Автоматическое зависимое наблюдение-вещание ( ADS-B ) — это технология авиационного наблюдения и форма электронной заметности , при которой самолет (или другие воздушные транспортные средства, такие как беспилотники) определяет свое местоположение с помощью спутниковой навигации или других датчиков и периодически передает свое местоположение и другие связанные данные, что позволяет отслеживать его. Информация может быть получена наземными или спутниковыми приемниками управления воздушным движением в качестве замены вторичного обзорного радара (SSR). В отличие от SSR, ADS-B не требует сигнала запроса с земли или от другого самолета для активации своих передач. ADS-B также может принимать сигналы « точка-точка» от других находящихся поблизости самолетов, оборудованных ADS-B, для обеспечения ситуационной осведомленности о движении и поддержки саморазделения .
ADS-B является «автоматическим» в том смысле, что не требует пилота или внешнего ввода для запуска своих передач. Он «зависим» в том смысле, что зависит от данных навигационной системы самолета для предоставления передаваемых данных. [1]
ADS-B является ключевой частью одобренных Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) технологий наблюдения за авиацией и постепенно внедряется в национальные воздушные пространства по всему миру. Например, это элемент Системы воздушного транспорта следующего поколения США (NextGen), Исследовательского проекта ОрВД в рамках единого европейского неба (SESAR) и Блочной модернизации авиационной системы Индии (ASBU). [2] [3] [4] Оборудование ADS-B является обязательным для самолетов категории правил полетов по приборам (IFR) в воздушном пространстве Австралии; Соединенные Штаты потребовали, чтобы многие самолеты (включая всех коммерческих пассажирских перевозчиков и самолеты, летающие в районах, где требуется транспондер SSR) были оборудованы таким образом с января 2020 года; и это оборудование стало обязательным для некоторых самолетов в Европе с 2017 года. [5] [6] [7] Канада использует ADS-B для наблюдения в отдаленных регионах, не охваченных традиционными радарами (районы вокруг Гудзонова залива , моря Лабрадор , пролива Дэвиса , залива Баффина и южной части Гренландии ) с 15 января 2009 года. [8] [9] Эксплуатантам самолетов рекомендуется устанавливать продукты ADS-B, совместимые со стандартами США и Европы, а канадские авиадиспетчеры могут предоставлять лучшие и более экономичные маршруты полета, когда операторов можно отслеживать с помощью ADS-B. [10] [11]
ADS-B — это система наблюдения за воздушным пространством, которая в конечном итоге может заменить вторичный обзорный радар в качестве основного метода наблюдения для управления воздушными судами по всему миру. В Соединенных Штатах ADS-B является неотъемлемым компонентом национальной стратегии воздушного пространства NextGen для модернизации и улучшения авиационной инфраструктуры и операций. [12]
ADS-B повышает безопасность, делая самолет видимым в реальном времени для управления воздушным движением (УВД) и других самолетов, оборудованных ADS-B In, с данными о местоположении и скорости, передаваемыми каждую секунду. Другие области применения данных ADS-B включают: послеполетный анализ, недорогое отслеживание полетов, планирование и диспетчеризацию. [12]
В Соединенных Штатах система ADS-B имеет возможность предоставлять информацию о воздушном движении и правительственную графическую информацию о погоде бесплатно через приложения TIS-B и FIS-B. [12]
ADS-B состоит из двух отдельных функций - "ADS-B Out" и "ADS-B In". Каждый самолет "ADS-B Out" периодически передает информацию о себе, такую как идентификация, текущее положение, высота и скорость через бортовой передатчик. ADS-B Out предоставляет авиадиспетчерам информацию о местоположении самолета в реальном времени, которая в большинстве случаев более точна, чем информация, доступная с помощью современных радиолокационных систем. С более точной информацией УВД может управлять и разделять самолеты с улучшенной точностью и синхронизацией. [13]
«ADS-B In» — это прием и обработка передаваемой информации ADS-B (т. е. «ADS-B Out») другими самолетами. В США ADS-B In может также включать другую информацию для пилотов, передаваемую с наземных станций УВД, такую как данные FIS-B и TIS-B. [13] Эти трансляции данных наземных станций обычно доступны только тогда, когда рядом находится самолет, передающий ADS-B Out. [14]
Система ADS-B Out опирается на два компонента авионики на борту каждого самолета: источник спутниковой навигации высокой целостности (т. е. GPS или другой сертифицированный приемник GNSS ) и канал передачи данных (блок ADS-B). Существует несколько типов сертифицированных каналов передачи данных ADS-B, но наиболее распространенные из них работают на частоте 1090 МГц, по сути, модифицированный транспондер Mode S , или на частоте 978 МГц. [12] FAA хотело бы, чтобы самолеты, которые работают исключительно ниже 18 000 футов (5500 м), использовали канал 978 МГц, поскольку это уменьшит перегрузку частоты 1090 МГц. [15] Чтобы получить возможность ADS-B Out на частоте 1090 МГц, пользователи-операторы могут установить новый транспондер или модифицировать существующий транспондер, если производитель предлагает обновление ADS-B (плюс установить сертифицированный источник положения GNSS , если его еще нет). [12]
ADS-B обеспечивает множество преимуществ как для пилотов, так и для управления воздушным движением, что повышает как безопасность, так и эффективность полетов. [16] [17]
При использовании системы ADS-B In пилот может просматривать информацию о движении окружающих самолетов, если эти самолеты оснащены ADS-B Out. Эта информация включает высоту, направление, скорость и расстояние до самолета. Помимо получения отчетов о местоположении от участников ADS-B Out, в США TIS-B может предоставлять отчеты о местоположении самолетов, не оборудованных ADS-B Out, если имеется подходящее наземное оборудование и наземный радар. ADS-R ретранслирует отчеты о местоположении ADS-B между диапазонами частот UAT и 1090 МГц.
