Автоматическое зависимое наблюдение-вещание ( ADS-B ) — это технология авиационного наблюдения и форма электронного наблюдения , при которой самолет (или другие летательные аппараты, такие как дроны, одобренные для установки «ADS-B Out») определяет свое местоположение с помощью спутниковой навигации или других средств. датчики и периодически передает свое местоположение и другие соответствующие данные, позволяя его отслеживать. Информация может быть получена наземными или спутниковыми приемниками управления воздушным движением в качестве замены вторичного обзорного радара (ВОРЛ). В отличие от SSR, ADS-B не требует сигнала запроса с земли или от другого самолета для активации передачи. ADS-B также может принимать сигналы «точка-точка» от других находящихся поблизости самолетов (или дронов), оборудованных «ADS-B In», для обеспечения осведомленности о дорожной ситуации и поддержки самоотделения . ADS-B является «автоматическим» в том смысле, что для запуска передачи не требуется пилотного или внешнего ввода. Он «зависимый» в том смысле, что предоставление передаваемых данных зависит от данных навигационной системы самолета. [1]
ADS-B является ключевой частью технологий авиационного наблюдения, одобренных Международной организацией гражданской авиации (ИКАО), и постепенно внедряется в национальные воздушные пространства по всему миру. Например, он является элементом системы воздушного транспорта США следующего поколения (NextGen), исследовательского проекта ОрВД «Единое европейское небо» (SESAR) и индийской блочной модернизации авиационной системы (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 все коммерческие пассажирские перевозчики и самолеты, летающие в районах, где требуется транспондер SSR) были оборудованы таким образом с января 2020 года; и это оборудование является 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 , Лабрадорского моря , Дэвиса пролив , Баффинов залив и южная Гренландия ) с 15 января 2009 года. [8] [9] Эксплуатантам самолетов рекомендуется устанавливать продукты ADS-B, совместимые со стандартами США и Европы, а канадские авиадиспетчеры могут обеспечивать лучшее и большее количество топлива. -эффективные маршруты полетов, когда операторов можно отслеживать через ADS-B. [10] [11]
ADS-B — это система наблюдения за воздушным пространством, которая в конечном итоге может заменить вторичный радар наблюдения в качестве основного метода наблюдения для управления самолетами во всем мире. В Соединенных Штатах ADS-B является неотъемлемым компонентом национальной стратегии воздушного пространства NextGen, направленной на модернизацию и совершенствование авиационной инфраструктуры и операций. [12]
ADS-B повышает безопасность, делая воздушное судно видимым в режиме реального времени для органов управления воздушным движением (УВД) и других воздушных судов, оснащенных ADS-B In, при этом данные о местоположении и скорости передаются каждую секунду. Другие варианты использования данных ADS-B включают: послеполетный анализ, недорогое отслеживание рейсов, планирование и отправку. [12]
В Соединенных Штатах система ADS-B способна бесплатно предоставлять информацию о воздушном движении и правительственную графическую информацию о погоде 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 опознавательные данные, текущее положение, высоту и скорость, через бортовой передатчик. ADS-B Out предоставляет авиадиспетчерам информацию о местоположении самолета в режиме реального времени, которая в большинстве случаев более точна, чем информация, доступная в современных радиолокационных системах. Имея более точную информацию, УВД может управлять воздушным судном и отделять его с большей точностью и временем. [13]
«Вход ADS-B» — это прием и обработка передаваемой информации ADS-B (т. е. «Выход ADS-B») другими воздушными судами. В США ADS-B In может также включать другую информацию для пилотов, передаваемую с наземных станций УВД, например данные FIS-B и TIS-B. [13] Эти широковещательные передачи данных наземной станции обычно доступны только тогда, когда поблизости находится самолет, передающий данные ADS-B Out. [14]
Система ADS-B Out опирается на два компонента авионики на борту каждого самолета: высоконадежный источник спутниковой навигации (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, это модифицированный транспондер режима S) или на частоте 978 МГц. [12] ФАУ хотело бы, чтобы самолеты, работающие исключительно на высоте ниже 18 000 футов (5 500 м), использовали линию связи 978 МГц, поскольку это уменьшит перегрузку частоты 1090 МГц. [15] Чтобы получить возможность выхода ADS-B на частоте 1090 МГц, пользователи-операторы могут установить новый транспондер или модифицировать существующий транспондер, если производитель предлагает модернизацию ADS-B (плюс установить сертифицированный источник местоположения GNSS , если таковой еще не установлен). ). [12]
ADS-B предоставляет множество преимуществ как пилотам, так и авиадиспетчерам, которые повышают как безопасность, так и эффективность полета. [16] [17]
При использовании системы ADS-B In пилот может просматривать информацию о движении окружающих самолетов, если эти самолеты оснащены системой ADS-B Out. Эта информация включает высоту, курс, 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, при наличии подходящего наземного оборудования и наземного радара. ADS-R ретранслирует отчеты о местоположении ADS-B между полосами частот UAT и 1090 МГц.
