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[摘 要]多点定位系统中心处理站获得的飞行器目标信息量越多则计算越准确，然而由于监视区域范围过大，实际中接收站分布又受到地形环境的影响，使得多点定位系统无法做出正确的计算，因此为了保证定位连续，满足监视精度，多点定位系统使用了最新的数据关联方法，以求通过数据关联方法，在地面站接收到的目标信息相对较少的情况下，通过数据选择及计算，重新获取目标位置信息。
[关键词]数据关联；多点定位；应用；研究
中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0363-01
一、前言
多点定位系统（MLAT）的工作机制就是根据接收站收到的信号来不断的定位和更新目标位置，然而接收站的整体分布会经受地理位置、周边建筑物的影响，并影响到信号的接收；同时，当收到包含同一个目标信息的接收站数量没有达到4个时，多点定位系统就无法准确的计算出目标的实际位置，甚至计算的结果还会出现双解（即计算得出两个不同的目标位置），还会导致已有目标点的点迹记录从远端监控中丢失，为此引入数据关联方法，当多点定位系统接收到的信息不足时，可以通过一系列的关联计算方式，获得最新的飞行器所在位置，便于判断出双解中目标的真实位置。
二、多点定位系统简述
多点定位系统目前已广泛应用于具有多条跑道的大型机场，它由多个地面站和数据处理中心站组成，作为一种较为成熟的协同式独立监视技术，它无需改变现有飞行器机载设备，依靠各地面站接收到的同一飞行器的应答信号到达时间差来计算出飞行器所在位置，较传统航管二次雷达具有更新率快、定位精度高、价格低等优势。
目前，欧美发达国家的空域结构已趋于平缓的发展模式，而我国由于起步较晚，又属于全球新兴经济体，国民经济的高速发展对航空运输业带来了新的機遇，同时也为航空管制带来压力与挑战，而将场面多点定位系统利用到进近管制区或者终端区，就能在无需改变飞行器机载设备的情况下，有效弥补传统二次雷达在中低空的覆盖盲区，同时，也能一定程度上规避广播式自动相关监视（ADS-B）在全面推进和应用中存在的运行风险，这种在进近或者终端区应用的多点定位系统，称为广域多点定位系统（WAM）。
三、多点定位系统基本原理
基于飞行器应答信号的多点定位系统利用多个地面接收基站，捕获机载应答信号，通过测算机载应答信号到达各地面接收站的到达时间差（TDOA）来确定飞行器的目标位置。通过建立数学模型，我们得知，点A到达两个固定点X和Y的距离差如果是一个定值的话，那么满足上述条件的所有A点的点迹将会是一条双曲线，记为函数f（x），此时，如果再增加另一个固定点Z，按照上述条件，就能得到另一个距离位置函数，记为函数f’（x），两个距离位置函数的交点就有可能是两个，也就是两个A值，分别为A1和A2。
通过上述数学分析，我们知道，为了准确求得一个A点，也就是飞行器确定位置，我们需要最少3个地面站，此时的前提条件是飞行器必须在机场平面上，如果想知道飞行器在三维空间中的准确位置，就必须增加地面接收站的数量，同时，接收站点数量的增加以及空间位置的合理分布也使得飞行器位置得到进一步精确。多点定位系统为了准确计算出应答信号的到达时间差，对各站点间的时钟同步有严格的要求，通常时钟信号取自外部GPS天线，系统中心站将时钟同步信号和校准信号发送至各远端接收站达到全系统时钟一致的目的。
四、数据关联方法
因为数据关联算法可以获得目标最新的水平位置，甚至高度信息，因此这就意味着数据关联方法自身必定拥有一个已经定位准确的目标数据库，里面记录着飞行器目标最近的水平位置或者高度信息、目标S模式地址码和航班号等，在目标的数据与目标数据库里的数据吻合或者关联时，则可以直接从数据库里提出信息以供多点定位系统参考计算。
1、数据关联方式中的目标S模式地址码
数据关联方式中当属目标S模式地址码的关联方法最为简单，且定位高效，在获得目标的水平位置时也是优先使用目标S模式地址码的关联方式，它是在飞行器应答机第二次传送应答脉冲里包含的24位S模式地址码，而每一个S模式地址码只对应一个固定飞行器，这样就提高了定位的准确性，因此在使用数据关联时可以使用目标S模式地址码来将目标对应数据库，当目标对应相同时，则可以直接提取数据[1]。
2、数据关联方式中的TDOA关联方式
TDOA关联方式不同于目标S模式地址码，它是根据两个接受站在接收相邻信号时的时间差来判断数据关联，即：
∣TDOA1—TDOA2∣≦σ（TDOA1是收到第一个信号的TDOA，TDOA2是收到第二个信号的TDOA，而σ是它们的差值）
根据上述的计算公式可知，由于σ是两个接收站在接收同一个目标时，所收到的相邻两个时刻信号，当∣TDOA1—TDOA2∣小于或等于σ时则意味着相邻信号接收的时间短，甚至可以判断出是由同一目标发出的，这时可以将TDOA的目标与数据库进行比对，后续匹配则可以直接提取。