Самолеты, оснащенные универсальным приемопередатчиком доступа (UAT) с технологией ADS-B In , смогут получать сводки погоды, а в США — метеорологические радары через службу вещания полетной информации (FIS-B), которая также передает считываемую полетную информацию, такую как временные ограничения полетов (TFR) и NOTAM .
Наземные станции ADS-B значительно дешевле в установке и эксплуатации по сравнению с первичными и вторичными радиолокационными системами, используемыми службами управления воздушным движением для разделения и управления воздушными судами.
В отличие от некоторых альтернативных услуг по прогнозированию погоды в полете, которые в настоящее время предлагаются на коммерческой основе, в США не будет абонентской платы за использование услуг ADS-B или ее различных преимуществ. Владелец самолета оплатит оборудование и установку, в то время как Федеральное управление гражданской авиации (FAA) оплатит администрирование и трансляцию всех услуг, связанных с технологией.
ADS-B делает полеты значительно безопаснее для авиационного сообщества, предоставляя пилотам улучшенную ситуационную осведомленность . Пилоты в кабине, оборудованной ADS-B In, смогут видеть на своем дисплее полетов другой трафик, работающий в воздушном пространстве, и иметь доступ к четкой и подробной информации о погоде. Они также смогут получать соответствующие обновления, начиная от временных ограничений полетов и заканчивая закрытием взлетно-посадочных полос.
Даже самолеты, оснащенные только ADS-B Out, получат выгоду от способности авиадиспетчеров точнее и надежнее отслеживать свое положение. При использовании этой системы и пилоты, и диспетчеры будут видеть одну и ту же радиолокационную картинку. Другие полностью оборудованные самолеты, использующие воздушное пространство вокруг них, смогут легче идентифицировать и избегать конфликта с самолетом, оснащенным ADS-B Out. С прошлыми системами, такими как система предупреждения о движении и предотвращения столкновений (TCAS), самолеты могли видеть только другие самолеты, оснащенные той же технологией. С ADS-B информация отправляется на самолет с помощью ADS-B In, который отображает все самолеты в этом районе, при условии, что эти самолеты оснащены ADS-B Out. ADS-B обеспечивает лучшее наблюдение в пограничных зонах радиолокационного покрытия. ADS-B не имеет ограничений по размещению, присущих радарам. Его точность постоянна во всем диапазоне. [18] В обеих формах ADS-B (1090ES и 978 МГц UAT) отчет о местоположении обновляется один раз в секунду. 978 МГц UAT предоставляет информацию в одной кратковременной передаче. Система 1090ES передает два разных типа отчетов о местоположении (четный/нечетный) случайным образом. Для однозначного декодирования местоположения необходим один отчет о местоположении обоих типов или опорное местоположение поблизости.
ADS-B обеспечивает повышенную безопасность, предоставляя: [19]
Технология ADS-B обеспечивает более точный отчет о местоположении самолета. [21] Это позволяет диспетчерам направлять самолеты в переполненное воздушное пространство и из него с меньшими стандартами эшелонирования, чем это было возможно сделать ранее, чтобы обеспечить безопасность. Это сокращает время, которое самолеты должны проводить в ожидании разрешений, направляясь на расстояние и ожидая. Оценки показывают, что это уже оказывает положительное влияние, снижая загрязнение и расход топлива. [22]
ADS-B обеспечивает повышенную пропускную способность и эффективность за счет поддержки:
Канал передачи данных ADS-B поддерживает ряд бортовых и наземных приложений. Каждое приложение имеет свои собственные операционные концепции, алгоритмы, процедуры, стандарты и обучение пользователей. [ необходима цитата ]
Дисплей информации о движении в кабине (CDTI) — это общий дисплей, который предоставляет экипажу информацию о наблюдении за другими самолетами, включая их местоположение. Информация о движении для CDTI может быть получена из одного или нескольких источников, включая ADS-B, TCAS и TIS-B. Прямая передача сообщений ADS-B «воздух-воздух» поддерживает отображение ближайших самолетов на CDTI. [ необходима цитата ]
В дополнение к трафику на основе отчетов ADS-B, функция CDTI может также отображать текущие погодные условия, рельеф местности, структуру воздушного пространства, препятствия, подробные карты аэропортов и другую информацию, относящуюся к конкретной фазе полета. [23]
ADS-B рассматривается как ценная технология для улучшения работы бортовой системы предупреждения столкновений (ACAS). Внедрение ADS-B может обеспечить такие преимущества, как:
В конечном итоге функция ACAS может быть реализована исключительно на основе ADS-B, без необходимости активных запросов других транспондеров воздушных судов. [23]
Другие приложения, которые могут выиграть от использования ADS-B, включают:
Самолеты только с транспондером или без транспондера вообще не будут показаны. Пилоты, которые становятся самоуверенными или самонадеянными в этой системе, таким образом, представляют собой проблему безопасности не только для себя, но и для других самолетов, оснащенных только транспондером, и планеров без транспондера ADS-B.