Самолеты оснащены приемопередатчиком универсального доступа (UAT) ADS-B. Технология сможет получать сводки погоды, а в США - метеорадиолокатор посредством службы вещания полетной информации (FIS-B), которая также передает читаемую полетную информацию, например временную. 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 метеорологических служб в полете, которые в настоящее время предлагаются на коммерческой основе, абонентская плата за использование услуг ADS-B или ее различных преимуществ в США взиматься не будет. Владелец самолета оплатит оборудование и установку, а Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) оплатит администрирование и трансляцию всех услуг, связанных с этой технологией.
ADS-B делает полеты значительно безопаснее для авиационного сообщества, предоставляя пилотам улучшенную ситуационную осведомленность . Пилоты в оборудованной кабине ADS-B будут иметь возможность видеть на своем полетном дисплее другой трафик, происходящий 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-посадочной полосы.
Даже самолеты, оснащенные только ADS-B Out, получат выгоду от способности авиадиспетчеров более точно и надежно контролировать свое местоположение. При использовании этой системы и пилоты, и диспетчеры будут видеть одну и ту же радиолокационную картину. Другие полностью оборудованные воздушные суда, использующие воздушное пространство вокруг себя, смогут легче идентифицировать и избежать конфликта с воздушным судном, оснащенным системой ADS-B Out. С предыдущими системами, такими как система оповещения о дорожном движении и система предотвращения столкновений (TCAS), самолеты могли видеть только другие самолеты, оснащенные той же технологией. При использовании ADS-B информация передается на самолеты с использованием ADS-B In, который отображает все самолеты в районе, при условии, что эти самолеты оснащены ADS-B Out. ADS-B обеспечивает лучшее наблюдение в периферийных зонах радиолокационного покрытия. ADS-B не имеет ограничений по расположению радара. Его точность одинакова во всем диапазоне. [18] В обеих формах ADS-B (1090ES и 978 МГц UAT) отчет о местоположении обновляется один раз в секунду. UAT 978 МГц предоставляет информацию в виде одной короткой передачи. Система 1090ES передает два разных типа отчетов о местоположении (четное/нечетное) в случайном порядке. Для однозначного декодирования местоположения необходим один отчет о местоположении обоих видов или ближайшая опорная позиция.
ADS-B обеспечивает повышение безопасности за счет: [19]
Технология ADS-B обеспечивает более точную информацию о местоположении самолета. [21] Это позволяет диспетчерам направлять самолеты в переполненное воздушное пространство и выходить из него с меньшими стандартами эшелонирования, чем это было возможно сделать безопасно ранее. Это сокращает время, которое самолету приходится тратить на ожидание разрешения, определение направления для разнесения и ожидания. Оценки показывают, что это уже оказывает благотворное влияние за счет снижения загрязнения окружающей среды и потребления топлива. [22]
ADS-B обеспечивает повышение пропускной способности и эффективности за счет поддержки:
Канал передачи данных ADS-B поддерживает ряд бортовых и наземных приложений. Каждое приложение имеет свои собственные концепции работы, алгоритмы, процедуры, стандарты и обучение пользователей. [ нужна цитата ]
Отображение информации о дорожном движении в кабине (CDTI) — это универсальный дисплей, который предоставляет летному экипажу информацию наблюдения за другими воздушными судами, включая их положение. Информация о трафике 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 воздушных судов на CDTI. [ нужна цитата ]
Помимо трафика на основе отчетов ADS-B, функция CDTI может также отображать текущие погодные условия, местность, структуру воздушного пространства, препятствия, подробные карты аэропортов и другую информацию, относящуюся к конкретному этапу полета. [23]
ADS-B рассматривается как ценная технология, позволяющая улучшить работу бортовой системы предотвращения столкновений (ACAS). Включение ADS-B может обеспечить такие преимущества, как:
В конечном итоге функция БСПС может быть реализована исключительно на основе ADS-B, не требуя активных опросов других бортовых транспондеров. [23]
Другие приложения, которые могут извлечь выгоду из ADS-B, включают:
Воздушные суда только с транспондером или вообще без транспондера не будут показаны. Таким образом, пилоты, которые становятся самодовольными или чрезмерно самоуверенными в этой системе, представляют собой проблему безопасности не только для себя, но и для других самолетов, оснащенных только транспондерами, и планеров без транспондера ADS-B.
