（策劃：王麗杰 制作、剪輯：李佳為、張之涵）

近日，今年第11號(hào)臺(tái)風(fēng)“楊柳”登陸我國沿海，對(duì)廣東、廣西、江西南部、湖南中南部、貴州等地產(chǎn)生較大影響。受暴雨、雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣影響，各方向航路通行能力有一定程度下降。為此，各航空公司、機(jī)場(chǎng)和空管等單位結(jié)合臺(tái)風(fēng)重點(diǎn)影響時(shí)段和方向，提前優(yōu)化調(diào)整航班、航路，并根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)響應(yīng)需求，最大限度減少對(duì)航班運(yùn)行的影響。

對(duì)臺(tái)風(fēng)期間降雨、風(fēng)切變等特殊天氣進(jìn)行觀測(cè)，探測(cè)雷達(dá)必不可少。作為保障飛行安全、提高運(yùn)行效率的關(guān)鍵技術(shù)裝備，機(jī)場(chǎng)、航空公司、空管等單位基于自身不同業(yè)務(wù)需求，對(duì)探測(cè)雷達(dá)進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，各自建立了獨(dú)特的模式，保障飛行安全。

從估算到量化的迭代升級(jí)

探測(cè)雷達(dá)，探測(cè)是關(guān)鍵。

按照規(guī)范，民航氣象觀測(cè)員對(duì)降雨強(qiáng)度的判定以人工觀測(cè)為主，但通過目視感觀容易產(chǎn)生人為因素偏差。為提升監(jiān)測(cè)精度，民航華東空管局深度整合雨滴譜儀、相控陣?yán)走_(dá)和自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)等多元探測(cè)設(shè)備，搭建起“空天地”一體化立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)捕捉機(jī)場(chǎng)各跑道端的降雨信息。

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和運(yùn)行驗(yàn)證，華東空管局首創(chuàng)“分鐘級(jí)”降雨強(qiáng)度量化觀測(cè)體系，從機(jī)場(chǎng)跑道邊的氣象傳感器實(shí)時(shí)采集降雨數(shù)據(jù)，經(jīng)告警平臺(tái)深度分析處理，再精準(zhǔn)推送至一線運(yùn)行崗位，實(shí)現(xiàn)60秒鐘內(nèi)氣象信息無縫流轉(zhuǎn)與應(yīng)用，將降雨強(qiáng)度判定從“一小時(shí)估算”升級(jí)為“一分鐘量化”。這一舉措提升了機(jī)組精準(zhǔn)捕捉降雨間隙的能力，并在優(yōu)化航班起降方案的同時(shí)，為機(jī)場(chǎng)跑道狀況評(píng)估提供了數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)氣象服務(wù)與運(yùn)行決策融合，全面提升機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效能。

進(jìn)入暑運(yùn)以來，隨著學(xué)生流、探親流和旅游流疊加，民航暑運(yùn)熱度持續(xù)提升。與此同時(shí)，頻繁出現(xiàn)的雷雨天氣也為航班保障帶來了較大壓力。在此背景下，很多新設(shè)備發(fā)揮了重要作用。例如，北京大興國際機(jī)場(chǎng)部署的C波段全數(shù)字有源相控陣天氣雷達(dá)就實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣象目標(biāo)的精細(xì)化、快速化探測(cè)。該設(shè)備可以對(duì)京津冀地區(qū)的天氣進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)和預(yù)報(bào)。與傳統(tǒng)的多普勒天氣雷達(dá)相比，相控陣天氣雷達(dá)可以對(duì)某一個(gè)方位上方的垂直擴(kuò)線進(jìn)行精準(zhǔn)CT掃描，并在1分鐘內(nèi)完成全向360度天氣探測(cè)。

用于探測(cè)氣象的雷達(dá)不止部署在地面，也部署在各大航空公司的飛機(jī)上。機(jī)載雷達(dá)通常配裝在機(jī)頭或翼尖，以探測(cè)飛機(jī)前方航路上的降雨區(qū)域，從而幫助飛行員判斷降雨的強(qiáng)度和范圍，并通過多普勒效應(yīng)探測(cè)飛機(jī)前方的湍流情況，以便飛行員采取相應(yīng)措施。此外，機(jī)載雷達(dá)還具備風(fēng)切變預(yù)測(cè)功能，可幫助飛行員在起飛和著陸階段避開危險(xiǎn)區(qū)域，確保飛行安全。