Планирующие самолеты часто используют систему FLARM для предотвращения столкновений с другими планирующими самолетами, но эта система несовместима с ADS-B. Таким образом, самолеты с ADS-B, но без FLARM, представляют собой риск для безопасности планеров с FLARM, но без ADS-B, и наоборот. Некоторые самолеты, например, те, которые используются для буксировки планеров, по этой причине имеют как транспондеры FLARM, так и ADS-B.
Исследователь безопасности заявил в 2012 году, что ADS-B не имеет защиты от вмешательства с помощью поддельных сообщений ADS-B, поскольку они не были ни зашифрованы , ни аутентифицированы . [24] FAA ответило на эту критику, заявив, что они знали о проблемах и рисках, но не могли раскрыть, как они смягчаются, поскольку это засекречено. Возможным смягчением является мультилатерация для проверки того, что заявленная позиция близка к позиции, с которой транслировалось сообщение. Здесь сравнивается время полученных сообщений для установления расстояния от антенны до самолета. [25]
Отсутствие какой-либо аутентификации в стандарте делает обязательным подтверждение любых полученных данных с помощью первичного радара. Поскольку содержимое сообщений ADS-B не зашифровано , его может прочитать кто угодно. [26]
.jpg/1280px-AERO_Friedrichshafen_2018,_Friedrichshafen_(1X7A4803).jpg)
Система ADS-B состоит из трех основных компонентов: 1) наземная инфраструктура, 2) бортовой компонент и 3) эксплуатационные процедуры. [27]
Источник вектора состояния и другой передаваемой информации, а также пользовательские приложения не считаются частью системы ADS-B. [23]
В качестве физического уровня для ретрансляции отчетов о местоположении ADS-B используются два решения связи: универсальный приемопередатчик доступа [28] и расширенный сквиттер 1090 МГц . [29] [30]
Универсальный приемопередатчик доступа — это канал передачи данных, предназначенный для обслуживания большинства сообщества общей авиации в Соединенных Штатах. Канал передачи данных одобрен в «окончательном правиле» Федерального управления гражданской авиации для использования во всем воздушном пространстве, за исключением класса A (выше 18 000 футов над уровнем моря ). UAT предназначен для поддержки не только ADS-B, но и службы полетной информации — вещания (FIS-B), службы дорожной информации — вещания (TIS-B) и, если потребуется в будущем, дополнительных возможностей определения дальности и позиционирования. [31] Благодаря набору стандартов, требуемых для этого правила, оно рассматривается как наиболее эффективное приложение для пользователей общей авиации. UAT позволит самолетам, оснащенным возможностями вещания «out», быть видимыми любым другим самолетом, использующим технологию ADS-B In, а также наземными станциями FAA. Самолеты, оснащенные технологией ADS-B In, смогут видеть подробную информацию о высоте и векторе с других самолетов, оборудованных ADS-B Out, а также трансляции FIS-B и TIS-B. Трансляция FIS-B позволит принимающим самолетам просматривать информацию о погоде и обслуживании полетов, включая AIRMET , SIGMET , METAR , SPECI, национальные NEXRAD , региональные NEXRAD, D-NOTAM, FDC-NOTAM, PIREP , статус воздушного пространства специального использования, прогнозы по зоне аэродрома, измененные прогнозы по аэродрому терминала (TAF), а также прогнозы ветра и температуры на высоте . [32] Эти трансляции служат для предоставления преимуществ ранним пользователям технологии в качестве стимула для большего количества пилотов использовать технологию до 2020 года. Воздушные суда, получающие информацию о движении через службу TIS-B, будут видеть другие воздушные суда таким же образом, как будут видны все воздушные суда после того, как они будут оборудованы к 2020 году. Доступность неподписной службы метеорологической информации FIS-B предоставляет пользователям авиации общего назначения полезную альтернативу другим ежемесячным или ежегодным платным услугам.