Планеры часто используют систему FLARM для предотвращения столкновений с другими планерами, но эта система несовместима с ADS-B. Таким образом, самолеты с ADS-B, но без FLARM, представляют угрозу безопасности для планеров с FLARM, но без ADS-B, и наоборот. По этой причине некоторые самолеты, например те, которые используются для буксировки планеров, имеют транспондеры как FLARM, так и ADS-B.
В 2012 году исследователь безопасности заявил, что ADS-B не имеет защиты от вмешательства через поддельные сообщения ADS-B, поскольку они не были ни зашифрованы , ни аутентифицированы . [24] В ответ на эту критику ФАУ заявило, что им известно о проблемах и рисках, но они не смогли раскрыть информацию о том, как их можно смягчить, поскольку это засекречено. Возможным смягчением является мультилатерация для проверки того, что заявленная позиция близка к позиции, из которой было передано сообщение. Здесь время полученных сообщений сравнивается для определения расстояний от антенны до самолета. [25]
Отсутствие какой-либо аутентификации в стандарте делает обязательной проверку любых полученных данных с использованием 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 передачи отчетов о местоположении ADS-B используются два решения: приемопередатчик универсального доступа [28] и расширенный самогенерируемый сигнал 1090 МГц . [29] [30]
Приемопередатчик универсального доступа — это канал передачи данных , предназначенный для обслуживания большей части авиационного сообщества. Канал передачи данных одобрен «окончательным правилом» Федерального управления гражданской авиации для использования во всем воздушном пространстве, кроме класса A (выше 18 000 футов над уровнем моря ). UAT предназначен для поддержки не только ADS-B, но и широковещательной службы полетной информации (FIS-B), широковещательной службы информации о движении (TIS-B) и, если потребуется в будущем, дополнительных возможностей измерения дальности и позиционирования. [31] Благодаря набору стандартов, необходимых для этого правила, оно считается наиболее эффективным применением для пользователей авиации общего назначения. UAT позволит самолету, оснащенному возможностями «внешнего» вещания, быть видимым любым другим самолетом, использующим технологию ADS-B In, а также наземными станциями ФАУ. Воздушные суда, оснащенные технологией ADS-B In, смогут видеть подробную информацию о высоте и векторе от других самолетов, оборудованных ADS-B Out, а также передачи FIS-B и TIS-B. Трансляция FIS-B позволит принимающему самолету просматривать информацию о погоде и полетном обслуживании, включая AIRMET , SIGMET , METAR , SPECI, национальный NEXRAD , региональный NEXRAD, D-NOTAM, FDC-NOTAM, PIREP , статус воздушного пространства специального использования, прогнозы зоны терминала, исправленные прогнозы по аэродрому (TAF), а также прогнозы ветра и температуры на высоте . [32] Эти трансляции служат для того, чтобы предоставить ранним пользователям этой технологии преимущества в качестве стимула для большего числа пилотов использовать эту технологию до 2020 года. Воздушные суда, получающие информацию о дорожном движении через службу TIS-B, будут видеть другие воздушные суда аналогично тому, как все самолеты можно будет увидеть после того, как они будут оборудованы к 2020 году. Наличие службы метеорологической информации FIS-B, не требующей подписки, предоставляет пользователям авиации общего назначения полезную альтернативу другим услугам, основанным на ежемесячной или годовой плате.
Система UAT специально разработана для работы ADS-B. UAT также является первым звеном, сертифицированным для предоставления услуг УВД, подобных радару, в Соединенных Штатах. С 2001 года он обеспечивает разделение на маршруте на расстоянии 5 миль (9,3 км; 5,8 миль) (так же, как мозаичный радар, но не 3 мили (5,6 км; 3,5 мили) для одноместных датчиков) на Аляске. UAT — единственный стандарт канала ADS-B, который действительно является двунаправленным: пользователи UAT имеют доступ к наземным аэронавигационным данным (FIS-B) и могут получать отчеты о прямом трафике (TIS-B) через службу многоканального шлюза, обеспечивающую ADS-B. Отчеты B для самолетов, оборудованных 1090ES, и радиолокационного трафика без ADS-B. Самолеты, оборудованные UAT, также могут напрямую наблюдать друг за другом с высокой точностью и минимальной задержкой. Жизнеспособные сети UAT ADS-B устанавливаются как часть системы воздушного движения США NextGen.
