Welche Möglichkeiten gibt es, die Flugverkehrskontrolle auf Langstreckenflügen durchzuführen? [abgeschlossen]

Direktverbindung vs. Satellit

Es gibt drei Hauptwege, Steuernachrichten an ein Flugzeug zu senden: Direkte Funkverbindung [wenn] in Sichtweite, Satellit, Bodenstationen, z. B. Tracon.

Die Art und Weise, wie die Frage beginnt, bringt Verwirrung, so die vielen Kommentare. Bei der Sprach-/Datenkommunikation gibt es zwei Kategorien von Funkverbindungen: Zwischen einer Bodenstation und dem Flugzeug und über ein Relais, zB einen Satelliten.

• Satelliten dienen heute lediglich der Flugsicherung, das ist Zukunftsmusik (2 bis 3 Jahre für die Verfolgung der Flugzeuge mit ADS-B ). Satelliten werden jedoch manchmal für die Flugzeugkommunikation mit dem technischen Personal der Fluggesellschaft und/oder den Herstellern verwendet. Die hier ausgetauschten Informationen sind jedoch überhaupt nicht ATC-bezogen: Sie können technischer Natur sein, z. B. Live - ACARs , die an das technische Personal der Fluggesellschaft oder an den Triebwerkshersteller gesendet werden, um die Wartung am Zielflughafen vorzubereiten. Es kann auch ein interner Austausch mit dem Airline-Betrieb sein. Satellitenkommunikation wird auch für Passagierdienste wie Telefon- und Internetzugang an Bord des Flugzeugs verwendet.

• ATC verwendet also die andere Art von Verbindungen, die direkten Verbindungen, was einen Sender am Boden bedeutet. Diese "Bodenstationen" können jedoch unterschiedlichen Zwecken dienen, da ATC so organisiert ist, dass ATC-Einrichtungen spezialisiert sind.

Einfache ATC-Organisation

Es gibt ATCOs auf der Website, die dieser Antwort möglicherweise Details hinzufügen, aber ich werde die Hauptlinien zeichnen. In den USA werden ATC-Betriebseinrichtungen in 4 Kategorien unterteilt:

• ATC-Turm. Lotsen befinden sich im Flugplatz-Tower und steuern Flugzeuge am Boden (z. B. an ihren Gates oder auf den Rollwegen), Flugzeuge auf den Start- und Landebahnen (landen oder starten), Flugzeuge, die sich dem Flugplatz zur Landung nähern, Flugzeuge, die den Flugplatz verlassen und steigen auf ihre Reiseflughöhe. Die Towerlotsen haben all diese Flugzeuge gut im Blick.

• Tracon (Terminal-Radar-Anflugkontrolle). Controller können sich im Turm oder an anderen Orten befinden. Sie sind für die Übernahme des Flugzeugs verantwortlich, das gerade gestartet ist und jetzt abfliegt . Sie setzen die Kontrolle fort, die von ihren Kollegen vom Turm begonnen wurde. Sie kümmern sich auch um die absteigenden Flugzeuge, bevor sie zur Landung an ihre Kollegen vom Tower übergeben werden. Wie Sie sehen, bringt Tracon Flugzeuge tatsächlich von der Reiseflughöhe in die Nähe der Landebahn und von der Nähe der Startbahn in die Reiseflughöhe.

• Als nächstes gibt es das Enroute ATC-Zentrum zur Steuerung von Flugzeugen im Reiseflug zwischen dem abfliegenden Tracon und dem ankommenden Tracon. Diese Einrichtung ist auch als Air Route Traffic Control Center (ARTCC) bekannt. Die Streckenlotsen können sich überall befinden, sie müssen den Himmel nicht sehen, und normalerweise sehen sie ihn überhaupt nicht, sie arbeiten in einem dunklen Raum und verwenden nur Displays und Mikrofone. In den USA gibt es eine kleine Anzahl von Zentren, die den gesamten US-Luftraum kontrollieren.

