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INTRODUZIONE
La crescente domanda di traffico che negli ultimi anni ha investito gli aeroporti, ed in generale tutti gli enti di gestione del traffico aereo, e gli incidenti avvenuti negli ultimi anni hanno evidenziato la necessità di migliorare gli attuali sistemi di sorveglianza aerea e di superficie.
Attuali ricerche sull’ATM (Air Traffic Management) dimostrano che la mancanza di procedure per l’organizzazione ed il controllo del traffico aeroportuale a terra è uno dei principali fattori limitanti dell’evoluzione futura del traffico aereo tanto che sono stati definiti a livello internazionale i requisiti per un sistema di controllo che è riconosciuto con la sigla A-SMGCS (Advanced Surface Management Guidance and Control System).
Uno dei principali obbiettivi di tale sistema è il mantenimento e la valorizzazione della sicurezza e dell’efficienza dei movimenti a terra attraverso l’automazione di semplici funzioni. Tali esigenze nascono dalla necessità di limitare situazioni di pericolo soprattutto nel caso di cattive condizioni meteorologiche (su tutte la scarsa visibilità), e di velocizzare quelle operazioni che possono portare alla congestione del traffico con relativi ritardi. A questo scopo un’efficiente sistema di controllo evita che si possa giungere a situazioni di parziale sfruttamento delle potenzialità dell’aeroporto con le relative conseguenze anche finanziarie.
Sino ad oggi infatti il controllo del traffico aeroportuale è stato portato avanti dall’uomo attraverso tre funzioni fondamentali: osservazione visiva, pianificazione a memoria e comunicazione a voce. In questo
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modo le informazioni scambiate tra controllore e pilota sono di semplice avviso senza un’interazione guidata.
Con l’A-SMGCS l’aeroporto è considerato come un sistema integrato di traffico in cui le moderne tecnologie permettono di automatizzare alcune semplici funzioni con le quali assistere l’uomo, alle cui capacità spettano comunque le decisioni più importanti (una completa automazione non è infatti consigliabile). I requisiti principali che un A-SMGCS deve possedere sono i seguenti:
• Essere modulare ed adattabile alle necessità dei singoli aeroporti.
• Avere costi contenuti e sfruttare gli apparati già esistenti.
• Essere predisposto per nuove addizionali funzioni.
• Poter essere applicato con semplicità a partire da qualsiasi condizione iniziale.
Un’architettura modulare ed una struttura flessibile permettono di rispondere ai continui cambiamenti delle operazioni aeroportuali, e rendono possibile una progressiva interazione con nuove funzioni.
L’attuale controllo del traffico è determinato confrontando l’interpretazione dei dati riguardanti lo scenario in uscita dai sensori, con una pre-programmata situazione di traffico.
Alla base di tutto sta dunque il monitoraggio della zona da osservare, con l’identificazione e la classificazione degli oggetti presenti. Essi sono costituiti sia da aeroplani e veicoli mobili (come bus, carrelli per bagagli, scale mobili, camion rifornimenti) che da edifici fissi quali hangar e palazzi: il tutto all’interno di uno scenario composto da piste per il decollo e l’atterraggio (runways), piste per manovra (taxiways) e zone di erba.
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Per la realizzazione di questi sistemi il radar rappresenta il principale sensore da utilizzare perché permette un monitoraggio continuo 24 ore su 24 in qualsiasi condizione climatica e di visibilità.
Il progetto di un’adeguata rete di radar comporta la determinazione di un complesso numero di parametri critici dei sensori; il dimensionamento di questi parametri comporta la conoscenza di fattori climatici ed ambientali che sono caratteristici di ogni aeroporto, nonché della relativa configurazione logistica.
In questa tesi viene presentato un simulatore per un radar S.M.R (Surface Moviment Radar) per la ricostruzione delle immagini di bersagli e il monitoraggio in ambiente aeroportuale. Un simulatore radar rappresenta un ottimo strumento di progettazione e di analisi per la valutazione a priori sia delle caratteristiche dell’apparato reale, sia delle prestazioni che si ottengono. Una precisa ricostruzione della scena permette soprattutto di simulare situazioni critiche che sarebbe pericoloso o comunque difficile ricreare dal vivo: si pensi ad esempio alla presenza di due aerei nello stesso spazio di manovra a distanza inferiore a quella di sicurezza, o a situazioni di emergenza come l’incursione di veicoli in pista durante la fase di decollo o di atterraggio.
Un simulatore può essere anche utilizzato per implementare e testare nuovi algoritmi di signal processing che operano sui dati di uscita della simulazione, atti a migliorare le informazioni rese disponibili dal radar stesso: si può ad esempio pensare all’estrazione di determinati parametri caratteristici del bersaglio detti “features”, quali lunghezza e larghezza , che permettono un’automatica identificazione di esso.
Il simulatore presentato in questa tesi permette la ricostruzione geometrica della scena da riprodurre, mediante il posizionamento di
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piste, di zone di manovra, di zone di erba e di costruzioni di vario genere (torre di controllo, hangar, palazzi). In ingresso vengono inseriti i parametri relativi alle caratteristiche geometriche degli oggetti: in questo modo è possibile generare situazioni realistiche diverse ed adattabili alla maggior parte degli aeroporti. Lo sviluppo di questo simulatore nasce nell’ambito della ricerca della forma d’onda in trasmissione più adatta per un radar che si trova ad operare in ambiente aeroportuale. Gli sforzi maggiori dunque saranno rivolti per ottenere un software che, oltre alla generazione di risultati attendibili, offra una notevole facilità di estensione nella programmazione di nuove forme d’onda oltre a quella attualmente implementata.
Per la programmazione del simulatore è stato utilizzato il software Matlab nella versione 6.5, sviluppato dalla “The MathWorks, Inc.
Software” che si è rivelato un potente strumento di elaborazione grazie ai numerosi toolboxes che possiede nel proprio database e di cui si è fatto costantemente uso in tutta la stesura del codice.