В 2002 году Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) объявило о решении о двухканальном использовании канала расширенного самогенерируемого сигнала 1090 МГц (1090 ES) для авиаперевозчиков и частных или коммерческих операторов высокопроизводительных самолетов, а также канала приемопередатчика универсального доступа для типичной авиации общего назначения. пользователь. [33] В ноябре 2012 года Европейское агентство авиационной безопасности подтвердило, что Европейский Союз также будет использовать 1090 ES для обеспечения совместимости. [34] Формат расширенных самогенерируемых сообщений кодифицирован ИКАО. [30]
При использовании 1090 ES существующий транспондер режима S ( TSO C-112 или автономный передатчик 1090 МГц ) поддерживает тип сообщения, известный как расширенное самогенерируемое сообщение. Это периодическое сообщение, которое указывает положение, скорость, время и, в будущем, намерение. Базовая ES не указывает на намерение, поскольку современные системы управления полетом не предоставляют таких данных (так называемых точек изменения траектории). Чтобы позволить воздушному судну отправлять расширенное самогенерируемое сообщение, транспондер модифицируется (TSO C-166A [35] ), и на транспондер направляется информация о местоположении воздушного судна и другая информация о состоянии. Наземные станции УВД и воздушные суда, оснащенные системой предотвращения столкновений при движении (TCAS), уже имеют необходимые приемники 1090 МГц (режим S) для приема этих сигналов, и потребуются лишь усовершенствования для приема и обработки дополнительной расширенной самогенерируемой информации. В соответствии с решением FAA о канале ADS-B и техническими стандартами канала, 1090 ES не поддерживает службу FIS-B. [33]
Радар напрямую измеряет дальность и пеленг самолета с помощью наземной антенны . Первичный радар наблюдения обычно представляет собой импульсный радар. Он непрерывно передает мощные радиочастотные (РЧ) импульсы. Пеленг измеряется по положению вращающейся антенны радара, когда она принимает радиочастотные импульсы, отражающиеся от обшивки самолета. Дальность измеряется путем измерения времени, которое требуется радиочастотной энергии для прохождения к самолету и от него.
Первичный обзорный радар не требует какого-либо сотрудничества со стороны самолета. Он надежен в том смысле, что режимы отказа системы наблюдения ограничиваются теми, которые связаны с наземной радиолокационной системой. Вторичный обзорный радар зависит от активных ответов самолета. В число отказов входит транспондер на борту самолета. Типичные авиационные установки ADS-B используют выходные данные навигационного блока для навигации и совместного наблюдения, создавая общий режим отказа , который должен учитываться 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 проходов радара с интервалом в несколько секунд. Напротив, система, использующая ADS-B, создает и прослушивает периодические отчеты о местоположении и намерениях самолетов. Эти отчеты генерируются на основе навигационной системы самолета и распространяются через один или несколько каналов передачи данных ADS-B. Точность данных больше не зависит от положения самолета или продолжительности времени между сканированиями радара. [33] (Однако мощность сигнала, полученного от самолета на наземной станции, по-прежнему зависит от расстояния от самолета до приемника, а помехи, препятствия или погодные условия могут ухудшить целостность принимаемого сигнала настолько, что предотвратить безошибочное декодирование цифровых данных. Когда самолет находится дальше, более слабый принимаемый сигнал будет больше подвержен влиянию вышеупомянутых неблагоприятных факторов и с меньшей вероятностью будет принят без ошибок. Обнаружение ошибок позволит распознать ошибки. , поэтому система сохраняет полную точность независимо от положения самолета, когда сигнал может быть принят и правильно декодирован. Это преимущество не означает полного безразличия к дальности полета самолета от наземной станции.)
Сегодняшние системы управления воздушным движением (УВД) не полагаются на покрытие одного радара. Вместо этого изображение с нескольких радиолокаторов представляется диспетчеру через дисплей системы УВД . Это повышает качество сообщения о местоположении самолета, обеспечивает определенную степень избыточности и позволяет сверять выходные данные разных радаров с другими. Эта проверка также может использовать данные датчиков других технологий, таких как ADS-B и мультилатерация . [ нужна цитата ]
Существует два общепризнанных типа ADS для самолетов:
ADS-A основана на согласованных одноранговых отношениях между воздушным судном, предоставляющим информацию ADS, и наземным средством, требующим приема сообщений ADS. Например, отчеты ADS-A используются в будущей аэронавигационной системе (FANS) с использованием системы адресации и отчетности авиационной связи (ACARS) в качестве протокола связи. Во время полета над районами, не имеющими радиолокационного охвата, например океаническими и полярными, с самолета периодически передаются сводки в контролирующий район воздушного движения. [23]
Служба информации о дорожном движении - широковещательная передача (TIS-B) дополняет услуги ADS-B в режиме "воздух-воздух", обеспечивая полную ситуационную осведомленность в кабине экипажа обо всем трафике, известном системе УВД. TIS-B является важной услугой для линии ADS-B в воздушном пространстве, где не все воздушные суда передают информацию ADS-B. Наземная станция TIS-B передает информацию о целях наблюдения по каналу передачи данных ADS-B для необорудованных целей или целей, передающих только по другому каналу ADS-B. [ нужна цитата ]
Линии связи TIS–B получаются из лучших доступных источников наземного наблюдения:
Служба многоканального шлюза является дополнением к TIS-B и обеспечивает совместимость между различными воздушными судами, оснащенными 1090ES или UAT, с помощью наземных ретрансляционных станций. Эти самолеты не могут напрямую обмениваться данными ADS-B «воздух-воздух» из-за разных частот связи. В районах аэродромов, где используются оба типа канала ADS-B, наземные станции ADS-B/TIS-B используют радиовещательную передачу «земля-воздух» для ретрансляции отчетов ADS-B, полученных по одному каналу, на воздушные суда, использующие другой канал. [17]
Хотя многоканальная связь «решает» проблему тяжелых авиалайнеров, работающих на одной частоте, по сравнению с легкими самолетами, двухчастотный характер системы имеет несколько потенциальных проблем:
Из-за проблем с многоканальной передачей многие производители ADS-B разрабатывают системы ADS-B как двухчастотные.
