Soll ADS-B andere Verkehrsleitsysteme ersetzen?

Eine kurze Einführung darüber, was ADS-B ist und warum es als abhängig bezeichnet wird, finden Sie in dieser Antwort .

ADS-B ist eine Überwachungstechnologie, bei der das Flugzeug Informationen über seine Identität, Position, Höhe und Geschwindigkeit des Flugzeugs an jede interessierte Partei sendet. Die Positions- und Geschwindigkeitsinformationen werden von GNSS (GPS) abgeleitet.

TCAS

ADS-B soll TCAS nicht ersetzen, aber in Zukunft TCAS ergänzen. Der TCAS-Algorithmus verwendet derzeit nur Entfernung und Höhe, um zu berechnen, ob ein Konflikt vorliegt, und um die beste Konfliktlösungsstrategie zu bestimmen. Mit der genaueren ADS-B-Position, die dem System ebenfalls zur Verfügung steht, kann die Anzahl der TCAS-Abfragen reduziert werden (die Überwachungsfunkfrequenzen werden in einigen Bereichen überlastet) und die Leistung von TCAS kann verbessert werden. Ein neuer Standard für diesen hybriden Ansatz wurde 2013 veröffentlicht .

Es kann auch möglich sein, ein passives TCAS-ähnliches System zu haben, das keine aktive Abfrage erfordert, sondern ausschließlich von ADS-B abhängt. Derzeit wird in einem gemeinsamen RTCA / EUROCAE-Ausschuss (RTCA SC-147 / EUROCAE WG-75) ein technischer Standard für ein neues Airborne Collision Avoidance System (ACAS, der generische Name für TCAS) entwickelt, das weitere angebotene Daten nutzen wird von ADS-B. Dieser neue Standard wird schließlich TCAS II ersetzen.

Auf Basis von ADS-B wurde auch ein „TCAS light“ für die Kleinfliegerei entwickelt. Es heißt Traffic Situation Awareness with Alerts (TSAA), ein Standard, der letztes Jahr veröffentlicht wurde . In den nächsten Jahren werden wir sehen, dass Hersteller beginnen, Produkte anzubieten, die auf diesem Standard basieren.

ATC

Der Zweck von ADS-B ist es auch nicht, bodengestütztes ATC zu ersetzen. Aber es wird die Art und Weise verändern, wie ATC durchgeführt wird. ADS-B IN wird das Situationsbewusstsein der Piloten verbessern; Sie werden eine Anzeige der genauen Positionen anderer Flugzeuge haben. Neue Verfahren werden es Piloten ermöglichen, Sichtabstand zu anderen Flugzeugen bei marginalen visuellen meteorologischen Bedingungen (VMC) aufrechtzuerhalten, wo sie derzeit häufig den anderen Verkehr aus den Augen verlieren würden. Eine fortschrittlichere Nutzung von ADS-B wird das flugdeckbasierte Intervallmanagement (FIM) sein, bei dem ATC Flugzeuge anweisen kann, „diesem Flugzeug XX Sekunden hinterher zu folgen, um auf der Landebahn YY zu landen“. An einem ersten technischen Standard für FIM wird gearbeitet, er soll noch in diesem Jahr veröffentlicht werden.

ADS-B ist auch kein Ersatz für alle Radargeräte, obwohl es die Anzahl der Radargeräte reduzieren kann. Für abgelegene Gebiete, die aufgrund der damit verbundenen hohen Kosten derzeit keine Radarabdeckung haben, wird ADS-B eine kostengünstige Alternative sein. Über den Ozeanen werden ADS-B- Satellitenempfänger in der Lage sein, eine Überwachung bereitzustellen und die Art und Weise zu verändern, wie ATC auf hoher See durchgeführt wird.

