איך ADS-B יצירות: מבט על הקרן של NextGen

סקירה כללית

ADS-B הוא הבסיס של הדור הבא של FAA תחבורה המערכת (NextGen). הוא פותח כדי לסייע להפוך את מערכת המרחב האווירי של המדינה לאחת יעילה יותר. מערכת התעבורה האווירית תעבור תוכנית מודרניזציה נחוצה מאוד באמצעות יישום NextGen, ו- ADS-B הוא המרכיב העיקרי.

התפקיד הראשי של ADS-B הוא לספק מידע מדויק על מיקום המטוס לבקרי התנועה האווירית. זה צעד מעל RADAR, אשר נמצא בשימוש במשך שנים.

ADS-B מייצג אוטומטי מעקב Survillance- שידור. היא משתמשת GPS אותות GPS לשדר מידע מטוסים ברציפות לבקרי תנועה אווירית ומטוסים המשתתפים אחרים. ADS-B היא מערכת מעקב המדויקת ביותר בתעשיית התעופה אי פעם ראיתי. זה יאפשר למטוס לטוס מסלולים ישירים יותר, להקל על גודש, להפחית את פליטת הפחמן ולשמור מפעילי מטוסים זמן וכסף.

רכיבים

• קבוצת הלוויין GNSS: ADS-B היא מערכת מבוססת לוויין. הנתונים נשלחים ברציפות ממערכת לוויינים למכשירי GPS המשולבים במטוס, שם הם מפורשים ולאחר מכן נשלחים לתחנות הקרקע ADS-B.
• תחנות קרקע: יהיו לפחות 700 תחנות קרקע בארצות הברית המקבלות נתוני לוויין ומעבירות את הנתונים לתחנות בקרת תנועה אווירית.
• מקלט GPS מאופשר על ידי IFR, IFAS: כלי טיס חייבים להיות מצוידים במקלט GPS תואם ל- ADS-B לעבודה.
• חיבור של 1090 MHz Extended Squitter עם משדר מסוג S או משדר שידור מסוג Universal MHz (978 MHz) לשימוש עם משדר קיים: אפשרות זו זמינה עבור מטוסים המטיילים מתחת ל -18,000 רגל בארצות הברית.

איך זה עובד

ADS-B פועלת באמצעות אותות לוויינים ומערכות אוויוניקה מטוסים לפרש נתוני מטוסים ולשדר אותו בקרי בקרי אוויר על בסיס מתמשך וכמעט בזמן אמת. אותות לוויין מפורשים על ידי מקלט GPS מטוס. טכנולוגיית ADS-B לוקחת את נתוני הלוויין ונתונים נוספים מאוויוניקה של מטוסים כדי ליצור תמונה מדויקת מאוד של מיקום המטוס, מהירותו, גובהו, ולמעלה מ -40 פרמטרים נוספים. נתונים אלה מועברים לתחנת קרקע ולאחר מכן לבקרי תנועה אווירית.

מטוסים אחרים מצוידים כראוי באזור יקבלו גם את הנתונים, הגדלת המודעות מצבית לטייסים.

קיימות שתי פונקציות שונות של ADS-B: ADS-B In ו- ADS-B Out.

• ADS-B Out הוא הפונקציה הראשונה והראשית שה- FAA התייחס אליה. מטוס המסוגל ADS-B Out יש את היכולת לשדר את המיקום שלה, מהירות וגובה לבקרי תנועה אווירית ומטוסים אחרים מצויד ADS-B. על פי המנדט FAA, כל המטוסים המעוניינים לטוס במרחב האווירי הדורש כיום משדר חייב להיות מצויד עם יכולות ADS-B Out לפני 1 בינואר 2020.
• ADS-B In נשאר יכולת אופציונלית - לפחות לעת עתה. יכולת ADS-B In תאפשר למטוס לקבל מידע על מזג האוויר ומזג האוויר בזמן אמת בתצוגת הטייס. הפונקציה ADS-B In הולכת ומעבר למערכות התנועה של היום (כגון TCAS), שכן היא מספקת נתונים מדויקים יותר ופרמטרים נוספים של נתונים מאשר במערכות TCAS הנוכחיות. לדוגמה, TCAS יכול להציג את המרחק האנכי ממטוס אבל לא לרוחב. ADS-B In יציג את המהירות, המיקומים, הגובה והווקטורים של מטוסים משתתפים אחרים, יחד עם חלקים רבים אחרים של נתונים.

שגיאות והגבלות

נכון לעכשיו, המגבלה הגדולה ביותר עבור ADS-B היא העלות של התקנת הציוד הדרוש על כמעט כל מטוס במדינה. בעוד התוכנית עושה טיסה בטוחה ויעילה יותר, רוב מחלקות הטיסה וטייסי התעופה הכללית מתקשים להצדיק את העלויות.

ADS-B יש שגיאות מערכת מעטים; לעומת זאת, היא ידועה באמינותה. אף מערכת אנושית אינה מוכיחה טיפש, ויש הטוענים כי ADS-B (ו- GPS בכלל) חשופים להתקפות של תשתיות מערכת כגון האקרים או חסימת GPS. בנוסף, מאז ADS-B הוא נשען על מערכת GNSS, שגיאות לוויין רגיל כגון טעויות תזמון שגיאות מזג אוויר לווין יכול להשפיע על ADS-B.

מצב נוכחי

לדברי FAA, הארגון השלים את כל חיישני ADS-B ברשת. תחנות אלה מציעות שירותי מזג אוויר ומידע על תנועה למטוס המצויד ב- ADS-B על פני 28 מתקני TRACON. מתוך 230 מתקני ATC, למעלה מ -100 משתמשים כיום ב- ADS-B, כאשר השאר צפוי להיות מצויד באופן מלא עד 2019. ה- FAA עומד במנדט שלו שכל המטוסים הפועלים במרחב האווירי המיועד חייבים להיות ADS-B Out המצוידים עד ה -1 בינואר 2020.

שימוש מעשי

קיימת אי-וודאות המתמקדת בסוגי הציוד הספציפיים הדרושים למטוסים ולמפעילים שונים. התקנת הציוד משתנה בהתאם לסוג הציוד המעופף והתקן.

למשל, חיבור של UAS, 978 מגה-הרץ, יספיק למטוס עם יחידת GPS מאושרת של WAAS, ומשדר מודם מסוג C שכבר מותקן, אלא אם כן המפעיל מעוניין לטוס מחוץ לארה"ב או מעל 18,000 רגל, אשר במקרה 1090 MHz ES הקישור יהיה צורך. אבל 1090 MHz ES הקישור אינו תואם עם TIS-B או FIS-B, כלומר מפעיל צריך למצוא דרך אחרת לקבל מידע על התנועה (כגון TCAS).

ומפעיל שכבר אין לו יחידת GPS התומכת ב- WAAS במטוס שלו יצטרך לרכוש יחידת GPS חדשה יחד עם קישוריות UAS 978 או 1090 MHz ES, וייתכן שמכשיר מסוג C או מודם S Mode.

לאחר שימוש, ADS-B הוא כלי רב ערך, לספק את הנתונים המדויקים ביותר לבקרי תנועה אווירית וטייסים שראינו אי פעם. כאשר מיושמים ארצית היתרונות הם חיוביים.

אין ויכוח, עם זאת, כי ADS-B הוא יקר למדי ומסובך. ה- FAA מקווה שהיתרונות לטווח הארוך יעלו על המחיר, אך הפרויקט משאיר בעלי מטוסים במצב קשה.