Система UAT специально разработана для работы ADS-B. UAT также является первым каналом связи, сертифицированным для «радарных» служб УВД в Соединенных Штатах. С 2001 года он обеспечивает разделение по маршруту в 5 морских миль (9,3 км; 5,8 миль) (такое же, как у мозаичного радара, но не 3 морских мили (5,6 км; 3,5 мили) для однопозиционных датчиков) на Аляске. UAT является единственным стандартом связи ADS-B, который является действительно двунаправленным: пользователи UAT имеют доступ к наземным аэронавигационным данным (FIS-B) и могут получать отчеты от ближайшего трафика (TIS-B) через многоканальный шлюзовой сервис, который предоставляет отчеты ADS-B для самолетов, оборудованных 1090ES, и для радиолокационного трафика, не оборудованного ADS-B. Самолеты, оборудованные UAT, также могут наблюдать друг за другом напрямую с высокой точностью и минимальной задержкой. Жизнеспособные сети ADS-B UAT устанавливаются как часть системы воздушного движения NextGen в Соединенных Штатах.
В 2002 году Федеральное управление гражданской авиации (FAA) объявило о решении использовать двухканальную связь с использованием канала 1090 МГц с расширенным сквиттером (1090 ES) для авиаперевозчиков и частных или коммерческих операторов высокопроизводительных самолетов, а также канал универсального доступа с приемопередатчиком для типичного пользователя авиации общего назначения. [33] В ноябре 2012 года Европейское агентство по безопасности полетов подтвердило, что Европейский союз также будет использовать 1090 ES для обеспечения совместимости. [34] Формат сообщений с расширенным сквиттером был кодифицирован ИКАО. [30]
С 1090 ES существующий транспондер режима S ( TSO C-112 или автономный передатчик 1090 МГц ) поддерживает тип сообщения, известный как сообщение расширенного сквиттера. Это периодическое сообщение, которое предоставляет положение, скорость, время и, в будущем, намерение. Базовый ES не предлагает намерение, поскольку текущие системы управления полетом не предоставляют такие данные (называемые точками изменения траектории). Чтобы позволить самолету отправлять сообщение расширенного сквиттера, транспондер модифицируется (TSO C-166A [35] ), и информация о местоположении самолета и другая информация о состоянии направляется на транспондер. Наземные станции УВД и самолеты, оснащенные системой предотвращения столкновений в движении (TCAS), уже имеют необходимые приемники 1090 МГц (режим S) для приема этих сигналов и потребуют только усовершенствований для приема и обработки дополнительной информации расширенного сквиттера. Согласно решению FAA ADS-B link и техническим стандартам link, 1090 ES не поддерживает службу FIS-B. [33]
Радар напрямую измеряет дальность и пеленг самолета с наземной антенны . Первичный обзорный радар обычно является импульсным радаром. Он непрерывно передает мощные радиочастотные (РЧ) импульсы. Пеленг измеряется по положению вращающейся антенны радара, когда она принимает РЧ импульсы, отраженные от обшивки самолета. Дальность измеряется путем измерения времени, необходимого РЧ энергии для прохождения к самолету и от него.
Первичный обзорный радар не требует никакого сотрудничества с самолетом. Он надежен в том смысле, что режимы отказа наблюдения ограничены теми, которые связаны с наземной радиолокационной системой. Вторичный обзорный радар зависит от активных ответов с самолета. Его режимы отказа включают транспондер на борту самолета. Типичные установки ADS-B на борту самолета используют выход навигационного блока для навигации и для совместного наблюдения, вводя общий режим отказа , который должен быть учтен в системах наблюдения за воздушным движением. [23]
Излучаемый луч становится шире по мере увеличения расстояния между антенной и самолетом, что делает информацию о местоположении менее точной. Кроме того, для обнаружения изменений скорости самолета требуется несколько радиолокационных взмахов с интервалом в несколько секунд. Напротив, система, использующая ADS-B, создает и прослушивает периодические отчеты о местоположении и намерениях от самолета. Эти отчеты генерируются на основе навигационной системы самолета и распространяются по одному или нескольким каналам передачи данных ADS-B. Точность данных больше не зависит от положения самолета или длительности времени между радиолокационными взмахами. [33] (Однако сила сигнала, принимаемого с самолета на наземной станции, по-прежнему зависит от расстояния от самолета до приемника, а помехи, препятствия или погода могут ухудшить целостность принимаемого сигнала настолько, что цифровые данные не будут декодированы без ошибок. Когда самолет находится дальше, более слабый принимаемый сигнал будет, как правило, больше подвержен влиянию вышеупомянутых неблагоприятных факторов и с меньшей вероятностью будет принят без ошибок. Обнаружение ошибок позволит распознавать ошибки, поэтому система сохраняет полную точность независимо от положения самолета, когда сигнал может быть принят и декодирован правильно. Это преимущество не равнозначно полному безразличию к расстоянию самолета от наземной станции.)
