MH/T 4010-2016 空中交通管制二次监视雷达系统技术规范

ICS49.090

M53

MH

中华人民共和国民用航空行业标准

MH/T4010—2016

代替MH/T4010－2006

空中交通管制二次监视雷达系统技术规范

TechnicalstandardsforATCsecondarysurveillanceradar

2016-10-09发布2017-01-01实施

中国民用航空局发布

MH/T4010—2016

目次

前言................................................................................II

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语、定义和缩略语................................................................1

3.1术语和定义....................................................................1

3.2缩略语........................................................................4

4技术要求..........................................................................5

4.1组成..........................................................................5

4.2分类..........................................................................5

4.3一般要求......................................................................5

4.4性能要求......................................................................6

4.5询问应答模式..................................................................7

4.6天线系统.....................................................................16

4.7询问器.......................................................................18

4.8点迹录取器...................................................................20

4.9航迹处理器...................................................................21

4.10监控维护系统................................................................21

4.11雷达数据输出................................................................22

4.12测试应答机..................................................................23

附录A（规范性附录）模式C编码.....................................................25

附录B（资料性附录）天线垂直及水平方向性示意图.....................................51

MH

I

MH/T4010—2016

前言

本标准按照GB/T1.1－2009给出的规则起草。

本标准代替MH/T4010－2006《空中交通管制二次监视雷达设备技术规范》，与MH/T4010－2006

相比主要技术变化如下：

――修改了标准名称，将“设备”修改为“系统”；

――删除了三脉冲询问体制的定义（2006年版3.1.16）；

——增加了严重故障的定义（见3.1.21）；

――修改了系统的分类方式（见4.2，2006年版4.2）；

——增加了二次监视雷达系统电源要求（见4.3.5）；

――增加了S模式最大作用距离要求（见4.4.1）；

――修改了二次监视雷达系统目标处理能力要求（见4.4.6，2006年版4.4.6）；

――增加了接收机抗干扰能力要求（见4.4.9d））；

——修改了应急码作用定义（见4.5.5.3，2006年版4.5.5.3）；

――增加了S模式询问要求（见4.5.7.2、4.5.7.3）；

――增加了S模式机载设备特性要求（见4.5.10）；

――修改了S模式询问和应答信息字段的含义（见4.5.11，2006年版4.5.10）；

——修改了天线方位脉冲编码信息（见4.6.4，2006年版4.6.4）；

——增加了天线安全保护装置要求（见4.6.6.6）；

——将“监控器”和“维护显示器”章节合并为“监控维护系统”（见4.10，2006年版4.10、4.11）；

――修改了数据格式要求（见4.11.1，2006年版4.12.1）；

――增加了S模式联网服务接口要求（见4.11.2）；

――修改了数据传输协议和速率要求（见4.11.3，2006年版4.12.2）；

——删除了数据接口要求（2006年版4.12.6）；

――修改了时钟接口要求（见4.11.7，2006年版4.12.7）；

——增加了水平方向图（见附录B）。

本标准由中国民用航空局空管行业管理办公室提出并负责解释。

本标准由中国民航科学技术研究院归口。

本标准起草单位：中国民用航空局空管行业管理办公室、中国民用航空局第二研究所。

本标准主要起草人：郭静、张卫星、叶家全、范小敏、潘捷、杜辉、张勇。

本标准于2000年7月首次发布，2006年4月第一次修订。

II

MH/T4010—2016

空中交通管制二次监视雷达系统技术规范

1范围

本标准规定了用于民用航空空中交通管制二次监视雷达系统的通用技术要求。

本标准适用于民用航空使用的、具备A/C模式和S模式能力的常规或单脉冲体制二次监视雷达系统

的设计、研制、建设和使用。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

MH/T4008空管雷达及管制中心设施间协调移交数据规范

ICAO《国际民用航空公约》附件10《航空电信》第四卷

EurocontrolASTERIXCategory01欧控标准文件雷达数据交换传输第2a部分目标报告

（EurocontrolStandardDocumentForRadarDataExchangePart2aTransmissionofMonoradarData

TargetReports）

EurocontrolASTERIXCategory02欧控标准文件雷达数据交换传输第2a部分服务信息

（EurocontrolStandardDocumentForRadarDataExchangePart2aTransmissionofMonoradarData