FIS-B предоставляет текст о погоде, графику погоды, NOTAM, ATIS и аналогичную информацию. FIS-B по своей сути отличается от ADS-B тем, что для него требуются источники данных, внешние по отношению к воздушному судну или радиовещательному устройству, и предъявляются другие требования к характеристикам, например, к периодичности вещания. [23]
В США услуги FIS-B предоставляются по каналу UAT в районах, где есть наземная инфраструктура наблюдения. [17] [37]
Еще одной потенциальной возможностью вещания с самолетов является передача метеорологических данных с самолетов. [ нужна цитата ]
Австралия имеет полное континентальное покрытие ADS-B на высоте выше FL300 (30 000 футов). [38] Оборудование ADS-B является обязательным для всех самолетов, летающих на этой высоте. Для достижения такого уровня покрытия компания Airservices Australia использует более 70 наземных приемников ADS-B. В Австралии авиационный регулирующий орган, Управление по безопасности гражданской авиации, обязал ко 2 февраля 2017 года поэтапно оборудовать все самолеты, соответствующие правилам полетов по приборам (IFR), системой ADS-B Out. Это относится ко всем австралийским самолетам.
Навигация Канады начала оперативное использование ADS-B в 2009 году и в настоящее время использует ее для обеспечения покрытия своего северного воздушного пространства вокруг Гудзонова залива , большая часть которого в настоящее время не имеет радиолокационного покрытия. Затем услуга была расширена и охватила некоторые океанические районы у восточного побережья Канады, включая море Лабрадора , пролив Дэвиса , залив Баффина и часть Североатлантического пути вокруг южной Гренландии . Ожидается, что позже услуга будет расширена и охватит остальную часть канадской Арктики и остальную часть Канады. [39] [40] [8] [9]
В 2018 году Nav Canada опубликовало авиационное исследование [41], в котором предлагалось обязать внедрить Aireon-совместимый ADS-B Out для всех самолетов в воздушном пространстве класса A к 2021 году и в воздушном пространстве класса B к 2022 году, требуя транспондера, способного обеспечить характеристики разнесения антенн. В ответ на отзывы заинтересованных сторон Nav Canada позже объявила [42] , что такое оборудование не будет обязательно в соответствии с этим графиком, а что соответствующим образом оборудованные самолеты будут обслуживаться в приоритетном порядке. Даты, когда оборудование потребуется для эксплуатации в воздушном пространстве Канады, объявлены: 10 августа 2023 г. для воздушного пространства класса А, 16 мая 2024 г. для воздушного пространства класса B и классов C, D и E не ранее 2026 г. [43] ]
В мае 2021 года некоммерческая Канадская ассоциация бортового информационного вещания объявила [44] о своем намерении построить и эксплуатировать сеть, передающую информацию FIS-B (погода) и TIS-B (дорожное движение) на частоте 978 МГц. К весне 2022 года в Онтарио работало пять наземных станций, еще несколько запланировано в Альберте и Саскачеване. Канадская сеть полностью совместима с сетью США. Воздушные суда 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 все побережье, а будет сосредоточено на районах с более интенсивным движением транспорта.
