,確保航
班起降安全[ 5 ] . 其覆蓋區(qū)域的三維示意圖見圖3.
圖3 雙部雷達覆蓋區(qū)域三維示意圖
第3期 陳唯實等:基于兩種掃描方式的雷達探鳥系統(tǒng)381
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鳥擊資料2(103)
