Hur ADS-B fungerar: En titt på Foundation of NextGen

Översikt

ADS-B är grunden för FAA: s nästa generations transportsystem (NextGen). Det utvecklades för att hjälpa till att omvandla nationens luftrumssystem till en effektivare. Flygledningssystemet kommer att genomgå en välbehövlig moderniseringsplan genom genomförandet av NextGen, och ADS-B är den primära komponenten.

ADS-B: s huvuduppgift är att tillhandahålla exakt information om flygplatsens placering till flygledare. Det är ett steg ovanför RADAR, som har använts i flera år.

ADS-B står för Automatic Dependent Surveillance Broadcast. Det använder GPS-satellitsignaler för att kontinuerligt sända flyginformation till flygledare och andra deltagande flygplan. ADS-B är det mest exakta övervakningssystemet som flygindustrin någonsin har sett. Det kommer att göra det möjligt för flygplan att flyga mer direkta vägar, lätta trafikstockningar, minska koldioxidutsläppen och spara tid och pengar för flygoperatörer.

Komponenter

• GNSS Satellite Constellation: ADS-B är ett satellitbaserat system. Data skickas kontinuerligt från uppsättningen satelliter till flygplanets inbyggda GPS-enheter, där det tolkas och sedan skickas till ADS-B-jordstationer.
• Markstationer: Det kommer att finnas minst 700 jordstationer i USA som tar emot satellitdata och överför data till flygkontrollstationer.
• IFR-certifierad, WAAS-aktiverad GPS-mottagare: Flygplan måste vara utrustad med en kompatibel GPS-mottagare för ADS-B att fungera.
• En 1090 MHz Extended Squitter-länk med en Mode S-transponder ELLER en 978 MHz universell åtkomstöverförare (UAS) för användning med en befintlig transponder: Det senare alternativet är tillgängligt för flygplan som flyger under 18 000 fot i USA.

Hur det fungerar

ADS-B arbetar med att använda satellitsignaler och flygplan avioniksystem för att tolka flygdata och sända det till flygledare kontinuerligt och i nästan realtid. Satellitsignaler tolkas av en GPS-GPS-mottagare. ADS-B-tekniken tar satellitdata och ytterligare data från flygplanavståndet för att skapa en mycket korrekt bild av flygplanets läge, hastighet, höjd och över 40 andra parametrar. Dessa data överförs till en jordstation och sedan till flygledare.

Andra välutrustade flygplan i området kommer också att få data, vilket ökar situationen medvetenheten om piloter.

Det finns två olika funktioner i ADS-B: ADS-B In och ADS-B Out.

• ADS-B Out är den första och huvudfunktionen som FAA har adresserat. Ett flygplan som kan ADS-B Out har kapacitet att sända sin position, hastighet och höjd till flygledare och andra utrustade flygplan med ADS-B. Enligt ett FAA-mandat måste alla flygplan som vill flyga i luftrum som för närvarande behöver en transponder vara utrustade med ADS-B Out-kapacitet före den 1 januari 2020.
• ADS-B In förblir en valfri funktion - åtminstone för nu. ADS-B-funktionen gör det möjligt för flygplan att ta emot trafik- och väderinformation i realtid på flygplanets cockpitdisplay. ADS-B-funktionen går utöver dagens trafiksystem (till exempel TCAS) eftersom det ger mer exakta data och mer dataparametrar än nuvarande TCAS-system. TCAS kan till exempel visa vertikalt avstånd från flygplan men inte lateralt. ADS-B In visar hastigheten, platserna, höjden och vektorerna för andra deltagande flygplan, tillsammans med många andra data.

Fel och begränsningar

För närvarande är den största begränsningen för ADS-B kostnaden för att installera nödvändig utrustning på nästan alla flygplan i landet. Medan programmet gör flygning säkrare och effektivare, har de flesta flygavdelningar och flygplan piloter svårt att motivera kostnaderna.

ADS-B har väldigt få systemfel; Det är däremot känt för sin tillförlitlighet. Inget mänskligt skapat system är dock dåligt, och vissa experter hävdar att ADS-B (och GPS i allmänhet) är sårbar för systeminfrastrukturattacker som hackare eller GPS-störningar. Dessutom, eftersom ADS-B är beroende av GNSS-systemet, kan normala satellitfel som tidsfel och satellitväderfel påverka ADS-B.

Nuvarande status

Enligt FAA genomförde organisationen alla nätverks ADS-B-sensorer. Dessa stationer erbjuder väder och trafikinformation till ADS-B-utrustade flygplan över 28 TRACON-anläggningar. Av de 230 ATC-anläggningarna använder över 100 ADS-B, och resten förväntas vara fullt utrustad senast 2019. FAA står med sitt mandat att alla flygplan som arbetar i det angivna luftrummet måste vara ADS-B ut utrustade senast den 1 januari 2020.

Praktisk användning

Det finns osäkerhet kring de specifika typerna av utrustning som behövs för olika flygplan och operatörer. Utrustningen installation varierar beroende på vilken typ av flygning och för närvarande installerad utrustning.

En 978 MHz UAS-länk är till exempel tillräcklig för ett flygplan med en WAAS-aktiverad, IFR-certifierad GPS-enhet och en C-transponder redan installerad, såvida inte operatören skulle vilja flyga utanför USA eller över 18 000 fot i vilket fall skulle en 1090 MHz ES länk vara nödvändig. Men en 1090 MHz ES-länk är inte kompatibel med TIS-B eller FIS-B, vilket innebär att en operatör skulle behöva hitta ett annat sätt att få trafikinformation (till exempel TCAS).

Och en operatör som inte redan har en WAAS-aktiverad GPS-enhet i sitt flygplan måste köpa en ny GPS-enhet tillsammans med en 978 MHz UAS eller 1090 MHz ES-länk och eventuellt en Mode C eller Mode S-transponder.

En gång i bruk är ADS-B ett värdefullt verktyg som ger de mest exakta uppgifterna till flygledare och piloter som vi någonsin har sett. När landet genomförs är fördelarna positiva.

Det finns dock inget argument som ADS-B är ganska dyrt och komplicerat. FAA är hoppfull att de långsiktiga fördelarna kommer att uppväga kostnaden, men projektet lämnar flygplanägare i en svår position.