探測(cè)雷達(dá)除了能“看透天氣”，也能“發(fā)現(xiàn)隱患”。2022年，民航局印發(fā)《運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)外來物防范管理辦法》《運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)地面車輛和人員跑道侵入防范管理辦法》《運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)鳥擊及動(dòng)物侵入防范管理辦法》等，為探測(cè)雷達(dá)等新技術(shù)、新裝備在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用作出指導(dǎo)。

跑道外來物（FOD）是威脅飛行安全的重大隱患之一。從金屬器件、機(jī)械工具，到橡膠碎片、混凝土瀝青碎塊，這些外來物會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)安全運(yùn)行造成威脅。民航二所研發(fā)的邊燈式FOD探測(cè)系統(tǒng)采用光電復(fù)合探測(cè)技術(shù)，融合了毫米波雷達(dá)與光學(xué)探測(cè)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道全天候、高精度掃描。掃描到外來物之后，系統(tǒng)會(huì)即時(shí)發(fā)送信號(hào)并提示后臺(tái)。對(duì)于高危外來物，系統(tǒng)將快速觸發(fā)處置流程——第一時(shí)間向后臺(tái)報(bào)警，并向終端工作人員推送信息，大幅提高外來物處置效率。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在成都天府國際機(jī)場(chǎng)、西安咸陽國際機(jī)場(chǎng)、廣州白云國際機(jī)場(chǎng)等應(yīng)用。

在科學(xué)處置機(jī)場(chǎng)鳥情、無人機(jī)擾航和圍界設(shè)施遭破壞等情況時(shí)，探測(cè)雷達(dá)同樣有的放矢。青島膠東機(jī)場(chǎng)在東跑道設(shè)置了一部相控陣?yán)走_(dá)，可對(duì)周邊6公里范圍內(nèi)的飛鳥進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)，并依托兩臺(tái)地面光電設(shè)備自動(dòng)識(shí)別鳥類；無人駕駛雷達(dá)自動(dòng)探驅(qū)多功能車能夠通過多光譜云臺(tái)與雷達(dá)輔助系統(tǒng)，對(duì)入侵機(jī)場(chǎng)周邊的鳥類及進(jìn)入圍界區(qū)域的動(dòng)物進(jìn)行探測(cè)識(shí)別、聲光報(bào)警和超聲波驅(qū)趕。

從位置到狀態(tài)的不斷演進(jìn)

“雷達(dá)”是英文單詞Radar的音譯，意為“無線電探測(cè)和測(cè)距”，即利用電磁波對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和識(shí)別的電子裝備。雷達(dá)就像探照燈一樣，只不過雷達(dá)發(fā)射的不是光，而是電磁波。電磁波遇到物體會(huì)被反射，并被接收機(jī)接收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的探測(cè)。

早期，民航領(lǐng)域的探測(cè)雷達(dá)主要用于輔助空中交通管制，幫助管制員了解飛機(jī)的大致位置，以避免空中碰撞事故發(fā)生。隨著民航業(yè)不斷發(fā)展，機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)（ASR）和航路監(jiān)視雷達(dá)（ARSR）等設(shè)備逐漸廣泛應(yīng)用。其中，ASR能夠探測(cè)出機(jī)場(chǎng)附近一定范圍內(nèi)飛機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡，為塔臺(tái)管制員提供重要決策依據(jù)。ARSR則設(shè)置在相應(yīng)航路點(diǎn)上，使飛機(jī)在長途飛行過程中也能被實(shí)時(shí)監(jiān)控，大大提高了民航飛行的安全性和效率。