Американская компания ADS-B Technologies создала одну из крупнейших и наиболее успешных систем ADS-B в мире (сеть из восьми станций и более 350 самолетов, охватывающая более 1200 морских миль по Центральному Китаю). Это также была первая установка UAT за пределами США. По состоянию на март 2009 года с этими системами ADS-B было налетано более 1,2 миллиона часов без происшествий/отказов. [ нужна цитата ]
По состоянию на 2010 год Isavia находится в процессе установки ADS-B в северной части Атлантического океана. [45] Система состоит из 18 приемных станций ADS-B в Исландии , Фарерских островах и Гренландии . [46] [47]
Управление аэропортов Индии (AAI), которое управляет воздушным пространством страны, впервые поручило немецкой компании Comsoft установить наземные станции ADS-B в 14 аэропортах по всей стране в 2012 году. Comsoft завершила установку семи новых наземных станций ADS-B в рамках второго этапа проекта. развертывание, которое Индия впоследствии интегрировала в свою систему УВД в 2014 году, завершив тем самым создание наземной сети автоматического зависимого радиовещательного наблюдения (ADS-B) слежения за самолетами.
В соответствии с планом блочной модернизации авиационной системы Международной организации гражданской авиации, AAI заявила, что ее сеть ADS-B обеспечит резервное спутниковое наблюдение там, где существует радиолокационное покрытие, и заполнит пробелы в наблюдении там, где радиолокационное покрытие невозможно из-за высокогорной местности. или удаленное воздушное пространство и позволить ему обмениваться данными ADS-B с соседними странами. Сеть охватывает Индийский субконтинент, а также часть 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, а сеть была полностью (технически) введена в эксплуатацию в 2007 году. Эксплуатацию системы с поддержкой ADS-B планируется начать в Кируне , Швеция, весной 2009 года. [ требуется обновление ] На основе режима VDL 4, сеть наземных станций может поддерживать услуги ADS-B, TIS-B, FIS-B, GNS-B (дополнение DGNSS) и двухточечную связь, что позволяет самолетам, оснащенным приемопередатчиками, совместимыми с VDL 4, снизить расход топлива и сократить время полета. [ нужна цитата ]
В начале 2009 года Объединенные Арабские Эмираты ввели в эксплуатацию три резервные наземные станции ADS-B и в настоящее время используют ADS-B для обеспечения расширенного покрытия своего верхнего воздушного пространства в сочетании и в сочетании с обычными обзорными радарами. [50] [51]
Чтобы уменьшить перегруженность и справиться с растущим потоком самолетов, Федеральное управление гражданской авиации разрабатывает систему воздушного транспорта следующего поколения (NextGen), [13] включая ADS-B. Оборудование ADS-B создано в соответствии с одним из двух наборов отраслевых стандартов: DO-260B и DO-282B.
Воздушные суда, выполняющие рейсы в США в перечисленных ниже классах воздушного пространства, должны иметь оборудование, обеспечивающее трансляцию ADS-B Out. ADS-B Out передает информацию о самолете через бортовой передатчик на наземный приемник, переводя управление воздушным движением с радиолокационной системы на спутниковую систему определения местоположения самолета. [13]
Для ADS-B In, который получает данные и передает их на дисплеи в кабине, такого мандата нет. [52] Требования ФАУ к воздушному пространству намеренно исключают часть воздушного пространства, которое часто используется авиацией общего назначения.
Операторы могут выбрать канал широковещательной передачи с расширенным самогенерируемым сигналом на частоте 1090 МГц или канал широковещательной передачи трансивера универсального доступа. ФАУ не приняло более высокие стандарты производительности, которые позволили бы использовать все первоначальные приложения ADS-B In, но они могут быть приняты по желанию. [13]
Парк самолетов: 250 000 самолетов GA, которым к 2020 году потребуется ADS-B, из которых 165 000 самолетов подпадают под действие ADS-B Out (самолеты классов I и II, которые обычно летают на высоте ниже 18 000 футов). [53] ФАУ прогнозирует увеличение парка самолетов гражданской авиации с 224 172 самолетов в 2010 году до 270 920 самолетов в 2031 году, при этом рост составит в среднем 0,9% в год. [54]