Современные системы управления воздушным движением (УВД) не полагаются на покрытие одним радаром. Вместо этого, многорадарная картина представляется через дисплей системы УВД диспетчеру . Это улучшает качество сообщаемого местоположения самолета, обеспечивает меру избыточности и позволяет сверять выходные данные различных радаров с другими. Эта проверка может также использовать данные датчиков из других технологий, таких как ADS-B и мультилатерация . [ необходима цитата ]
Существует два общепризнанных типа ADS для применения в авиации:
ADS-A основан на согласованных одноранговых отношениях один к одному между самолетом, предоставляющим информацию ADS, и наземным объектом, требующим получения сообщений ADS. Например, отчеты ADS-A используются в будущей системе аэронавигации (FANS), используя систему адресации и отчетности авиационной связи (ACARS) в качестве протокола связи. Во время полета над областями без радиолокационного покрытия, например , океаническими и полярными, отчеты периодически отправляются самолетом в зону контроля воздушного движения. [23]
Служба информации о дорожном движении – вещание (TIS–B) дополняет службы ADS-B «воздух-воздух», обеспечивая полную ситуационную осведомленность в кабине экипажа обо всем трафике, известном системе УВД. TIS–B является важной службой для канала ADS-B в воздушном пространстве, где не все самолеты передают информацию ADS-B. Наземная станция TIS–B передает информацию о цели наблюдения по каналу данных ADS-B для необорудованных целей или целей, передающих данные только по другому каналу ADS-B. [ необходима цитата ]
Данные TIS–B берутся из лучших доступных источников наземного наблюдения:
Служба многоканального шлюза является дополнением к TIS-B для достижения взаимодействия между различными самолетами, оснащенными 1090ES или UAT, с использованием наземных ретрансляционных станций. Эти самолеты не могут напрямую обмениваться данными ADS-B «воздух-воздух» из-за разных частот связи. В терминальных зонах, где используются оба типа связи ADS-B, наземные станции ADS-B/TIS-B используют трансляции «земля-воздух» для ретрансляции отчетов ADS-B, полученных по одной связи, на самолеты, использующие другую связь. [17]
Хотя многоканальная система «решает» проблему работы тяжелых авиалайнеров на одной частоте по сравнению с легкими самолетами, двухчастотная природа системы имеет несколько потенциальных проблем:
Из-за проблем с многоканальной связью многие производители ADS-B проектируют системы ADS-B как двухчастотные.
FIS-B предоставляет текстовую и графическую информацию о погоде, NOTAM, ATIS и подобную информацию. FIS-B по своей сути отличается от ADS-B тем, что требует источников данных, внешних по отношению к самолету или вещательному устройству, и имеет другие требования к производительности, такие как периодичность вещания. [23]
В Соединенных Штатах услуги FIS-B предоставляются по каналу UAT в районах, где имеется наземная инфраструктура наблюдения. [17] [37]
Еще одной потенциальной возможностью вещания с борта самолета является передача метеорологических данных, полученных с помощью измерений. [ необходима ссылка ]
Австралия имеет полное континентальное покрытие ADS-B выше FL300 (30 000 футов). [38] Оборудование ADS-B является обязательным для всех самолетов, летающих на этой высоте. Для достижения этого уровня покрытия Airservices Australia эксплуатирует более 70 наземных приемников ADS-B. В Австралии авиационный регулятор, Управление безопасности гражданской авиации, ввело поэтапное требование для всех самолетов, выполняющих правила полетов по приборам (IFR), оснащать ADS-B Out к 2 февраля 2017 года. Это относится ко всем австралийским самолетам.
Nav Canada ввела в эксплуатацию ADS-B в 2009 году и теперь использует его для покрытия своего северного воздушного пространства вокруг Гудзонова залива , большая часть которого в настоящее время не имеет радиолокационного покрытия. Затем служба была расширена для покрытия некоторых океанических районов у восточного побережья Канады, включая Лабрадорское море , пролив Дэвиса , залив Баффина и часть Североатлантических путей вокруг южной Гренландии . Ожидается, что позже служба будет расширена для покрытия остальной части канадской Арктики и остальной части Канады. [39] [40] [8] [9]
В 2018 году Nav Canada опубликовала аэронавигационное исследование [41], предлагающее обязательный для Aireon-совместимого ADS-B Out для всех самолетов в воздушном пространстве класса A к 2021 году и воздушного пространства класса B к 2022 году, требуя транспондера, способного обеспечить производительность разнесения антенн. В ответ на отзывы заинтересованных сторон Nav Canada позже объявила [42] , что такое оборудование не будет обязательным в соответствии с этим графиком, а что соответствующим образом оборудованные самолеты будут обрабатываться в приоритетном порядке. Даты, когда оборудование потребуется для работы в воздушном пространстве Канады, были объявлены как 10 августа 2023 года для воздушного пространства класса A, 16 мая 2024 года для воздушного пространства класса B и не ранее 2026 года для классов C, D и E. [43]
В мае 2021 года некоммерческая Канадская ассоциация по передаче бортовой информации объявила [44] о своем намерении построить и эксплуатировать сеть, транслирующую информацию FIS-B (погода) и TIS-B (трафик) на частоте 978 МГц. К весне 2022 года в Онтарио работало пять наземных станций, а еще несколько станций планировалось построить в Альберте и Саскачеване. Канадская сеть полностью совместима с сетью США. Самолеты могут использовать одни и те же приемники ADS-B In в обеих странах, и предоставляемые услуги работают бесперебойно при пересечении границы. CIFIB планирует запустить около 100 станций в течение нескольких лет. Покрытие в Канаде не будет охватывать всю территорию от побережья до побережья, а будет сосредоточено на районах с более высоким трафиком.