ServiceMessages）

EurocontrolASTERIXCategory017S模式监视协调功能消息传输（PoemsDocumentForAsterix

Category017TransmissionofModeSSurveillanceCoordinationFunctionMessages）

EurocontrolASTERIXCategory018S模式数据链功能信息传输（PoemsDocumentForAsterix

Category018(Part6)TransmissionofModeSDatalinkFunctionMessages）

EurocontrolASTERIXCategory034欧控标准文件雷达数据交换传输第2b部分服务信息

（PoemsDocumentforRadarDataExchangePart2bTransmissionofMonoradarServiceMessages）

EurocontrolASTERIXCategory048欧控标准文件雷达数据交换传输第4部分目标报告（Poems

DocumentforRadarDataExchangePart4TransmissionofMonoradarTargetReports）

3术语、定义和缩略语

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1MH

二次监视雷达系统secondarysurveillanceradarsystem

通过地面询问机的询问和空中机载应答机的应答给装有机载应答机的飞行器定位的雷达系统。

3.1.2

1

MH/T4010—2016

询问器interrogator

发射询问编码脉冲和接收应答编码脉冲的系统。

3.1.3

飞机地址码aircraftaddress

用于地面通信、导航和监视目的，对每架飞机指定的、唯一的24位二进制编码。

3.1.4

距离分辨力rangeresolution

在同一方位上，雷达区分相邻飞行器最小距离间隔的能力。

3.1.5

测距精度rangecuracy

雷达测距估值的均方误差。

3.1.6

方位分辨力azimuthresolution

在同一距离上，雷达区分相邻飞行器最小方位角的能力。

3.1.7

方位精度azimuthaccuracy

雷达探测方位估值的均方误差。

3.1.8

鉴别力discrimination

完成目标坐标测量精度雷达系统给出的最小可分辨单元。

3.1.9

异步干扰fruit

二次监视雷达收到其他二次监视雷达询问应答所引起的干扰。

3.1.10

框架脉冲framingpulses

回答编码组中两个间隔为20.3μs的脉冲。

3.1.11

交织应答interleavereply

应答脉冲组相互重叠，但脉冲位置不相互占用的应答。参见图1。

图1交织码示意图

2

MH/T4010—2016

3.1.12

同步串扰garble

应答脉冲组相互重叠，且脉冲位置相互占用的应答。参见图2。

图2同步串扰示意图

3.1.13

假框架目标phantom

由于错误判断框架脉冲所形成的目标。参见图3和图4。

图3C2-SPI引起假框架目标

图4应答接近引起假框架目标

3.1.14

反射假目标ghost

由障碍物反射引起的假目标。

3.1.15

零值深度nulldepth

单脉冲雷达天线水平波束的差（）波束的峰值功率与差（）波束（中心的）最小功率之比。

3.1.16

切线灵敏度tangentsensitivity

通过在示波器上观察接收机的视频输出，使用一个脉冲信号将观察到的噪声振幅升高，升高的高度

和这个脉冲的自身高度相同时的输入信号强度。参见图MH5。

图5切线灵敏度视频波形示意图

3.1.17脉冲参数定义

3.1.17.1

3

MH/T4010—2016

脉冲幅度pulseamplitude

A

脉冲包络峰值电压幅度。参见图6。

图6脉冲波形参数

3.1.17.2

脉冲宽度pulseduration

脉冲包络上升和下降半幅度点（0.5A）之间的时间间隔。参见图6。

3.1.17.3

脉冲上升时间pulserisetime

脉冲包络上升从0.1A到0.9A之间的时间。参见图6。

3.1.17.4

脉冲下降时间pulsedecaytime

脉冲包络下降从0.9A到0.1A之间的时间。参见图6。

