Se define como seguimiento al proceso por el cual son extra´ıdos los datos de velocidad y trayectoria de toda aeronave presente en el espacio a´ereo sobre el que el radar tiene cobertura a fin de conocer la evoluci´on de cada uno de ellos. Un sistema radar de seguimiento consiste en dos partes fundamentales: [2] [3]
Asociaci´on de datos: Procedimiento por el que se establece una correspondencia entre los plots recibidos en cada exploraci´on con pistas existentes. Es el proceso m´as importante, ya que de sus resultados depende el funcionamiento global del sistema. Se lleva a cabo mediante ventanas de asociaci´on, basadas en criterios de proximidad debido a que el radar tiene mayor precisi´on de medida en distancia.
Filtrado:El denominado Filtro de Seguimiento procesa las medidas realizadas por el radar con el fin de reducir el error de medida de las posiciones, estimar la velocidad y aceleraci´on del blanco y predecir la posici´on en la que aparecer´a el nuevo plot en la siguiente exploraci´on. La precisi´on del seguimiento depende de la calidad de la medida y el dise˜no del filtro de seguimiento.
En la actualidad, existen distintos tipos de sistemas de seguimiento dependiendo de la aplicaci´on para la que est´en destinados: Doppler tracking, Track before detect, Group tracking, Leading-edge tracking, Passive angle tracking, entre otros [3]. El tipo de sistema empleado en interrogadores IFF es el denominado TWS (Track While Scan), y en este caso con capacidad MTT (Multiple Target Tracking), es decir, puede realizar un seguimiento de m´ultiples blancos simult´aneamente de forma autom´atica. Las principales caracter´ısticas de estos conceptos son: [3] [6] [7] [8]
Track While Scan (TWS):T´ecnica empleada en radares de vigilancia a´erea cuyo periodo nominal de exploraci´on va de 4 a 12 segundos. Se trata de unproceso de seguimiento autom´aticoen tiempo real en el que el receptor env´ıa peri´odicamente v´ıdeos de datos procedentes de la se˜nal recibida por la antena de exploraci´on al procesador, encargado de seguir los blancos individualmente. Las detecciones son sometidas a procesos de correlaci´on mediante ventanas de asociaci´on a fin de asociar cada detecci´on con una pista existente, empleando para ello algoritmos de predicci´on de posiciones mediante filtros de seguimiento.
Multiple Target Tracking (MTT): T´ecnica empleada para realizar el seguimiento de una gran cantidad de blancos simult´aneamente a partir de la divisi´on de los datos de entrada en conjuntos de datos que pertenecen a un mismo blanco, permitiendo la rotaci´on continua de la antena. En situaciones con un alto grado de tr´afico a´ereo, el sistema estar´a sometido a una elevada cantidad de datos simult´aneamente que tendr´a que tratar de forma eficiente, as´ı como a problemas por ambig¨uedades en las asociaciones.
Dada la dificultad de implementar un sistema MTT por la elevada carga computacional requerida, se deben implementar mecanismos de mejora de la eficiencia en el tratamiento de datos. Por ello, una primera medida para facilitar esta tarea es dividir la carga de datos recibidos mediante una divisi´on angular en sectores del ´area de cobertura del radar. [6]
2.3.1.
Divisi´on del Espacio Radar
Con el fin de minimizar el n´umero de comparaciones necesarias para realizar las asociaciones, se dividir´a sectorialmente el ´area de cobertura del radar. Para ello se debe tener en cuenta la memoria del sistema y la capacidad de operaciones que puede realizar en un ciclo de reloj, de manera que a medida que su capacidad y memoria aumenten, menor ser´a el n´umero de sectores necesarios en los que se deba dividir el espacio de vigilancia. En este caso se realiza una divisi´on de 32 sectores de 11,25o cada uno por especificaciones del equipo empleado.