Diese Aufteilung ist in dieser Abbildung dargestellt:

das ist aus dieser Frage extrahiert .

• Die letzte Art von ATC-Einrichtung ist das ozeanische ATC, das ein Meeresgebiet kontrolliert, da die verwendeten Verfahren und Werkzeuge etwas speziell sind. Die Ozeane gehören keinem bestimmten Land, aber alle Länder haben sich darauf geeinigt, die Kontrolle für ein bestimmtes Gebiet an ein bestimmtes Land zu delegieren. In den USA wird das New York Oceanic Center an der Ostküste ein Gebiet kontrollieren, Kanada wird ein weiteres kontrollieren, Großbritannien und Frankreich werden die andere Seite des Teiches verwalten. Diese Zentren kontrollieren Gebiete mit dem Namen OCA, für Oceanic Control Area. Siehe diese Karte für den Nordatlantik. Wenn das Flugzeug auf seiner Route vorankommt, wird es an den nächsten Gebietslotsen übergeben.

Das war der erste Teil: Wir haben geklärt, wer die Lotsen und ATC-Einrichtungen sind, wo sie sich befinden und welche Flugphase sie kontrollieren. Sehen wir uns nun die Funkgeräte an, die sie verwenden.

Funkverbindungen

Lassen Sie uns zunächst zwischen Funk und Radar klären.

• Radar wird verwendet, um die Position des Flugzeugs zu bestimmen. Dies ist überall möglich, außer über Ozeanen. Der Grund dafür ist, dass Radar eine begrenzte Reichweite hat und es keine Radarstationen im Meer gibt (zumindest nicht für die Zivilluftfahrt).

• Radarstationen befinden sich an ausgewählten Orten, auf Hügeln und anderen hohen Orten, um ihre Reichweite zu erhöhen. Einige Radargeräte befinden sich auch auf Flugplätzen, aber das ist keine Voraussetzung. Tatsächlich werden alle von allen Radarstationen gesammelten Informationen gesammelt und als synthetisches Bild an alle Kontrollzentren verteilt.

• Über Funk werden Sprachnachrichten und Daten ausgetauscht. Wie ich geschrieben habe, haben alle Funkstrecken eine Bodenstation in der Mitte. Diese Bodenstation befindet sich normalerweise am selben Ort wie die Kontroller. Einige ATC-Funkgeräte befinden sich also auf dem Flugplatz, einige in den Enroute-Zentren usw. Für OCA können die Geräte von den Lotsen entfernt sein, aber dies ist nur ein technisches Detail.

Flugfunk für ATC-Nachrichten kann zwei Arten von Frequenzen verwenden:

• VHF (Very High Frequency), das meistens in Sichtweite funktioniert, sodass die Reichweite je nach Ausbreitungsbedingungen und Standort etwa 50 km bis 200 km beträgt. VHF wird verwendet, wenn das Flugzeug über Land fliegt. Lotsen an den Towers und Tracons verwenden UKW, da sie mit Flugzeugen zu tun haben, die sich entweder unter ihren Augen (Tower) oder in mäßiger Entfernung vom Flugplatz (Tracon) befinden. Verwenden Sie sie auch unterwegs, da sie den Teil des Himmels um den Sender herum kontrollieren.

• HF (Hochfrequenz) funktioniert über große Entfernungen, wie zwischen Kontinenten. HF wird von OCA-Controllern verwendet, ATC kann sie auch verwenden. Die Besonderheit von HF-Verbindungen ist, dass sie irgendwie unregelmäßig funktionieren, die Verbindungen können jederzeit unterbrochen werden, wenn ein Flugzeug über einen Ozean fliegt. Der Grund dafür ist, dass HF-Wellen von der stark ionisierten Atmosphäre und dem Boden reflektiert werden, der Grad der Ionisierung jedoch mit der Zeit variiert. OCA-Einrichtungen haben Verfahren, um damit umzugehen.
  