Американская компания ADS-B Technologies создала одну из крупнейших и наиболее успешных систем ADS-B в мире (сеть из восьми станций, 350+ самолетов, которая охватывает более 1200 морских миль по всему Центральному Китаю). Это была также первая установка UAT за пределами Соединенных Штатов. По состоянию на март 2009 года с этими системами ADS-B было налетано более 1,2 миллиона часов без инцидентов/отказов. [ необходима цитата ]
По состоянию на 2010 год Isavia находится в процессе установки ADS-B по всей северной части Атлантического океана. [45] Система состоит из 18 станций-приёмников ADS-B в Исландии , на Фарерских островах и в Гренландии . [46] [47]
Управление аэропортов Индии (AAI), которое управляет воздушным пространством страны, впервые поручило немецкой компании Comsoft установку наземных станций ADS-B в 14 аэропортах по всей стране в 2012 году. Comsoft завершила установку семи новых наземных станций ADS-B в рамках второго этапа развертывания, которые Индия впоследствии интегрировала в свою систему УВД в 2014 году, тем самым завершив создание наземной сети для автоматического зависимого наблюдения и вещания (ADS-B) для отслеживания воздушных судов.
В соответствии с планом модернизации авиационной системы Международной организации гражданской авиации, AAI заявила, что ее сеть ADS-B обеспечит избыточное спутниковое наблюдение там, где есть радиолокационное покрытие, заполнит пробелы в наблюдении там, где радиолокационное покрытие невозможно из-за высокогорной местности или удаленного воздушного пространства, и позволит ей обмениваться данными ADS-B с соседними странами. Сеть охватывает Индийский субконтинент, а также части Бенгальского залива и Аравийского моря. [48] [49]
Группа LFV в Швеции внедрила общенациональную сеть ADS-B с 12 наземными станциями. Установка началась весной 2006 года, и сеть была полностью (технически) введена в эксплуатацию в 2007 году. Систему с поддержкой ADS-B планируется использовать в Кируне , Швеция, весной 2009 года. [ требуется обновление ] На основе стандартов VDL Mode 4 сеть наземных станций может поддерживать услуги для ADS-B, TIS-B, FIS-B, GNS-B (дополнение DGNSS) и связь точка-точка, что позволяет самолетам, оборудованным приемопередатчиками, совместимыми с VDL 4, снизить расход топлива и сократить время полета. [ требуется цитата ]
Объединенные Арабские Эмираты ввели в эксплуатацию три резервные наземные станции ADS-B в начале 2009 года и теперь используют ADS-B для обеспечения расширенного покрытия своего верхнего воздушного пространства в сочетании и интеграции с обычными радиолокационными станциями наблюдения. [50] [51]
Чтобы уменьшить заторы и справиться с растущим трафиком воздушных судов, Федеральное управление гражданской авиации разрабатывает систему воздушных перевозок следующего поколения (NextGen) [13] , включающую ADS-B. Оборудование ADS-B создано в соответствии с одним из двух наборов отраслевых стандартов: DO-260B и DO-282B.
Самолеты, эксплуатируемые в Соединенных Штатах в перечисленных ниже классах воздушного пространства, обязаны нести оборудование, которое производит трансляцию ADS-B Out. ADS-B Out передает информацию о самолете через бортовой передатчик на наземный приемник, перемещая управление воздушным движением из системы на основе радара в спутниковую систему определения местоположения самолета. [13]
Для ADS-B In, которая получает данные и передает их на дисплеи в кабине экипажа, такого мандата нет. [52] Требования FAA к воздушному пространству намеренно исключают часть воздушного пространства, которое часто используется авиацией общего назначения.