3.1.17.5

脉冲间隔pulseinterval

第一个脉冲上升沿半幅度（0.5A）点和第二个脉冲上升沿半幅度点之间的时间间隔。参见图6。

3.1.18

常规二次监视雷达conventionalsecondarysurveillanceradar

采用普通脉冲雷达定位技术对装有应答机的飞行器进行空间坐标测量的二次监视雷达。

3.1.19

单脉冲二次监视雷达mono-pulsesecondarysurveillanceradar

采用单脉冲雷达测角技术对装有应答机的飞行器进行空间坐标测量的二次监视雷达。

3.1.20

严重故障criticalfailures

使产品不能完成规定任务的或可能导致人或物重大损失的故障或故障组合。

3.2缩略语

4

MH/T4010—2016

下列缩略语适用于本文件。

IISLS改善型询问旁瓣抑制（improvementinterrogationsidelobesuppression）

ISLS询问旁瓣抑制（interrogationsidelobesuppression）

LRU在线可替换单元（linereplaceableunit）

MSSR单脉冲二次监视雷达（mono-pulsesecondarysurveillanceradar）

MTBCF严重故障平均间隔时间（meantimebetweencriticalfailures）

MTBF故障平均间隔时间(meantimebetweenfailures）

MTTR故障维修时间（meantimetorepair）

RSLS接收机旁瓣抑制（receiversidelobesuppression）

SPI特殊位置识别（specialpositionidentification）

SSR二次监视雷达（secondarysurveillanceradar）

4技术要求

4.1组成

二次监视雷达系统由天线、转台（旋转关节、马达、码盘等）及馈线系统、询问器、点迹录取器及

航迹处理器、监控维护系统和测试应答机等组成。

4.2分类

二次雷达监视系统从目标定位技术上一般分为常规二次监视雷达系统和单脉冲二次监视雷达系统；

从询问应答能力上又分为二次监视雷达系统和S模式二次监视雷达系统。

4.3一般要求

4.3.1二次监视雷达系统应符合ICAO《国际民用航空公约》附件10《航空电信》第四卷的要求。

4.3.2二次监视雷达系统的组成（天馈系统和维护显示器除外）应采用双机配置，应能自动切换。设

备应能24h连续工作。

4.3.3二次监视雷达系统组成的设备应采用全固态半导体器件，并应有相应的正常与故障监视指示。

4.3.4二次监视雷达系统单通道设备配置的条件下，系统的MTBF应大于1500h；双通道配置的条件

下，MTBCF应大于20000h。二次监视雷达系统室内设备的MTTR应小于0.5h，室外设备的MTTR应小

于2h。

4.3.5二次监视雷达系统电源应具有过流、过压保护能力。工作电源支持220V±22V、380V±38V，

频率45Hz～63Hz。

4.3.6二次监视雷达系统对环境的要求如下：

a)室内设备应能在下列环境正常运行：

1)工作温度：0℃～＋40℃；

2)相对湿度：5%～90%；

Mb)室内设备应在下列环境中存储：H

1)存储温度：－10℃～＋50℃；

2)相对湿度：5%～90%；

c)室外设备要求的环境条件如下：

1）环境温度：－55℃～＋70℃；

2）相对湿度：5%～100%；

5

MH/T4010—2016

d)室内、外设备应在海拔不超过3500m的地区能正常工作。

4.4性能要求

4.4.1最大作用距离

常规二次监视雷达的最大作用距离应不小于200nmile；单脉冲二次监视雷达的最大作用距离应不

小于250nmile；S模式二次监视雷达的最大作用距离应不小于200nmile，且覆盖上限应不小于

20116.8m（66000ft）。

4.4.2最小作用距离

在所有方位上，天线垂直波束仰角在0.5°～50°时，最小作用距离应不大于0.5nmile。

4.4.3距离参数

距离分辨力应不大于75m，测距精度应不大于29m（不包含应答机应答延时引入的测距误差），

距离鉴别力应不大于18m。

4.4.4方位参数

单脉冲二次监视雷达的方位分辨力应不大于0.6°（条件为A模式和C模式交替），方位精度应不大于

0.05°，方位角鉴别力应不大于0.022°。

4.4.5系统应答解码有效性