  Ein besonderes Wort zur ATC-Kommunikation in OCA: Satelliten werden heute von ATC nicht verwendet. Bei OCA kommuniziert ATC mit Flugzeugen unter Verwendung von HF-Sendern, die sich am Boden befinden. Wenn die Entfernung oder Ausbreitungsbedingungen die HF-Kommunikation unmöglich machen, wird ATC (oder die Flugzeugbesatzung) ein anderes Flugzeug bitten, die Nachricht weiterzuleiten. Flugzeuge, die mit einem Satellitentelefon ausgestattet sind, können auch versuchen, das OCA-Zentrum telefonisch zu kontaktieren. Wenn die Kommunikation immer noch nicht möglich ist, fährt die Besatzung wie bereits von ATC freigegeben fort und danach wie im Flugplan angegeben, der vor dem Flug bei ATC eingereicht wurde. ATC räumt genügend Luftraum um die angenommene Position des Flugzeugs herum, um Kollisionen zu verhindern. Dies ist nicht viel anders als bei einem Kommunikationsverlust über Land.dieses Dokuments (NAT ist das Standard-Nordatlantikroutensystem, das häufig zur Überquerung des Atlantiks verwendet wird).

Woher weiß die Steuerung bei einem Interkontinentalflug, welche Bodenstation sie für Kontrollnachrichten verwenden soll (da es nicht sinnvoll wäre, alle Bodenstationen mit jedem Flughafen zu verbinden)?

Ich hoffe, Sie haben ein besseres Verständnis und wissen jetzt, dass dies nicht der Fall ist. Jede ATC-Einrichtung (Tower, Tracon, Enroute Center) verwendet unterschiedliche Funkstationen, und ein bestimmter Tower steuert nur die Flugzeuge auf diesem Flughafen unter Verwendung des lokalen Senders. Der Schlüssel ist, dass ATC mit vorab vereinbarten Verfahren arbeitet, um die Kontrolle an die nächste Einrichtung zu übergeben, wenn das Flugzeug einen bestimmten Kontrollbereich verlässt. Eine ATC-Einheit steuert Flugzeuge in ihrem Bereich und verwendet eine Bodenfunkstation in der Nähe des Flugzeugs. OCA ATC funktioniert tatsächlich mit Flugzeugen, die entfernt und manchmal sehr weit entfernt sind.

Sind die Steuerverbindungen (z. B. Steuerung-zu-Bodenstation-zu-Flugzeug) zur Kommunikation mit einem Flugzeug vor dem Start vorbestimmt?

Ja, das sind sie, nicht auf dem Papier, sondern durch die Verfahren. Wenn das Flugzeug seine Triebwerke startet, steht die Besatzung in Kontakt mit dem "Ground Controller", einem Controller im Tower, der auf die Steuerung von Flugzeugen spezialisiert ist, die sich nicht auf den Start- und Landebahnen befinden. Wenn das Flugzeug startbereit ist, übergibt der Bodenlotse an jemand anderen im Tower, der die Starts verwaltet (dies ist der „Tower-Lotse“), dann übergibt der Tower nach dem Start an den nahe gelegenen Tracon, dann zum Enroute ( es wird mehrere aufeinanderfolgende Enroute-Zentren geben) usw.

Der aktuelle Lotse übergibt an den nächsten Lotsen auf der Flugroute, wenn das Luftfahrzeug seinen Verantwortungsbereich verlässt, ist dieser Teil der ATC-Organisation selbst.

"Schilder", die von der Besatzung verwendet werden, zeigen an, wie man eine bestimmte Kontrolleinrichtung erreicht. Auf diesem Diagramm wird beispielsweise die Frequenz des Denver ARTCC explizit erwähnt.

^Quelle

Dies ist für den Fall, dass Sie sich verirren, da diese Informationen normalerweise vom vorherigen Fluglotsen bereitgestellt werden, bevor Sie an das Enroute Center in Denver übergeben werden:

Und so erreichen Sie die verschiedenen ATC-Einheiten in Paris - Charles De Gaulle:

^Quelle

Mehr: ATC-Einrichtungen