業(yè)內(nèi)專家告訴記者：“空管使用的民航探測(cè)雷達(dá)可分為一次雷達(dá)和二次雷達(dá)。一次雷達(dá)是用于探測(cè)空中物體的反射式主雷達(dá)，包括機(jī)場(chǎng)監(jiān)視雷達(dá)、航路監(jiān)視雷達(dá)和機(jī)場(chǎng)地面探測(cè)設(shè)備等。不過，一次雷達(dá)只能知曉飛機(jī)位置，卻不清楚具體是什么飛機(jī)，因此就有了二次雷達(dá)。二次雷達(dá)不是單一的雷達(dá)，而是包括雷達(dá)信標(biāo)及數(shù)據(jù)處理在內(nèi)的一套系統(tǒng)，它的正式名稱是空中管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)（ATCRBS）?！?/p>

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，探測(cè)雷達(dá)具備了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)能夠綜合分析一次雷達(dá)和二次雷達(dá)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示飛機(jī)的詳細(xì)信息，包括識(shí)別號(hào)碼、高度、預(yù)計(jì)位置等。這使得管制員告別傳統(tǒng)的進(jìn)程單，直接在雷達(dá)屏幕上獲取相關(guān)飛機(jī)的全部數(shù)據(jù)。

天氣對(duì)于飛行安全有著巨大影響。在民航領(lǐng)域，用于空中管制的航管雷達(dá)以及用于氣象預(yù)報(bào)的氣象雷達(dá)，在航班保障中發(fā)揮著重要作用。

近年來，相控陣?yán)走_(dá)成為應(yīng)對(duì)天氣挑戰(zhàn)的有力武器。盡管都是“千里眼”，但不同波段的相控陣天氣雷達(dá)各有“絕活兒”。

C波段相控陣天氣雷達(dá)能夠快速監(jiān)測(cè)雷達(dá)站周圍24公里高度以下、400公里范圍內(nèi)云雨等天氣目標(biāo)的位置、分布和強(qiáng)度，精準(zhǔn)測(cè)量200公里范圍內(nèi)天氣目標(biāo)的徑向速度和速度譜寬參數(shù)，為構(gòu)建天氣目標(biāo)精細(xì)化三維結(jié)構(gòu)以及隨時(shí)間演變的過程提供數(shù)據(jù)支撐；S波段雙偏振相控陣天氣雷達(dá)探測(cè)范圍更廣，能快速監(jiān)測(cè)雷達(dá)站周圍24公里高度以下、460公里范圍內(nèi)的天氣目標(biāo)，精準(zhǔn)測(cè)量230公里范圍內(nèi)天氣目標(biāo)的多項(xiàng)參數(shù)，對(duì)臺(tái)風(fēng)、雷暴、冰雹、下?lián)舯┝鳌埦盹L(fēng)等災(zāi)害性天氣的信息獲取和預(yù)警能力更為出色；X波段相控陣天氣雷達(dá)則憑借體積小、波長短、時(shí)空分辨率高、安裝方便等特點(diǎn)，在觀測(cè)變化迅速的中小尺度天氣系統(tǒng)時(shí)表現(xiàn)卓越，可有效識(shí)別暴雨、冰雹、風(fēng)暴等災(zāi)害性天氣，對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的天氣系統(tǒng)強(qiáng)度、降水類型以及移動(dòng)速度和方向等進(jìn)行精準(zhǔn)追蹤，消除了S波段和C波段雷達(dá)觀測(cè)網(wǎng)的盲區(qū)。

此外，場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)在機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行管理中也發(fā)揮著重要作用。它如同機(jī)場(chǎng)的電子警察，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)場(chǎng)跑道、滑行道、停機(jī)坪等區(qū)域內(nèi)飛機(jī)和車輛的一舉一動(dòng)。通過對(duì)這些目標(biāo)的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行精確跟蹤，場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)能夠幫助地面管制人員高效指揮交通，確保機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的交通順暢。

兼顧多元需求的未來發(fā)展

一次雷達(dá)和二次雷達(dá)為空中交通管制提供了全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)；場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)“看得小、看得快、看得準(zhǔn)”，為機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面安全運(yùn)行管理提供支撐；氣象雷達(dá)“穿透云層”，為特殊天氣條件下航班放行提供了分鐘級(jí)決策依據(jù)……多種類型的探測(cè)雷達(dá)協(xié)同工作，構(gòu)建了嚴(yán)密高效的空中監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