3、数据关联的计算
目标S模式地址码和TDOA关联方式都能将多点定位系统所需的目标关联数据从数据库中提取出来，但是值得注意的一点是在使用关联方式定位数据库里的储存目标前，应该将曾经定位和使用后的过期目标数据及时清空，避免在关联定位中因为过期数据的影响导致关联搜索无果，无法定位，同时在完成目标与数据库关联之后，应该立即更新数据库信息，完善目标的数据链。
在数据库的更新中，如果目标与数据库的内容关联成功，则应该将得到的最新目标位置加入数据库中，而如果关联不成功，则意味着当前目标并未记录在关联数据库里，则应该予以记录，以增加数据库的数据信息。
4、数据测试时的注意事项
为了确保数据关联方法在实际应用中能有效为多点定位系统提供帮助，提高目标有效探测率和定位精度，技术开发者应该在多点定位系统里加入数据关联方法，然后将多点定位系统实际得到的数据与加入数据关联方法后得到的数据进行对比分析。
在测试的过程中应该避免因极端天气、电磁干扰等外界因素的影响，导致无法用多点定位系统收集目标的实际数据。因此，在测试前应该通过场面监视雷达（SMR）先对现场测试区域的情况作出了解，确保民用飞行器的正常起降；其次，由于空管一次雷达（PSR）主要是接收目标反射的电磁波来发现空中目标，而二次雷达（SSR）则是向飞机发射询问编码脉冲，以获得应答机传来的应答信号。两种雷达前者有利于发现目标，并将其在终端中显示出来，让多点定位系统收集的目标实际数据真实可靠，而后者通过收集目标的应答信号，保证目标的点迹连续，避免目标在终端中失去联系的情况出现。
五、结束语
随着航班流量的快速增长以及不断缩小的管制间隔，终端区、特别是机场管制区域的空管监视能力显得尤为重要，而以场面监视雷达、多点定位系统为主要监视手段的大型机场对监视数据的连续性、可靠性以及准确性要求也越来越高，为了有效解决多点定位系统在实际运行中可能存在的接收站数量少、几何分布不均衡带来的无法准确定位的问题，我们有必要在多点定位系统中引入数据关联方法，建立目标数据库，通过目标S模式地址码、TDOA关联的方式将目标与数据库相连，通过计算，找出与其关联的数据，以得到目标的最新水平位置或者高度数据并保证目标点的记录不会在显示终端上消失，从而实现监视信号的连续性。
参考文献
[1] 徐自励，刘昌忠，何东林等.利用目标气压高度的多点定位算法[J].通信技术，
[2] 黄思训，盛峥.一种全球定位系统接收机单点定位的新算法及数值试验[J].物理学报.
[3] 陆炫.浅析基于广域多点相关定位的监视新技术[J].空中交通管理.
[关键词]数据关联；多点定位；应用；研究
中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0363-01
一、前言
多点定位系统（MLAT）的工作机制就是根据接收站收到的信号来不断的定位和更新目标位置，然而接收站的整体分布会经受地理位置、周边建筑物的影响，并影响到信号的接收；同时，当收到包含同一个目标信息的接收站数量没有达到4个时，多点定位系统就无法准确的计算出目标的实际位置，甚至计算的结果还会出现双解（即计算得出两个不同的目标位置），还会导致已有目标点的点迹记录从远端监控中丢失，为此引入数据关联方法，当多点定位系统接收到的信息不足时，可以通过一系列的关联计算方式，获得最新的飞行器所在位置，便于判断出双解中目标的真实位置。
二、多点定位系统简述
多点定位系统目前已广泛应用于具有多条跑道的大型机场，它由多个地面站和数据处理中心站组成，作为一种较为成熟的协同式独立监视技术，它无需改变现有飞行器机载设备，依靠各地面站接收到的同一飞行器的应答信号到达时间差来计算出飞行器所在位置，较传统航管二次雷达具有更新率快、定位精度高、价格低等优势。
目前，欧美发达国家的空域结构已趋于平缓的发展模式，而我国由于起步较晚，又属于全球新兴经济体，国民经济的高速发展对航空运输业带来了新的機遇，同时也为航空管制带来压力与挑战，而将场面多点定位系统利用到进近管制区或者终端区，就能在无需改变飞行器机载设备的情况下，有效弥补传统二次雷达在中低空的覆盖盲区，同时，也能一定程度上规避广播式自动相关监视（ADS-B）在全面推进和应用中存在的运行风险，这种在进近或者终端区应用的多点定位系统，称为广域多点定位系统（WAM）。
三、多点定位系统基本原理
基于飞行器应答信号的多点定位系统利用多个地面接收基站，捕获机载应答信号，通过测算机载应答信号到达各地面接收站的到达时间差（TDOA）来确定飞行器的目标位置。通过建立数学模型，我们得知，点A到达两个固定点X和Y的距离差如果是一个定值的话，那么满足上述条件的所有A点的点迹将会是一条双曲线，记为函数f（x），此时，如果再增加另一个固定点Z，按照上述条件，就能得到另一个距离位置函数，记为函数f’（x），两个距离位置函数的交点就有可能是两个，也就是两个A值，分别为A1和A2。
