بررسی اجمالی
ADS-B پایه و اساس سیستم حمل و نقل نسل بعدی FAA (NextGen) است. این سیستم برای کمک به تبدیل سیستم هواپیما کشور به یک کارآمدتر توسعه داده شد. سیستم ترافیک هوایی از طریق پیاده سازی NextGen یک برنامه مدرن سازی بسیار مورد نیاز است، و ADS-B جزء اصلی است.
نقش اصلی ADS-B این است که اطلاعات مکان دقیق هواپیما را به کنترل کننده های هواپیما ارایه دهد.
این یک قدم بالاتر از RADAR است، که برای سالها استفاده شده است.
ADS-B به معنای خودکار نظارت وابسته به پخش است. با استفاده از سیگنال های ماهواره ای GPS برای پخش اطلاعات هواپیما به طور مداوم به کنترل ترافیک هوایی و سایر شرکت های هواپیمایی استفاده می شود. ADS-B دقیق ترین سیستم نظارت است که صنعت حمل و نقل هوایی تا کنون دیده است. این هواپیما را قادر می سازد تا مسیرهای مستقیمتری را به پرواز در آورده، تراکم را کاهش دهد، میزان انتشار کربن را کاهش دهد و زمان و پول خود را صرفه جویی کند.
اجزاء
ستاره ماهواره ای GNSS: ADS-B یک سیستم مبتنی بر ماهواره است. داده ها به طور مداوم از مجموعه ماهواره ها به دستگاه های GPS جیپیایی هواپیما ارسال می شود، جایی که تفسیر شده و سپس به ایستگاه زمینی ADS-B ارسال می شود.
ایستگاه های زمین: در ایالات متحده حداقل 700 ایستگاه زمینی وجود دارد که داده های ماهواره ای را دریافت می کنند و داده ها را به ایستگاه های کنترل ترافیک هوایی انتقال می دهند.
IFR Certified، WAAS- enabled GPS گیرنده: هواپیما باید با یک گیرنده GPS سازگار برای ADS-B مجهز باشد.
- پیوند Squitter 1090 مگاهرتزی با فرستنده حالت S یا یک فرستنده ی جهانی دسترسی 978 مگاهرتز (UAS) برای استفاده با فرستنده موجود: گزینه ی دوم برای هواپیمایی که زیر 18،000 فوت در ایالات متحده است پرواز می کند.
چگونه کار می کند
ADS-B با استفاده از سیگنال های ماهواره ای و سیستم های هواپیما هواپیما به منظور تفسیر اطلاعات هواپیما و پخش آن به کنترل ترافیک هوایی به طور مداوم و تقریبا در زمان واقعی کار می کند.
سیگنال های ماهواره ای توسط گیرنده GPS هواپیما تفسیر می شود. تکنولوژی ADS-B اطلاعات ماهواره ای و داده های اضافی از هواپیما هواپیما را برای ایجاد یک تصویر بسیار دقیق از موقعیت هواپیما، سرعت، ارتفاع و بیش از 40 پارامتر دیگر می گیرد. این داده ها به ایستگاه زمینی منتقل می شود و سپس به هواپیما کنترل می شود. دیگر هواپیما های مجهز به مجهز به این هواپیما در این منطقه نیز اطلاعات دریافت می کنند و آگاهی موقعیتی را برای خلبانان افزایش می دهند.
دو عملکرد متفاوت ADS-B وجود دارد: ADS-B In و ADS-B Out.
- ADS-B Out یکی از اولین وظیفه اصلی FAA است. یک هواپیما که قادر به ADS-B Out می باشد قادر به پخش موقعیت، سرعت و ارتفاع آن به کنترل ترافیک هوایی و دیگر هواپیماهای مجهز به ADS-B می باشد. طبق یک ماموریت FAA، تمام هواپیما هایی که می خواهند در فضای هوایی پرواز کنند و در حال حاضر نیاز به یک فرستنده دارند باید قبل از 1 ژانویه 2020 قابلیت های ADS-B را داشته باشند.