Операторы могут выбрать канал вещания расширенного сквиттера 1090 мегагерц или канал вещания универсального приемопередатчика доступа. FAA не приняло более высоких стандартов производительности, которые позволили бы использовать все первоначальные приложения ADS-B In, но они могут быть приняты по желанию. [13]
Флот: 250 000 самолетов частной авиации, которым потребуется ADS-B к 2020 году, из которых 165 000 самолетов подлежат ADS-B Out (самолеты класса I и класса II, которые обычно летают ниже 18 000 футов). [53] FAA прогнозирует увеличение парка частной авиации с 224 172 самолетов в 2010 году до 270 920 самолетов в 2031 году, что в среднем составит 0,9% в год. [54]
Недавнее (апрель 2011 г.) федеральное законодательство США через законопроект Палаты представителей о повторной авторизации FAA [55] создает «фонд оснащения», который включает часть для некоторых самолетов авиации общего назначения. Фонд будет предоставлять финансирование по конкурентоспособным ставкам, подкрепленным гарантиями по кредитам . [56] Было сформировано государственно-частное партнерство как NextGen Equipage Fund, LLC, которым управляет NEXA Capital Partners, LLC. [57]
Внедрение ADS-B Федеральным управлением гражданской авиации разбито на три сегмента, каждый из которых имеет соответствующий график. Ожидается, что внедрение и развертывание наземного сегмента начнется в 2009 году и будет завершено к 2013 году по всей Национальной системе воздушного пространства (NAS). Бортовое оборудование управляется пользователем и, как ожидается, будет завершено как добровольно на основе предполагаемых выгод, так и посредством регулирующих действий (нормотворчества) со стороны FAA. Стоимость оснащения возможностью ADS-B Out относительно невелика и принесет пользу воздушному пространству с наблюдением в областях, которые в настоящее время не обслуживаются радаром. FAA намерено предоставлять аналогичные услуги в пределах NAS, которые в настоящее время предоставляет радар (стандарты 5 морских миль на маршруте и 3 морских мили на конечном радаре) в качестве первого шага к внедрению. Однако возможность ADS-B In рассматривается как наиболее вероятный способ улучшить пропускную способность NAS и повысить пропускную способность. [ необходима цитата ]
В декабре 2008 года исполняющий обязанности администратора FAA Роберт А. Стерджелл дал добро на запуск ADS-B в южной Флориде. Установка в южной Флориде, состоящая из 11 наземных станций и вспомогательного оборудования, является первой, введенной в эксплуатацию в Соединенных Штатах, хотя опытные системы были запущены на Аляске, в Аризоне и вдоль Восточного побережья с 2004 года. Завершенная система будет состоять из 794 приемопередатчиков наземных станций. Действия декабря 2008 года соответствуют позднему исполнительному распоряжению Джорджа Буша-младшего , которое предписывало ускоренное одобрение NextGen. [58]
ADS-B развертывание и добровольное оборудование, а также деятельность по разработке правил. Отдельные участки разработки будут использовать развертывание оборудования в областях, которые предоставят доказательство концепции для интеграции в системы автоматизации УВД, развернутые в NAS. [59] Он разрабатывается в Техническом центре имени Уильяма Дж. Хьюза FAA около города Эгг-Харбор, штат Нью-Джерси . [3]
Наземные станции ADS-B будут развернуты по всей NAS, решение о вводе в эксплуатацию должно быть принято в 2012–2013 годах. Полное развертывание произойдет в 2013–14 годах. Правила оборудования были окончательно утверждены, и текущими стандартами являются DO-282B для UAT и DO-260B для 1090ES: [59]
Оборудование ADS-B In будет основано на воспринимаемой пользователем выгоде, но, как ожидается, будет обеспечивать повышенную ситуационную осведомленность и преимущества эффективности в этом сегменте. Те самолеты, которые решат оборудовать его заранее, увидят преимущества, связанные с предпочтительными маршрутами и конкретными приложениями. Ограниченный вывод из эксплуатации радаров начнется в указанный временной интервал с конечной целью 50% сокращения инфраструктуры вторичного обзорного радара. [ необходима цитата ]
27 мая 2010 года FAA опубликовало свое окончательное правило, предписывающее, что к 2020 году все владельцы воздушных судов будут обязаны иметь возможности ADS-B Out при работе в любом воздушном пространстве, которое в настоящее время требует транспондера ( воздушное пространство классов A, B и C, а также воздушное пространство класса E на определенных высотах). [61]
14 июня 2012 года компании FreeFlight Systems и Chevron получили сертификат STC на первую установку ADS-B на вертолетах GOMEX, соответствующую правилам, который был выдан Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA).
Федеральное управление гражданской авиации США разработало две системы для решения проблем конфиденциальности [65]
Проблема любого протокола ADS-B заключается в возможности передачи сообщений ADS-B с самолетов, а также в возможности радиоканала продолжать поддерживать любые устаревшие услуги. Для 1090 ES каждое сообщение ADS-B состоит из пары пакетов данных . Чем больше количество пакетов, переданных с одного самолета, тем меньше самолетов могут участвовать в системе из-за фиксированной и ограниченной полосы пропускания канала данных .