GNSS

Angesichts der obigen Beispiele ist es leicht zu verstehen, dass die Anforderungen an die Zuverlässigkeit von ADS-B erheblich sind. Das System muss nicht nur in der Lage sein, genaue Positionsdaten zu liefern, es muss diese Daten auch mit hoher Integrität liefern können. Das heißt, die Wahrscheinlichkeit, dass das System ungenaue Positionsdaten übermittelt, selbst bei einem Ausfall des Systems, muss äußerst gering sein. Um dies zu erreichen, muss ein Positionierungssystem in der Lage sein, interne Gegenprüfungen durchzuführen, um Fehler zu erkennen, und nicht auf mögliche fehlerhafte Eingaben von Menschen angewiesen sein. GPS kann die Anforderungen an die Positionsquelle erfüllen, indem Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM) verwendet wird.

Die technischen Spezifikationen von ADS-B wurden alle so geschrieben, dass sie nicht ausdrücklich GNSS als Positionsquelle fordern, aber im Moment ist es das einzige System, das die Anforderung effektiv erfüllt. Die meisten Zertifizierungsdokumente werden unter der Annahme geschrieben, dass ein GNSS verwendet wird, um Positionsdaten bereitzustellen. Theoretisch könnte man ein anderes System vorschlagen, aber die Kosten für die Zertifizierung wären sehr hoch.

ADS-B wird schließlich Transponder + Sekundärradar als primäres Trennmittel ersetzen. Transponder+Sekundärradar werden lange als Backup aufbewahrt. Im Moment sagen die Behörden, dass es ihn nicht ersetzen wird, weil sie den Druck nicht wollen, Transponder auf Dauer nicht mehr vorhalten zu müssen. ADS-B ist eine viel ausgefeiltere Methode zur Flugzeugtrennung.

Um zu wissen, wie weit ein anderes Flugzeug von Ihnen entfernt ist, müssen Sie es befragen. Senden Sie einen Impuls und timen Sie die Antwort. Messen Sie die allgemeine Richtung, aus der die Antwort kam. Die Antwort enthält die Höhe des Kontakts. Dadurch können ATC und TCAS wissen, wo sich der Verkehr befindet (Position und Höhe). ATC-Radar vergleicht diese Informationen im Laufe der Zeit, um Kurs und Geschwindigkeit abzuschätzen. ADS-B sendet all diese Informationen automatisch jede Sekunde. GPS-Koordinaten, Höhe, Vorwärtsgeschwindigkeit, vertikale Geschwindigkeit, Kurs, Richtung und gewünschter Kurs/Höhe (wenn sie sich ändert). Das ist sprunghaft besser als Transponder+TCAS/Sekundärradar. Auch seine neue Technologie. Wir brauchen mindestens ein Jahrzehnt, um es weltweit vollständig zu betreiben, bevor wir über die Ausmusterung von Sekundärradar und Transpondern sprechen können. Aus meiner Sicht ist es nicht die Frage OB, sondern WANN es passiert. Meine Anmeldedaten? Ich bin ein IFR-bewerteter Privatpilot, ein Computertechnologie-Experte und ein Telekommunikationsspezialist mit gerade genug Erfahrung in jedem Teil des Betriebs-/Technologie-Puzzles, das das Ganze zum Laufen bringt. Die entscheidende Tatsache ist, dass Verkehrsflugzeuge ADS-B über dieselbe Frequenz senden, durch die die Transponderantworten fließen. Letztendlich werden die Transponderantworten die für den ADS-B-Verkehr benötigte Bandbreite überfordern, wodurch ADS-B unsicher wird. An diesem Punkt wird ATC gezwungen sein, große Transponder-Sperrzonen zu schaffen. Das wird der Anfang vom Ende der Transponder sein. Mit ADS-B ist ein anderes Flugzeug in der Nähe nur eine zusätzliche Nachricht pro Sekunde. Mit einem Transponder fügt ein anderes Flugzeug im Bereich möglicherweise weitere X Nachrichten pro Sekunde hinzu, wobei X = Anzahl der Abfrager, die nach einer Transponderantwort fragen (einschließlich ATC- und TCAS-Systeme).