Недавнее (апрель 2011 г.) федеральное законодательство США посредством законопроекта Палаты представителей о повторной авторизации разрешений ФАУ [55] предусматривает создание «фонда оснащения», который включает в себя долю для некоторых самолетов авиации общего назначения. Фонд будет предоставлять финансирование по конкурентоспособным ставкам, подкрепленным кредитными гарантиями . [56] Было создано государственно-частное партнерство под названием NextGen Equipage Fund, LLC, которым управляет NEXA Capital Partners, LLC. [57]
Внедрение ADS-B Федерального управления гражданской авиации разбито на три этапа, каждый из которых имеет соответствующие сроки. Ожидается, что внедрение и развертывание наземного сегмента начнется в 2009 году и завершится к 2013 году во всей Национальной воздушной системе (NAS). Бортовое оборудование управляется пользователем и, как ожидается, будет комплектоваться как добровольно на основе предполагаемых преимуществ, так и посредством нормативных действий (нормотворчества) со стороны ФАУ. Стоимость оборудования ADS-B Out относительно невелика и принесет пользу воздушному пространству при наблюдении в районах, которые в настоящее время не обслуживаются радаром. ФАУ намерено предоставить в рамках NAS услуги, аналогичные тем, которые в настоящее время предоставляет радар (стандарты радаров 5 морских миль на маршруте и 3 морских миль на терминале), в качестве первого шага к внедрению. Однако возможность ADS-B In рассматривается как наиболее вероятный способ улучшить пропускную способность NAS и увеличить емкость. [ нужна цитата ]
В декабре 2008 года исполняющий обязанности администратора ФАУ Роберт А. Стерджелл дал добро на запуск ADS-B в южной Флориде. Установка на юге Флориды, состоящая из 11 наземных станций и вспомогательного оборудования, является первой введенной в эксплуатацию в Соединенных Штатах, хотя с 2004 года разрабатываемые системы работают на Аляске, Аризоне и вдоль восточного побережья. Завершенная система будет состоять из 794 станций. приемопередатчики наземных станций. Действия декабря 2008 года соответствуют последнему указу Джорджа Буша-младшего, который требовал ускоренного утверждения NextGen. [58]
Развертывание ADS-B и добровольное оборудование, а также нормотворческая деятельность. В зонах разработок будет использоваться развертывание оборудования в областях, которые обеспечат подтверждение концепции интеграции с системами автоматизации УВД, развернутыми в NAS. [59] Он разрабатывается в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза ФАУ недалеко от Эгг-Харбор-Сити, штат Нью-Джерси . [3]
Наземные станции ADS-B будут развернуты по всей территории NAS, а решение о вводе в эксплуатацию будет принято в 2012–2013 годах. Завершенное развертывание произойдет в 2013–2014 годах. Правила по оборудованию были окончательно доработаны, и в настоящее время действуют стандарты DO-282B для UAT и DO-260B для 1090ES: [59]
Оборудование ADS-B In будет основано на преимуществах, воспринимаемых пользователем, но, как ожидается, оно обеспечит повышенную ситуационную осведомленность и преимущества в эффективности в этом сегменте. Те самолеты, которые решат оборудовать оборудование до выполнения какого-либо мандата, увидят преимущества, связанные с льготными маршрутами и конкретными приложениями. Ограниченный вывод из эксплуатации радаров начнется в установленные сроки с конечной целью сокращения на 50% инфраструктуры вторичных радаров наблюдения. [ нужна цитата ]
27 мая 2010 года ФАУ опубликовало свое окончательное правило, согласно которому к 2020 году все владельцы самолетов должны будут иметь возможности ADS-B Out при работе в любом воздушном пространстве, где в настоящее время требуется транспондер ( классы воздушного пространства A, B и C, а также воздушное пространство класс E на определенных высотах). [61]
14 июня 2012 года FreeFlight Systems и Chevron получили STC за первую соответствующую правилам установку ADS-B на вертолетах GOMEX, получившую награду от FAA.
Федеральное управление гражданской авиации Америки 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 том, что радиоканал может продолжать поддерживать любые устаревшие услуги. Для 1090 ES каждое сообщение ADS-B состоит из пары пакетов данных . Чем больше количество пакетов передается от одного самолета, тем меньше самолетов могут участвовать в системе из-за фиксированной и ограниченной пропускной способности канала передачи данных .