Системная емкость определяется путем установления критерия того, какой может быть наихудшая среда, а затем принятия этого минимального требования к системной емкости. Для 1090 ES и TCAS , и ATCRBS / MSSR являются существующими пользователями канала. 1090 ES ADS-B не должен снижать емкость этих существующих систем. [ необходима цитата ]
Офис национальной программы FAA и другие международные авиационные регуляторы решают проблемы, связанные с небезопасной природой передач ADS- B [71] . Сообщения ADS-B могут использоваться для определения местоположения самолета, и нет никаких гарантий, что эта информация не будет использована ненадлежащим образом. Кроме того, существуют некоторые опасения относительно целостности передач ADS-B. Сообщения ADS-B могут быть созданы с помощью простых и недорогих мер, которые подделывают местоположения нескольких фантомных самолетов, чтобы нарушить безопасное воздушное путешествие. Нет надежных средств для гарантии целостности, но есть средства для мониторинга этого типа деятельности. Однако эта проблема похожа на использование ATCRBS/MSSR, где ложные сигналы также потенциально опасны (некоррелированные вторичные треки). [ необходима цитата ]
Существуют некоторые опасения относительно зависимости ADS-B от спутниковых навигационных систем для генерации информации о векторе состояния, [72] хотя риски можно снизить, используя избыточные источники информации о векторе состояния; например, GPS , ГЛОНАСС , Galileo или мультилатерацию . [ необходима ссылка ]
Существуют некоторые общие авиационные опасения, что ADS-B устраняет анонимность операций воздушных судов VFR. [71] 24-битный код транспондера ИКАО, специально назначенный каждому воздушному судну, позволит контролировать это воздушное судно, когда оно находится в пределах объемов обслуживания системы Mode-S/ADS-B. В отличие от транспондеров Mode A/C, нет кода "1200"/"7000", который обеспечивает случайную анонимность. Mode-S/ADS-B идентифицирует воздушное судно уникально среди всех в мире, аналогично MAC-адресу для контроллера сетевого интерфейса или международному идентификатору мобильного оборудования (IMEI) телефона GSM. [ необходима цитата ] Однако FAA разрешает воздушным судам, оборудованным UAT, использовать случайный самоназначаемый временный адрес ИКАО в сочетании с использованием кода маяка 1200. У воздушных судов, оборудованных 1090 ES, использующих ADS-B, такой возможности не будет. [73]
Для того чтобы система ADS-B функционировала в полной мере, требуется оборудование для всех самолетов в воздушном пространстве. Это требует, чтобы технология транспондера была масштабируемой от самого маленького самолета до самого большого самолета, чтобы обеспечить 100% оснащение для любого данного воздушного пространства. Текущая технология транспондера способна оснащать более крупные традиционные самолеты, но для оснащения самолетов, которые меньше и легче или не имеют электрических систем, как большие самолеты, оснащенные традиционным транспондером, требуется новый тип транспондера. Требования к этим меньшим и более легким самолетам в основном заключаются в размере, весе и мощности (SWAP), и технология транспондера должна позволять оснащение этих типов самолетов, чтобы обеспечить насыщение ADS-B для полной видимости в любом данном воздушном пространстве. [ необходима цитата ]
7 июня 2002 года FAA опубликовало исторический обзор своего решения по архитектуре связи ADS-B для использования в Национальной системе управления воздушным пространством (NAS). [17]
Значительным шагом вперед для ADS-B является прием искусственными спутниками сигнала ADS-B. Впервые он был испытан в 2013 году на PROBA-V ESA [74] и развертывается такими компаниями, как Spire Global, с использованием недорогих наноспутников. Aireon также работает над космическим ADS-B с помощью спутниковой сети Iridium , спутниковой сети LEO (низкая околоземная орбита), которая изначально была создана для предоставления телефонных и информационных услуг в любой точке планеты. Захватывая данные о местоположении ADS-B с самолетов, пролетающих ниже спутника, сеть предоставит следующие возможности:
Система принимает только ADS-B на самолетах, вещающих на частоте 1090 МГц. Это ограничивает систему в целом авиалайнерами и бизнес-самолетом, несмотря на то, что небольшие самолеты часто выходят из поля зрения радаров из-за гор, блокирующих сигнал на низких высотах. Система может быть скомпрометирована небольшими частными самолетами с эксклюзивными антеннами ADS-B, установленными на фюзеляже, из-за того, что корпус самолета блокирует сигнал.
Обоснованием использования спутниковой сети Iridium для этой новой возможности стало:
В сентябре 2016 года Aireon и FlightAware объявили о партнерстве [75] с целью предоставления этих глобальных космических данных ADS-B авиакомпаниям для отслеживания полетов их флотов и, в ответ на рейс 370 Malaysia Airlines , для соблюдения требований Глобальной системы оповещения о бедствиях и безопасности полетов (GADSS) ИКАО для авиакомпаний по отслеживанию своих флотов. [76] В декабре 2016 года Flightradar24 заключила соглашение с Gomspace о космическом отслеживании в 2016 году. [77]
Впоследствии SpaceX вывела на орбиту 66 рабочих и 9 запасных спутников Iridium в ходе 8 запусков в период с 14 января 2017 года по 11 января 2019 года. Еще 6 запасных спутников остаются на Земле.
ИКАО описывает космическую систему ADS-B как технологический уравнитель, предлагающий развивающимся странам возможность наблюдения за воздушным пространством . К 2020 году 34 страны развернут эту систему, включая 17 членов Asecna в Африке и агентство аэронавигационных услуг Cocesna в Центральной Америке. Более частые обновления в североатлантических треках позволили сократить продольное разделение с 40 до 14 морских миль (с 74 до 26 км) и боковое разделение с 23 до 19 морских миль (с 43 до 35 км). FAA планирует провести оценку в воздушном пространстве Карибского бассейна с марта 2020 года по 2021 год, чтобы дополнить ненадежный радар острова Гранд-Терк , который позволяет сократить разделение с 30 до 5 морских миль (с 55,6 до 9,3 км). [78]
В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайтов или документов Федерального управления гражданской авиации .
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )Для целей этой программы сторонний позывной можно получить из FlightPlan, ForeFlight, FlightAware или ARINCDirect.