通过上述数学分析，我们知道，为了准确求得一个A点，也就是飞行器确定位置，我们需要最少3个地面站，此时的前提条件是飞行器必须在机场平面上，如果想知道飞行器在三维空间中的准确位置，就必须增加地面接收站的数量，同时，接收站点数量的增加以及空间位置的合理分布也使得飞行器位置得到进一步精确。多点定位系统为了准确计算出应答信号的到达时间差，对各站点间的时钟同步有严格的要求，通常时钟信号取自外部GPS天线，系统中心站将时钟同步信号和校准信号发送至各远端接收站达到全系统时钟一致的目的。
四、数据关联方法
因为数据关联算法可以获得目标最新的水平位置，甚至高度信息，因此这就意味着数据关联方法自身必定拥有一个已经定位准确的目标数据库，里面记录着飞行器目标最近的水平位置或者高度信息、目标S模式地址码和航班号等，在目标的数据与目标数据库里的数据吻合或者关联时，则可以直接从数据库里提出信息以供多点定位系统参考计算。
1、数据关联方式中的目标S模式地址码
数据关联方式中当属目标S模式地址码的关联方法最为简单，且定位高效，在获得目标的水平位置时也是优先使用目标S模式地址码的关联方式，它是在飞行器应答机第二次传送应答脉冲里包含的24位S模式地址码，而每一个S模式地址码只对应一个固定飞行器，这样就提高了定位的准确性，因此在使用数据关联时可以使用目标S模式地址码来将目标对应数据库，当目标对应相同时，则可以直接提取数据[1]。
2、数据关联方式中的TDOA关联方式
TDOA关联方式不同于目标S模式地址码，它是根据两个接受站在接收相邻信号时的时间差来判断数据关联，即：
∣TDOA1—TDOA2∣≦σ（TDOA1是收到第一个信号的TDOA，TDOA2是收到第二个信号的TDOA，而σ是它们的差值）
根据上述的计算公式可知，由于σ是两个接收站在接收同一个目标时，所收到的相邻两个时刻信号，当∣TDOA1—TDOA2∣小于或等于σ时则意味着相邻信号接收的时间短，甚至可以判断出是由同一目标发出的，这时可以将TDOA的目标与数据库进行比对，后续匹配则可以直接提取。
3、数据关联的计算
目标S模式地址码和TDOA关联方式都能将多点定位系统所需的目标关联数据从数据库中提取出来，但是值得注意的一点是在使用关联方式定位数据库里的储存目标前，应该将曾经定位和使用后的过期目标数据及时清空，避免在关联定位中因为过期数据的影响导致关联搜索无果，无法定位，同时在完成目标与数据库关联之后，应该立即更新数据库信息，完善目标的数据链。
在数据库的更新中，如果目标与数据库的内容关联成功，则应该将得到的最新目标位置加入数据库中，而如果关联不成功，则意味着当前目标并未记录在关联数据库里，则应该予以记录，以增加数据库的数据信息。
4、数据测试时的注意事项
为了确保数据关联方法在实际应用中能有效为多点定位系统提供帮助，提高目标有效探测率和定位精度，技术开发者应该在多点定位系统里加入数据关联方法，然后将多点定位系统实际得到的数据与加入数据关联方法后得到的数据进行对比分析。
在测试的过程中应该避免因极端天气、电磁干扰等外界因素的影响，导致无法用多点定位系统收集目标的实际数据。因此，在测试前应该通过场面监视雷达（SMR）先对现场测试区域的情况作出了解，确保民用飞行器的正常起降；其次，由于空管一次雷达（PSR）主要是接收目标反射的电磁波来发现空中目标，而二次雷达（SSR）则是向飞机发射询问编码脉冲，以获得应答机传来的应答信号。两种雷达前者有利于发现目标，并将其在终端中显示出来，让多点定位系统收集的目标实际数据真实可靠，而后者通过收集目标的应答信号，保证目标的点迹连续，避免目标在终端中失去联系的情况出现。
五、结束语
随着航班流量的快速增长以及不断缩小的管制间隔，终端区、特别是机场管制区域的空管监视能力显得尤为重要，而以场面监视雷达、多点定位系统为主要监视手段的大型机场对监视数据的连续性、可靠性以及准确性要求也越来越高，为了有效解决多点定位系统在实际运行中可能存在的接收站数量少、几何分布不均衡带来的无法准确定位的问题，我们有必要在多点定位系统中引入数据关联方法，建立目标数据库，通过目标S模式地址码、TDOA关联的方式将目标与数据库相连，通过计算，找出与其关联的数据，以得到目标的最新水平位置或者高度数据并保证目标点的记录不会在显示终端上消失，从而实现监视信号的连续性。
参考文献
[1] 徐自励，刘昌忠，何东林等.利用目标气压高度的多点定位算法[J].通信技术，
[2] 黄思训，盛峥.一种全球定位系统接收机单点定位的新算法及数值试验[J].物理学报.
[3] 陆炫.浅析基于广域多点相关定位的监视新技术[J].空中交通管理.