A模式代码有效性应大于98%；C模式代码有效性应大于97%；S模式代码有效性应大于99%。

4.4.6目标处理能力

转速在不低于10r/min时，目标处理能力应满足表1要求。

表1目标处理能力

范围

5102040608090130150200256

nmile

飞机容量

45105180270382495540638800850900

批次

大扇区峰值（45°）

1226456896124135160200211222

批次

小扇区峰值（3.5°）

36111623303238485154

批次

4.4.7航迹综合能力

转速在15r/min时，航迹综合能力应满足下列要求：

a)天线每转一周能处理一、二次雷达配对航迹400批以上；

b)在11.25°扇区内能处理一、二次雷达配对航迹64批以上。

4.4.8抗干扰能力

系统应具备下列抗干扰能力：

6

MH/T4010—2016

a)抑制询问天线旁瓣从任何方向收到的异步干扰的能力。在最恶劣的异步干扰（每秒10000次）

的条件下，不应丢失目标报告，每次扫描（360º）产生的虚假目标报告应不超过一个；

b)抑制询问天线主瓣接收到的反射假目标的能力；

c)抑制假框架目标的能力；

d)接收机应能处理连续波（幅度-95dBm～-20dBm）以及脉冲连续波干扰（两个重叠的脉冲序列，

第一个-40dBm，第二个-60dBm重叠第一个0.7μs）。

4.5询问应答模式

4.5.1A/C模式询问

4.5.1.1A/C模式询问编码采用三脉冲体制（参见图5）。脉冲P1和P2的间隔应为2.00μs±0.15μs。

4.5.1.2A/C模式询问编码脉冲P1、P2和P3应满足下列要求：

a)冲宽度为0.8μs±0.1μs；

b)脉冲上升时间为0.05μs～0.lμs；

c)脉冲下降时间为0.05μs～0.2μs。

4.5.1.3A/C模式询问模式见表2。

表2询问模式

询问模式P1和P3之间的脉冲间隔功能

A模式8.0μs±0.2μs空中交通管制识别询问

C模式21.0μs±0.2μs高度询问

4.5.1.4询问机应具有询问旁瓣抑制特性，P1和P3脉冲通过定向(和)波束辐射，P2脉冲通过旁瓣抑制

(控制)波束辐射。

4.5.1.5在询问所需的范围内，P2的辐射强度应低于P1辐射强度9dB；在询问所需的范围之外不应小

于来自询问天线旁瓣辐射P1的强度。

4.5.1.6在定向天线所要求的波束宽度内（主瓣），P3的辐射强度应在P1辐射强度的±ldB之内。

4.5.2联合模式询问

4.5.2.1联合模式询问应在P3脉冲后2.0μs处增加P4脉冲（见图7）。当P4脉冲宽度为0.8μs时，

为A/C模式全呼叫询问；当P4脉冲宽度为1.6μs时，为A/C/S模式全呼叫询问。

4.5.2.2当应答机接收到有效的A/C模式全呼叫询问时，具备A/C模式功能的应答机应产生相应模式

的应答信号，具备S模式能力的应答机不产生应答。

4.5.2.3当应答机接收到有效的A/C/S模式全呼叫询问时，A/C模式应答机和具备S模式能力的应答

机都应产生相应模式的应答信号。

MH

7

MH/T4010—2016

图7联合询问模式

4.5.3S模式询问

4.5.3.1S模式询问信号采用图8所示的信号形式，P6脉冲的宽度为16.25μs或30.25μs，分别包含

56或112位询问信息，P5脉冲通过控制通道发射，用于询问旁瓣抑制。

4.5.3.2具备S模式能力的应答机接收到有效的S模式全呼叫询问时，应产生相应S模式全呼叫应答。

4.5.3.3询问器对所有S模式应答机发送询问信息时，应答机不必产生应答。

4.5.3.4具备S模式能力的应答机接收到有效的S模式选择性询问时，仅当应答机地址与询问信号中

包含的地址相同时，产生相应S模式应答。

4.5.3.5询问脉冲特性见表3。

图8S模式询问信号的形式

8

MH/T4010—2016

表3询问脉冲特性单位为微秒

上升时间下降时间

脉冲名称脉冲宽度脉宽容差

最小最大最小最大

P1、P2、P3、P50.8±0.10.050.10.050.2

P4(短)0.8±0.10.050.10.050.2

P4(长)1.6±0.10.050.10.050.2

P6(短)16.25±0.250.050.10.050.2

P6(长)30.25±0.250.050.10.050.2

4.5.4A/C模式应答编码(见图9)