Al realizar esta divisi´on se debe tener en cuenta que los blancos cercanos al origen pueden realizar saltos sectoriales mayores que la unidad, lo que podr´ıa ocasionar la p´erdida de la pista, ya que al realizar la asociaci´on se tienen en cuenta el sector actual del blanco y los sectores adyacentes. Por este motivo cada sector estar´a dividido a su vez en dos zonas, delimitadas por un radio R cuyo valor debe cumplir la siguiente condici´on: [9]
Vmax·Tant ≤R·sen(θs) (2.1) Donde:
R [m]: Longitud del radio interior.
Vmax[m/s]: Velocidad m´axima del blanco permitida. Es un valor ajustable en funci´on de la aplicaci´on.
Tant [s]: Periodo de rotaci´on de la antena de vigilancia.
θs [o]: ´Angulo de cada sector, en este caso 11,25o.
El orden de los sectores generados se corresponde con el sentido de rotaci´on de la antena de exploraci´on, siendo el primer sector (sector 0) el espacio ocupado desde que el l´obulo principal de la antena pasa por el norte geogr´afico hasta que haya girado un ´angulo
Aplicando los conceptos anteriormente descritos, la superficie de cobertura que rodea al emplazamiento del radar, o espacio radar, quedar´ıa dividido en sectores de la siguiente manera: +1 -1 +2 +3 - 2 - 3
Norte
n n n n n n nFigura 2.3: Sectorizaci´on del ´area de cobertura
Las franjas resaltadas en la Figura 2.3 se corresponden con los sectores sobre los que se realizar´an las comparaciones. Para un plot que se encuentre en un sectorn, los sectores sobre los que se buscar´a realizar las asociaciones con las pistas existentes ser´a en los sectores actual y adyacentes completos, n, n+ 1 y n−1; y en los subsectores dentro del radio interior n+ 2, n+ 3, n−2 y n−3. En caso de que el blanco se encuentre en el sector central las asociaciones se buscar´an con todos los subsectores centrales. [9]
Debido a esta divisi´on, se pueden definir los siguientes conceptos: [26]
Paso por norte: Cada vez que el l´obulo principal de la antena pasa por el norte geogr´afico se env´ıa un mensaje con el campo ARP (Azimut Reference Pulse) = 1.
Paso por sector: Cada vez que la antena pasa por uno de los 32 sectores se env´ıa un mensaje con el campo ACP (Azimut Change Pulse) con un valor de 0 a 31. La sectorizaci´on es tenida en cuenta por el Extractor de Datos Radar, dotando a su salida a cada plot de un campo sector numerado del 0 al 31, as´ı como un bit indicando si se encuentra a una distancia d ≤ R (Apartado 2.2.1). Los plots y pistas generados son almacenados en listas, una por sector, ordenados en orden creciente de azimut,
2.3.2.
Procedimiento de Seguimiento
El procedimiento general de seguimiento que se realiza en un sistema de este tipo se realiza seg´un lo descrito en la Figura 2.4, donde cada nuevo plot es detectado en el sector n y los sectores de b´usqueda corresponden a los sectores expuestos en el Apartado 2.3.1. [6] [9] Nuevo Plot Comparaci´on con pistas sectores de b´usqueda ¿Posible Asociaci´on? SI SI NO NO Cono de Silencio Criterio N/M Inicializaci´on ¿Ambig¨uedad? Gesti´on Ambig¨uedades Asociaci´on Filtro de Seguimiento Actualizaci´on Pista Mantenimiento Pistas Figura 2.4: Esquema general del sistema de seguimiento
El sistema funciona de forma autom´atica, por lo que para poder realizar el seguimiento de forma eficiente, los plots y las pistas son ordenadas en listas en orden creciente de azimut respecto al norte geogr´afico (paso por norte). Tras el proceso de asociaci´on, la lista de pistas podr´a estar desordenada, por lo que en la actualizaci´on se deber´a reordenar la lista de pistas del sector. [9]