Пропускная способность системы определяется путем установления критерия того, какой может быть наихудшая среда, а затем установления минимального требования к пропускной способности системы. Для 1090 ES и TCAS , и ATCRBS / MSSR являются существующими пользователями канала. 1090 ES ADS-B не должен снижать пропускную способность существующих систем. [ нужна цитата ]
Офис национальных программ ФАУ и другие международные авиационные регуляторы решают вопросы, связанные с небезопасным характером передач ADS-B [71] . Сообщения ADS-B могут использоваться для определения местоположения воздушного судна, и нет никаких гарантий, что эта информация не будет использована ненадлежащим образом. Кроме того, существуют некоторые опасения по поводу целостности передач ADS-B. Сообщения ADS-B могут создаваться с помощью простых и недорогих мер, которые имитируют местоположение нескольких самолетов-призраков, чтобы нарушить безопасное воздушное путешествие. Не существует надежных средств, гарантирующих честность, но есть средства для мониторинга такого рода деятельности. Однако эта проблема аналогична использованию ATCRBS/MSSR, где ложные сигналы также потенциально опасны (некоррелированные вторичные дорожки). [ нужна цитата ]
Существуют некоторые опасения по поводу зависимости ADS-B от спутниковых навигационных систем для генерации информации о векторе состояния [72] , хотя риски можно снизить за счет использования резервных источников информации о векторе состояния; например, GPS , ГЛОНАСС , Галилео или мультилатерация . [ нужна цитата ]
Есть некоторые общие опасения в авиации, что ADS-B лишает анонимности полеты самолетов по ПВП. [71] 24-битный код транспондера ИКАО, специально присвоенный каждому воздушному судну, позволит контролировать это воздушное судно, когда оно находится в пределах зоны обслуживания системы Mode-S/ADS-B. В отличие от транспондеров режима A/C, здесь нет кода «1200»/«7000», обеспечивающего анонимность. Mode-S/ADS-B идентифицирует воздушное судно уникальным образом среди всех в мире, аналогично MAC-адресу контроллера сетевого интерфейса или международному идентификатору мобильного оборудования (IMEI) телефона GSM. [ нужна цитата ] Однако ФАУ разрешает самолетам, оборудованным UAT, использовать случайный самоназначаемый временный адрес ИКАО в сочетании с использованием кода радиомаяка 1200. 1090 самолетов, оборудованных ES и использующих ADS-B, не будут иметь этой опции. [73]
Для того чтобы система ADS-B функционировала в полном объеме, необходимо оборудование для всех самолетов, находящихся в воздушном пространстве. Это требует, чтобы технология транспондеров была масштабируемой от самого маленького самолета до самого большого самолета, чтобы обеспечить 100% оборудование для любого заданного воздушного пространства. Существующая технология транспондеров способна оборудовать более крупные традиционные самолеты, но для оснащения самолетов меньшего размера и легче или не имеющих электрических систем, таких как большие самолеты, традиционно оснащенные транспондерами, требуется новый тип транспондера. Требования к этим меньшим и легким самолетам в основном касаются размера, веса и мощности (SWAP), а технология транспондеров должна позволять оборудовать эти типы самолетов, чтобы обеспечить насыщение ADS-B для обеспечения полной видимости в любом заданном воздушном пространстве. [ нужна цитата ]
7 июня 2002 года ФАУ опубликовало исторический обзор своего решения относительно архитектуры линии связи ADS-B для использования в Национальной системе воздушного пространства (NAS). [17]
Значительным шагом вперед для ADS-B является прием искусственными спутниками сигнала ADS-B. Впервые он был протестирован в 2013 году на PROBA-V ЕКА [74] и сейчас используется такими компаниями, как Spire Global, с использованием недорогих наноспутников. Aireon также работает над космическим ADS-B со спутниковой сетью Iridium , спутниковой сетью LEO (низкая околоземная орбита), которая изначально была создана для предоставления услуг телефонной связи и передачи данных в любой точке планеты. За счет сбора данных о местоположении ADS-B с самолетов, пролетающих под спутником, сеть предоставит следующие возможности:
Система принимает ADS-B только на самолетах, вещающих на частоте 1090 МГц. Это обычно ограничивает использование системы авиалайнерами и бизнес-самолетами, несмотря на то, что небольшие самолеты часто остаются вне поля зрения радаров из-за того, что горы блокируют сигнал на малых высотах. Система может быть скомпрометирована небольшими частными самолетами с эксклюзивными антеннами ADS-B, установленными на брюхе, поскольку корпус самолета блокирует сигнал.
Основанием для использования спутниковой сети Iridium для этой новой возможности было следующее:
В сентябре 2016 года Aireon и FlightAware объявили о партнерстве [75] для предоставления этих глобальных космических данных ADS-B авиакомпаниям для отслеживания рейсов их флота и, в ответ на рейс 370 Malaysia Airlines , для обеспечения соответствия требованиям ИКАО по глобальному авиационному бедствию. и требования к системе безопасности (GADSS) для авиакомпаний для отслеживания своего парка самолетов. [76] В декабре 2016 года Flightradar24 заключила соглашение с Gomspace на космическое слежение 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 систему развернут 34 страны, в том числе 17 членов Asecna в Африке и агентство аэронавигационного обслуживания Cocesna в Центральной Америке. Более частые обновления на Североатлантических путях позволили сократить продольное эшелонирование с 40 до 14 миль (от 74 до 26 км), а боковое эшелонирование с 23 до 19 миль (от 43 до 35 км). ФАУ планирует провести оценку в воздушном пространстве Карибского бассейна с марта 2020 по 2021 год в дополнение к ненадежному радару острова Гранд-Терк , который позволяет сократить эшелонирование с 30 до 5 морских миль (с 55,6 до 9,3 км). [78]
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Федерального авиационного управления .
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )Для целей этой программы сторонний позывной можно получить от FlightPlan, ForeFlight, FlightAware или ARINCDirect.