4.5.4.1框架脉冲

应答应使用由两个间隔为20.3μs脉冲组成的信号作为最基本的代码。这两个脉冲定义为框架脉冲，

记为F1和F2。

图9应答编码格式

4.5.4.2信息脉冲

信息脉冲应自第一个框架脉冲之后按1.45μs的增量间隔组成。这些脉冲的标志和位置应符合表4

的规定。

表4脉冲标志和位置

位置（相对第一个帧脉冲的间隔）

脉冲

s

C11.45

A12.90

C24.35

A25.80

C47.25

MA4H8.70

X10.15

B111.60

D113.05

9

MH/T4010—2016

表4（续）

位置（相对第一个帧脉冲的间隔）

脉冲

s

B214.50

D215.95

B417.40

D418.85

4.5.4.3SPI脉冲

SPI脉冲应由飞行员人工选择发射。当需要时，该脉冲应在A模式应答中发射，其位置在最后一个框

架脉冲后4.35μs，脉冲宽度为0.45μs。

4.5.4.4应答脉冲位置的容差

应答的每一个脉冲与第一个框架脉冲的允差应为±0.1μs。SPI脉冲与应答组中的最后一个框架脉

冲的允差应为±0.1μs。应答组中任何一个脉冲与应答组中另外的脉冲（除第一个框架脉冲之外）间隔

的允差应不大于0.15μs。

4.5.4.5应答脉冲特性

所有应答编码脉冲参数应满足下列要求：

a)脉冲宽度为0.45μs±0.lμs；

b)脉冲上升时间为0.05μs～0.lμs；

c)脉冲下降时间为0.05μs～0.lμs；

d)任何两个应答脉冲间的幅度变化不大于ldB。

4.5.5A模式应答编码

4.5.5.1A模式询问的应答码为识别码，应由4.5.4.1规定的两个框架脉冲和4.5.4.2规定的信息脉

冲组成。信息脉冲根据编码需要选择。

4.5.5.2A模式应答编码应能人工选择4096种。

4.5.5.3A模式应答编码中的7700、7600、7500为应急码。表5给出了应急码的作用。

4.5.5.4A模式代码由阿拉伯数字0～7组成，应为4.5.4规定的同一字母脉冲的脚标之和。A模式应

答编码的排序见表6。

表5应急码的作用

编码作用

7700紧急和遇险（EMG）

7600无线电失效（COM）

7500非法干扰飞行器（HIJ）

10

MH/T4010—2016

表6A模式应答编码字母的排序

数字位脉冲字母

第一位（最高位）A

第二位B

第三位C

第四位D

4.5.6C模式应答编码

4.5.6.1C模式询问的应答编码为高度码。当数字化的气压高度信息有效时，C模式询问的应答码应由

4.5.4.1和4.5.4.2规定的两个框架脉冲和信息脉冲组成。信息脉冲的位置应根据气压高度满足附录A

的要求。

4.5.6.2C模式应答编码应由标准循环码（Gray码）和五周期循环码组成，见表7。

标准循环码的字母D1不用(恒为0)，D2代表最高位（MSB），标准循环码增量约为150m（500ft）。

五周循环码的字母C4代表最低位（LSB），五周期循环码增量约为30m（100ft）。五周期循环码编码

规则见表8。

表7C模式应答编码字母的排序

标准循环码（Gray码）五周期循环码

D2D4A1A2A4B1B2B4C1C2C4

表8五周期循环码规则

五周期循环码

标准循环码对应数值五周期循环码所对应得数值

C1C2C4（LSB）

0010

0111

偶数0102

1103

1004

1000

1101

奇数0102

0113

0014

4.5.7S模式上行询问格式

4.5.7.1MS模式上行询问格式共有25种，见图10。H

11

MH/T4010—2016

注1：XX:M表示指定的这段XX，M表示该字段所包含的位数。

注2：N表示未分配的N位代码，发送时这些位为“0”。

注3：上行格式（UF）0到23对应于询问信号的前五位。UF=24时，仅由询问信号前两位置“11”定义，其他三位数

据由询问信号的内容确定。

图10S模式上行询问格式

12

MH/T4010—2016

4.5.7.2S模式询问频率为1030MHz±0.01MHz。

4.5.7.3S