- ADS-B در یک قابلیت اختیاری باقی می ماند - حداقل برای هم اکنون. ADS-B قادر خواهد بود به هواپیما اجازه می دهد اطلاعات ترافیک و هوا را در زمان واقعی در نمایشگاه کابین خلبان هواپیما دریافت کند. عملکرد ADS-B در بالاترین و بالاتر از سیستم های ترافیکی امروز (مانند TCAS) می باشد، زیرا اطلاعات دقیق تر و پارامترهای داده بیشتر را نسبت به سیستم های TCAS فعلی ارائه می دهد. به عنوان مثال، TCAS می تواند فاصله عمودی از هواپیما را نشان دهد، اما نه جانبی. ADS-B In، سرعت، مکان ها، ارتفاع و بردارهای دیگر هواپیمای شرکت کننده همراه با بسیاری از قطعات دیگر را نمایش می دهد.
خطاها و محدودیت ها
در حال حاضر، بزرگترین محدودیت برای ADS-B هزینه نصب تجهیزات لازم برای تقریبا هر هواپیمایی در کشور است. در حالی که برنامه باعث می شود پرواز امن تر و کارآمد تر باشد، بیشتر بخش های پرواز و خلبانان حمل و نقل عمومی زمان دشواری را برای توجیه هزینه ها دارند.
ADS-B خطاهای سیستم بسیار کمی دارد. در مقابل، برای قابلیت اطمینان آن شناخته شده است. هرچند هیچ سیستمی ساخته شده از انسان ساخته نشده است و بعضی از کارشناسان ادعا می کنند که ADS-B (و GPS به طور کلی) آسیب پذیر است به حملات زیرساختی سیستم مانند هکرها یا مسدود کردن GPS. علاوه بر این، از آنجا که ADS-B وابسته به سیستم GNSS است، خطاهای ماهواره ای طبیعی مانند خطاهای زمان بندی و خطاهای آب و هوایی می تواند بر ADS-B تاثیر بگذارد.
وضعیت فعلی
طبق گفته FAA، این سازمان تمام سنسورهای ADS-B شبکه را تکمیل کرد.
این ایستگاه ها خدمات آب و هوائی و اطلاعات ترافیکی را به هواپیمای مجهز به ADS-B در 28 کانکشن TRACON ارائه می دهند. از 230 تاسیسات ATC، بیش از 100 نفر در حال حاضر از ADS-B استفاده می کنند، بقیه انتظار می رود که تا سال 2019 کاملا مجهز شوند. FAA براساس مجوز خود عمل می کند که تمام هواپیما ها در فضای مشخص شده باید ADS-B را از 1 ژانویه 2020 .
کاربرد عملی
عدم اطمینان در مورد نوع خاصی از تجهیزات مورد نیاز برای هواپیماهای مختلف و اپراتورها وجود دارد. نصب تجهیزات بسته به نوع پرواز و تجهیزات نصب شده در حال حاضر متفاوت است.
برای مثال یک لینک 978 مگاهرتز UAS برای یک هواپیما با یک دستگاه GPS تأیید شده با IFR و یک فرستنده حالت C که قبلا نصب شده است، مگر اینکه اپراتور مایل به پرواز در خارج از ایالات متحده یا بالاتر از 18،000 فوت باشد، کافی است در مورد یک لینک 1090 مگاهرتز ES ضروری است. اما یک لینک 1090 مگاهرتز ES با TIS-B یا FIS-B سازگار نیست، به این معنی که اپراتور باید راه دیگری برای دریافت اطلاعات ترافیکی (مانند TCAS) پیدا کند.
و یک اپراتور که در حال حاضر دستگاه GPS خود را در WAAS فعال نکرده، باید یک دستگاه GPS جدید همراه با یک فرستنده 978 مگاهرتز UAS یا 1090 مگاهرتز ES خریداری کند و به طور بالقوه یک فرستنده حالت C یا حالت S باشد.
ADS-B هنگامی که در استفاده قرار می گیرد، یک ابزار ارزشمند است که دقیق ترین اطلاعات را برای کنترل ترافیک هوایی و خلبانان ارائه می دهد که تا کنون دیده ایم. هنگامی که در سراسر کشور اجرا می شود، منافع مثبت هستند.
هرچند که هیچ ادعایی وجود ندارد که ADS-B بسیار گران و پیچیده است. FAA امیدوار است که مزایای دراز مدت هزینه بیشتری داشته باشد، اما این پروژه مالکین هواپیما را در موقعیت دشواری قرار می دهد.