Πώς λειτουργεί το ADS-B: Μια ματιά στο Ίδρυμα του NextGen

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Το ADS-B είναι το θεμέλιο του συστήματος επόμενης γενιάς (NextGen) της FAA. Αναπτύχθηκε για να βοηθήσει να μετατραπεί το σύστημα του εναέριου χώρου σε ένα πιο αποδοτικό. Το σύστημα εναέριας κυκλοφορίας θα υποβληθεί σε ένα πολύ αναγκαίο σχέδιο εκσυγχρονισμού μέσω της εφαρμογής του NextGen και το ADS-B είναι το κύριο συστατικό στοιχείο.

Ο κύριος ρόλος του ADS-B είναι να παρέχει ακριβείς πληροφορίες για τον εντοπισμό των αεροσκαφών στους ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας. Είναι ένα βήμα παραπάνω από το RADAR, το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί εδώ και χρόνια.

Το ADS-B αντιπροσωπεύει αυτόματα εξαρτώμενη επιτήρηση-εκπομπή. Χρησιμοποιεί δορυφορικά σήματα GPS για να μεταδίδει συνεχώς πληροφορίες αεροσκαφών στους ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας και σε άλλα συμμετέχοντα αεροσκάφη. Το ADS-B είναι το πιο ακριβές σύστημα παρακολούθησης που είδε ποτέ η αεροπορική βιομηχανία. Θα επιτρέψει στα αεροσκάφη να φέρουν πιο άμεσες διαδρομές, να διευκολύνουν τη συμφόρηση, να μειώσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και να εξοικονομήσουν χρόνο και χρήματα για τους αερομεταφορείς.

Συστατικά

• GNSS Satellite Constellation: Το ADS-B είναι ένα δορυφορικό σύστημα. Τα δεδομένα αποστέλλονται συνεχώς από το σύνολο των δορυφόρων στις ενσωματωμένες συσκευές GPS του αεροσκάφους, όπου ερμηνεύονται και στη συνέχεια αποστέλλονται στους σταθμούς εδάφους ADS-B.
• Σταθμοί εδάφους: Θα υπάρχουν τουλάχιστον 700 σταθμοί εδάφους στις Ηνωμένες Πολιτείες που λαμβάνουν δορυφορικά δεδομένα και θα μεταδίδουν τα δεδομένα στους σταθμούς ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας.
• Πιστοποιημένος IFR, δέκτης GPS με δυνατότητα WAAS: Το αεροσκάφος πρέπει να είναι εξοπλισμένο με συμβατό δέκτη GPS για να λειτουργεί το ADS-B.
• Ένας δεσμός 1090 MHz Extended Squitter με αναμεταδότη Mode S ή έναν πομποδέκτη Universal Access (UAS) 978 MHz για χρήση με υπάρχοντα αναμεταδότη: Η τελευταία επιλογή είναι διαθέσιμη για αεροσκάφη που πετούν κάτω από 18.000 πόδια στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Πως δουλεύει

Το ADS-B λειτουργεί χρησιμοποιώντας σήματα δορυφόρων και αεροηλεκτρονικά συστήματα αεροσκαφών για την ερμηνεία δεδομένων αεροσκάφους και τη μεταδίδει σε ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας σε συνεχή βάση και σχεδόν σε πραγματικό χρόνο. Τα δορυφορικά σήματα ερμηνεύονται από ένα δέκτη GPS του αεροσκάφους. Η τεχνολογία ADS-B λαμβάνει τα δορυφορικά δεδομένα και πρόσθετα δεδομένα από τα αεροηλεκτρονικά του αεροσκάφους για να δημιουργήσει μια πολύ ακριβή εικόνα της θέσης, της ταχύτητας, του υψομέτρου του αεροσκάφους και πάνω από 40 άλλες παραμέτρους. Αυτά τα δεδομένα μεταδίδονται σε ένα επίγειο σταθμό και στη συνέχεια σε ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας.

Άλλα αεροσκάφη κατάλληλα εξοπλισμένα στην περιοχή θα λάβουν επίσης τα δεδομένα, αυξάνοντας την επίγνωση της κατάστασης για τους πιλότους.

Υπάρχουν δύο διαφορετικές λειτουργίες του ADS-B: ADS-B In και ADS-B Out.

• Το ADS-B Out είναι η πρώτη και κύρια λειτουργία που έχει αντιμετωπίσει η FAA. Ένα αεροσκάφος που είναι ικανό για ADS-B Out έχει τη δυνατότητα να μεταδίδει τη θέση, την ταχύτητα και το ύψος του σε ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας και άλλα αεροσκάφη εξοπλισμένα με ADS-B. Σύμφωνα με εντολή της FAA, όλα τα αεροσκάφη που επιθυμούν να πετάξουν στον εναέριο χώρο που απαιτεί επί του παρόντος έναν πομποδέκτη πρέπει να είναι εξοπλισμένα με δυνατότητες ADS-B Out πριν από την 1η Ιανουαρίου 2020.
• Το ADS-B In παραμένει μια προαιρετική δυνατότητα - τουλάχιστον για τώρα. Η δυνατότητα ADS-B In θα επιτρέπει στα αεροσκάφη να λαμβάνουν πληροφορίες κυκλοφορίας και καιρού σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη του πιλοτηρίου του αεροσκάφους. Η λειτουργία ADS-B In πηγαίνει πάνω και πέρα ​​από τα σημερινά συστήματα κυκλοφορίας (όπως το TCAS), καθώς προσφέρει ακριβέστερα δεδομένα και περισσότερες παραμέτρους δεδομένων από τα τρέχοντα συστήματα TCAS. Για παράδειγμα, το TCAS μπορεί να εμφανίσει την κατακόρυφη απόσταση από το αεροσκάφος αλλά όχι πλευρικά. Το ADS-B In θα παρουσιάσει την ταχύτητα, τις θέσεις, το ύψος και τους φορείς άλλων συμμετεχόντων αεροσκαφών, μαζί με πολλά άλλα στοιχεία.