“目前，在機(jī)場(chǎng)端，F(xiàn)OD與鳥情雷達(dá)筑牢地面安全雙屏障；在空管端，相控陣天氣雷達(dá)提升天氣預(yù)警時(shí)效；在航企端，機(jī)載雷達(dá)保障飛行安全”。業(yè)內(nèi)專家表示，隨著未來無人機(jī)物流、城市空中交通等新業(yè)態(tài)的發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)將朝著多源融合探測(cè)、國產(chǎn)化標(biāo)準(zhǔn)輸出以及人工智能（AI）驅(qū)動(dòng)預(yù)警三大方向持續(xù)突破，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也朝著國產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化方向發(fā)展。

近年來，民航業(yè)的快速發(fā)展對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的性能提出了更高要求。例如，在對(duì)無人機(jī)等航空器的探測(cè)上，更高的精度將有助于準(zhǔn)確判斷其飛行軌跡和意圖，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施；而更遠(yuǎn)的探測(cè)距離則可以擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，減少監(jiān)測(cè)盲區(qū)，在海洋等廣闊區(qū)域的飛行監(jiān)測(cè)中具有重要意義。

在技術(shù)層面，未來，民航探測(cè)雷達(dá)將融合眾多先進(jìn)技術(shù)。雷達(dá)波束成形技術(shù)通過精確控制雷達(dá)天線陣列中各個(gè)單元的發(fā)射信號(hào)幅度和相位，使雷達(dá)波束能夠在空間中靈活形成特定的形狀和指向。這不僅提高了雷達(dá)的探測(cè)精度，還增強(qiáng)了其遠(yuǎn)距離探測(cè)能力，能夠在復(fù)雜的空中環(huán)境中更準(zhǔn)確地分辨和跟蹤目標(biāo)。此外，數(shù)字相控陣技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)、毫米波太赫茲技術(shù)等也在快速發(fā)展，為航班運(yùn)行提供更多保障。

信號(hào)處理相關(guān)技術(shù)是雷達(dá)的“大腦”，負(fù)責(zé)對(duì)雷達(dá)接收到的微弱、復(fù)雜的信號(hào)進(jìn)行一系列處理。邊緣計(jì)算等技術(shù)能夠在探測(cè)雷達(dá)從信號(hào)的放大、濾波，到目標(biāo)的檢測(cè)、識(shí)別過程中更加有效地去除噪聲和干擾信號(hào)，從海量的回波信號(hào)中提取有用的目標(biāo)信息。“隨著算法和技術(shù)不斷發(fā)展，雷達(dá)系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)處理能力得到了極大提升，確保雷達(dá)能夠在各種復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定、準(zhǔn)確地工作”。業(yè)內(nèi)專家表示，人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展為雷達(dá)系統(tǒng)的智能化升級(jí)提供了強(qiáng)大的支撐。下一步，民航領(lǐng)域的探測(cè)雷達(dá)將有望具備自主學(xué)習(xí)和決策的能力。通過對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，雷達(dá)系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)天氣模式等復(fù)雜情況，并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

在四維航跡技術(shù)中，雷達(dá)與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、星基ADS-B融合，構(gòu)建起“空天地”一體化監(jiān)視網(wǎng)，將讓飛機(jī)從起飛到降落全程的經(jīng)度、緯度、高度、時(shí)間等精確等級(jí)再上一個(gè)臺(tái)階；在城市空中交通場(chǎng)景中，eVTOL（電動(dòng)垂直起降航空器）也需要依托高精度的探測(cè)雷達(dá)，建立起立體交通網(wǎng)絡(luò)；激光雷達(dá)、微波輻射計(jì)等傳感器共同打造的“航空氣象云”，將通過數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)時(shí)生成氣象場(chǎng)，提前預(yù)測(cè)天氣特情……從“機(jī)場(chǎng)圈”到“航路云”，隨著科技的創(chuàng)新和不斷應(yīng)用，探測(cè)雷達(dá)在性能提升、智能化發(fā)展等多個(gè)方面不斷實(shí)現(xiàn)新的突破，助力民航業(yè)朝著可持續(xù)、安全、高效的方向發(fā)展。（中國民航報(bào) 記者張人尹）

（本文刊載于中國民航報(bào)2025年8月20日5版）

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編輯|張 薇

校對(duì)|張 彤

審核|韓 磊