Wie wird die Radartrennung zwischen primären und sekundären Zielen sichergestellt?

Flugsicherungsradare gibt es in zwei Ausführungen, wobei die meisten ATC-Zentren beide verwenden und die Ausgabe beider auf einem einzigen Bildschirm anzeigen:

• Das Primärüberwachungsradar (PSR) ist ein echtes Radarsystem, das Flugzeuge (und auch Nicht-Flugzeug-Objekte wie Vögel, Ballons, Wetter, vom Flugzeug abgelöste Teile , den Boden ...) erkennt, indem es Funkwellen von ihnen abprallt. PSR ist wertvoll, weil es nicht nur Flugzeuge mit funktionierenden und antwortenden Transpondern erkennen kann, sondern auch Flugzeuge ohne funktionierende Transponder und die oben genannten Nicht-Flugzeug-aber-potentiell-interessant-für-oder-in Bezug auf-Flugzeug-Objekte. Um jedoch den pro 360º-Sweep abgedeckten Luftraum zu maximieren, ist der Radarstrahl der meisten zivilen PSR-Sender fächerförmig; Zu jedem gegebenen Zeitpunkt deckt der Strahl (für alle Absichten und Zwecke) nur einen einzigen Azimut ab, ist aber über einen weiten Bereich von Elevationswinkeln verteilt. Das Radar hat keine Möglichkeit, den Höhenwinkel eines zurückkehrenden reflektierten Signals zu bestimmen, was die meisten PSR-Systeme zum Erkennen der Höhe unbrauchbar macht und eine gewisse Ungenauigkeit und einen variablen Betrag an Ungenauigkeit in die Bodenposition eines Ziels einführt(da das Objekt, das die Rückkehr erzeugt, sich irgendwo entlang eines vertikalen Bogensegments in der Schrägentfernung des Ziels in der Ebene des Radarstrahls befinden könnte). ¹
• Sekundärüberwachungsradar (SSR) ist streng genommen gar kein Radar. Anstatt Funkwellen von der lokalen Flugobjektpopulation abzuprallen, ruft es im Wesentlichen: „Ist jemand da?“ im Blinden; mit Transpondern ausgerüstete Flugzeuge hören diesen Ruf, und der Transponder des Flugzeugs sendet dann die Position, Höhe, Fluggeschwindigkeit, Richtung, Flugnummer, Flugzeugtyp, Lizenz, Registrierung, Versicherungsnachweis usw. des Flugzeugs, sodass das SSR-System die genauen Werte aufzeichnen kannPosition des Flugzeugs, das die Rückkehr erzeugt, zusammen mit den oben genannten anderen verschiedenen interessanten Informationen. Dies macht SSR äußerst nützlich, insbesondere in überlasteten Lufträumen, aber es kann ohne Transponder oder mit einem defekten Transponder oder mit ausgeschaltetem Transponder nichts erkennen. SSR soll schließlich durch ADS-B ersetzt werden, das im Wesentlichen genauso funktioniert, außer dass der Transponder des Flugzeugs alle oben genannten Informationen blind sendet, ohne gefragt zu werden, wodurch die Notwendigkeit eines großen, teuren Transponders entfällt SSR-Sender für jede ATC-Einrichtung.

Hier ist eine Veranschaulichung des Unterschieds bei der Bestimmung und Anzeige von Zielpositionsinformationen zwischen Primär- und Sekundärradar:

Sekundäre Ziele voneinander zu trennen ist (vorausgesetzt, dass die betroffenen Fluglotsen und Piloten aufpassen und tun, was sie sollen) offensichtlich trivial; Sie müssen nur vermeiden, dass zwei oder mehr Flugzeuge gleichzeitig dieselbe Position in derselben Höhe einnehmen. Das Trennen von Primärzielen voneinander ist auch ziemlich trivial, trotz der unscharfen Positionsinformationen und des Fehlens von Höheninformationen; Zwei oder mehr Flugzeuge, die verschiedene vertikale Bogensegmente besetzen (und daher voneinander getrennt sind), werden als zwei oder mehr separate Ziele angezeigt. Der Trick besteht also darin, zwei oder mehr Flugzeuge davon abzuhalten, dasselbe Bogensegment zu besetzen. Wenn Sie es nur mit primären Zielen zu tun haben, kann die Trennung zwischen Flugzeugen sichergestellt werden, indem Sie die Punkte auf dem Bildschirm voneinander entfernt halten.

Wenn Sie es jedoch mit einer Mischung aus primären und sekundären Zielen zu tun haben, sehe ich ein Problem: Da die Positionsinformationen für primäre und sekundäre Ziele unterschiedlich bestimmt werden, könnte ein Flugzeug an einer bestimmten Position an einem von zwei verschiedenen Orten auftauchen auf dem Bildschirm, je nachdem, ob es sich um ein primäres oder ein sekundäres Ziel handelt:

Es sollte sofort offensichtlich sein, dass die gleiche Wirkung erzeugt werden könnte, wenn die primären und sekundären Ziele von unterschiedlichen Flugzeugen erzeugt würden; zwei Luftfahrzeuge in gefährlicher Nähe zueinander könnten dem Fluglotsen als durch einen Sicherheitsabstand voneinander getrennt erscheinen, wenn eines der Luftfahrzeuge ein primäres Ziel und das andere ein sekundäres Ziel ist.

Wie kann man dieses Problem lösen?

¹ : Einige PSR-Systeme (hauptsächlich militärische Systeme, da es viel einfacher ist, Flugzeuge zu steuern, um einen Eindringling abzufangen, wenn Sie seine Höhe und seinen genauen Standort kennen) liefern Höheninformationen; Einige davon arbeiten mit einem schmalen „Bleistiftstrahl“, der die Bestimmung des Höhenwinkels eines Ziels auf Kosten stark verlängerter Scanzeiten ermöglicht, während andere ein Paar Radargeräte in unterschiedlichen Höhen verwenden und den Unterschied in Schrägentfernungen messen das Ziel zwischen den beiden Radargeräten, wodurch die Höhe des Ziels unter Verwendung von Trigonometrie bestimmt werden kann.