Σφάλματα και Περιορισμοί

Επί του παρόντος, ο μεγαλύτερος περιορισμός για το ADS-B είναι το κόστος εγκατάστασης του απαραίτητου εξοπλισμού σε σχεδόν όλα τα αεροσκάφη της χώρας. Παρόλο που το πρόγραμμα φέρνει ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη πτήση, τα περισσότερα τμήματα πτήσεων και οι πιλότοι γενικής αεροπορίας αντιμετωπίζουν έναν δύσκολο χρόνο που δικαιολογεί το κόστος.

Το ADS-B έχει πολύ λίγα σφάλματα στο σύστημα. αντίθετα, είναι γνωστό για την αξιοπιστία του. Ωστόσο, κανένα ανθρώπινο σύστημα δεν είναι ανόητο και ορισμένοι ειδικοί υποστηρίζουν ότι το ADS-B (και το GPS εν γένει) είναι ευάλωτοι σε επιθέσεις υποδομής συστήματος όπως χάκερ ή παρεμβολές GPS. Επιπλέον, επειδή το ADS-B εξαρτάται από το σύστημα GNSS, τα κανονικά δορυφορικά σφάλματα, όπως σφάλματα χρονισμού και δορυφορικά σφάλματα, μπορούν να επηρεάσουν το ADS-B.

Τρέχουσα κατάσταση

Σύμφωνα με την FAA, ο οργανισμός ολοκλήρωσε όλους τους αισθητήρες δικτύου ADS-B. Αυτοί οι σταθμοί προσφέρουν υπηρεσίες καιρού και πληροφορίες κυκλοφορίας σε αεροσκάφη εξοπλισμένα με ADS-B σε 28 εγκαταστάσεις TRACON. Από τις 230 εγκαταστάσεις ATC, πάνω από 100 χρησιμοποιούν σήμερα το ADS-B, ενώ το υπόλοιπο αναμένεται να είναι πλήρως εξοπλισμένο μέχρι το 2019. Η FAA αναλαμβάνει την εντολή ότι όλα τα αεροσκάφη που λειτουργούν στον καθορισμένο εναέριο χώρο πρέπει να είναι ADS-B Out εξοπλισμένα από την 1η Ιανουαρίου 2020.

Πρακτική χρήση

Υπάρχει αβεβαιότητα επικεντρωμένη στους ειδικούς τύπους εξοπλισμού που απαιτούνται για τα διάφορα αεροσκάφη και χειριστές. Η εγκατάσταση του εξοπλισμού ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του πτητικού και του επί του παρόντος εγκατεστημένου εξοπλισμού.

Για παράδειγμα, ένας σύνδεσμος UAS 978 MHz θα αρκεί για ένα αεροσκάφος με ήδη εγκατεστημένη μονάδα GPS GPS με πιστοποίηση IFR και έναν αναμεταδότη τρόπου C, εκτός εάν ο χειριστής επιθυμεί να πετάξει έξω από τις Ηνωμένες Πολιτείες ή άνω των 18.000 ποδών, πράγμα που θα ήταν απαραίτητο για μια σύνδεση 1090 MHz ES. Αλλά ένας σύνδεσμος ES 1090 MHz δεν είναι συμβατός με το TIS-B ή το FIS-B, πράγμα που σημαίνει ότι ένας φορέας εκμετάλλευσης θα πρέπει να βρει έναν άλλο τρόπο για να πάρει πληροφορίες για την κυκλοφορία (όπως το TCAS).

Και ένας χειριστής που δεν διαθέτει ήδη μια μονάδα GPS με δυνατότητα WAAS στο αεροσκάφος του, θα πρέπει να αγοράσει μια νέα μονάδα GPS μαζί με ένα UAS 978 MHz ή 1090 MHz ES και ενδεχομένως έναν πομποδέκτη Mode C ή Mode S.

Μόλις χρησιμοποιηθεί, το ADS-B είναι ένα πολύτιμο εργαλείο, παρέχοντας τα πιο ακριβή δεδομένα στους ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας και στους πιλότους που έχουμε δει ποτέ. Όταν εφαρμόζονται πανελλαδικά τα οφέλη είναι θετικά.

Δεν υπάρχει όμως το επιχείρημα ότι το ADS-B είναι αρκετά ακριβό και περίπλοκο. Η FAA ελπίζει ότι τα μακροπρόθεσμα οφέλη θα αντισταθμίσουν το κόστος, αλλά το έργο αφήνει τους ιδιοκτήτες αεροσκαφών σε δύσκολη θέση.