Funktionsweise von ADS-B: Ein Blick auf die Grundlagen von NextGen

Übersicht:

ADS-B ist die Grundlage des Next Generation Transportation Systems (NextGen) der FAA. Es wurde entwickelt, um das Luftraumsystem der Nation in einen effizienteren zu verwandeln. Das Luftverkehrssystem wird durch die Implementierung von NextGen einem dringend benötigten Modernisierungsplan unterzogen, und ADS-B ist die Hauptkomponente.

Die Hauptaufgabe von ADS-B besteht darin, Fluglotsen genaue Informationen über die Flugzeuglage zu liefern.

Es ist ein Schritt über RADAR, der seit Jahren benutzt wird.

ADS-B steht für Automatic Dependent Surveillance-Broadcast. Es verwendet GPS-Satellitensignale, um Flugzeuginformationen kontinuierlich an Fluglotsen und andere teilnehmende Flugzeuge zu senden. ADS-B ist das genaueste Überwachungssystem, das die Luftfahrtindustrie je gesehen hat. Sie ermöglicht es Flugzeugen, direktere Routen zu fliegen, Staus zu verringern, CO2-Emissionen zu reduzieren und Flugzeugbetreibern Zeit und Geld zu sparen.

Komponenten:

GNSS Satellitenkonstellation: ADS-B ist ein satellitenbasiertes System. Die Daten werden kontinuierlich von den Satelliten an die GPS-Geräte des Flugzeugs gesendet, wo sie interpretiert und dann an Bodenstationen von ADS-B gesendet werden.
Bodenstationen: In den Vereinigten Staaten gibt es mindestens 700 Bodenstationen, die Satellitendaten empfangen und die Daten an Flugsicherungsstationen übertragen.
IFR-zertifizierter, WAAS-fähiger GPS-Empfänger: Flugzeuge müssen mit einem kompatiblen GPS-Empfänger für ADS-B arbeiten.
Eine 1090 MHz Extended Squitter-Verbindung mit einem Mode S-Transponder ODER ein 978 MHz Universal Access Transceiver (UAS) zur Verwendung mit einem vorhandenen Transponder: Die letztgenannte Option ist für Flugzeuge unter 18.000 Fuß in den Vereinigten Staaten verfügbar.

Funktionsweise:

ADS-B arbeitet mit Satellitensignalen und Flugzeugavioniksystemen, um Flugzeugdaten kontinuierlich und nahezu in Echtzeit zu interpretieren und an Fluglotsen zu senden.

Satellitensignale werden von einem Flugzeug-GPS-Empfänger interpretiert. Die ADS-B-Technologie verwendet die Satellitendaten und zusätzliche Daten aus der Flugzeugavionik, um ein sehr genaues Bild des Standorts, der Geschwindigkeit, der Höhe und mehr als 40 anderer Parameter des Flugzeugs zu erstellen. Diese Daten werden an eine Bodenstation und dann an Fluglotsen übertragen. Andere gut ausgerüstete Flugzeuge in der Umgebung werden ebenfalls die Daten erhalten und das Situationsbewusstsein für Piloten erhöhen.

Es gibt zwei verschiedene Funktionen von ADS-B: ADS-B In und ADS-B Out.

ADS-B Out ist die erste und wichtigste Funktion, die die FAA angesprochen hat. Ein ADS-B Out fähiges Flugzeug kann seine Position, Geschwindigkeit und Flughöhe an Fluglotsen und andere mit ADS-B ausgerüstete Flugzeuge übertragen.Gemäß einem FAA-Mandat müssen alle Flugzeuge, die in einem Luftraum fliegen wollen, der aktuell einen Transponder benötigt, vor dem 1. Januar 2020 mit ADS-B Out ausgestattet sein.
ADS-B In bleibt optional - zumindest vorerst .. Die ADS-B In-Fähigkeit ermöglicht es Flugzeugen, Verkehrs- und Wetterinformationen in Echtzeit auf dem Cockpit-Display des Flugzeugs zu empfangen. Die Funktion ADS-B In geht weit über die heutigen Verkehrssysteme (wie TCAS) hinaus, da sie präzisere Daten und mehr Datenparameter bietet als derzeitige TCAS-Systeme. Zum Beispiel kann TCAS die vertikale Entfernung von einem Flugzeug anzeigen, aber nicht seitlich. ADS-B In zeigt die Geschwindigkeit, die Orte, die Höhe und die Vektoren anderer teilnehmender Flugzeuge sowie viele andere Daten an.

Fehler und Einschränkungen:

Die größte Einschränkung für ADS-B sind derzeit die Kosten für die Installation der erforderlichen Ausrüstung in nahezu jedem Flugzeug des Landes. Während das Programm das Fliegen sicherer und effizienter macht, fällt es den meisten Flugabteilungen und Piloten der Allgemeinen Luftfahrt schwer, die Kosten zu rechtfertigen.

ADS-B hat sehr wenige Systemfehler; Im Gegensatz dazu ist es für seine Zuverlässigkeit bekannt. Kein von Menschen gemachtes System ist jedoch idiotensicher, und einige Experten behaupten, dass ADS-B (und GPS im Allgemeinen) anfällig für Systeminfrastruktur-Angriffe wie Hacker oder GPS-Störungen ist. Zusätzlich, da ADS-B auf dem GNSS-System beruht, können normale Satellitenfehler, wie Zeitsteuerungsfehler und Satellitenwetterfehler, ADS-B beeinflussen.

Aktueller Status:

Nach Angaben der FAA hat die Organisation alle Netzwerk-ADS-B-Sensoren abgeschlossen.

Diese Stationen bieten über 28 TRACON-Anlagen Wetterdienste und Verkehrsinformationen für mit ADS-B ausgerüstete Flugzeuge an. Von den 230 ATC-Anlagen verwenden derzeit mehr als 100 ADS-B, der Rest wird voraussichtlich bis 2019 vollständig ausgerüstet sein. Die FAA steht zu ihrem Mandat, dass alle Flugzeuge, die im bezeichneten Luftraum operieren, bis zum 1. Januar 2020 mit ADS-B ausgestattet sein müssen.

Praktische Verwendung:

Es besteht Ungewissheit bezüglich der spezifischen Gerätetypen, die für verschiedene Luftfahrzeuge und Betreiber erforderlich sind. Die Installation der Ausrüstung hängt von der Art des Fluges und der aktuell installierten Ausrüstung ab.

Ein 978-MHz-UAS-Link wird zum Beispiel für ein Flugzeug mit WAAS-fähiger, IFR-zertifizierter GPS-Einheit und installiertem Mode-C-Transponder ausreichen, sofern der Betreiber nicht außerhalb der Vereinigten Staaten oder über 18 fliegen möchte. 000 Fuß, in diesem Fall wäre eine ES-Verbindung von 1090 MHz erforderlich. Aber eine 1090-MHz-ES-Verbindung ist nicht kompatibel mit TIS-B oder FIS-B, was bedeutet, dass ein Betreiber einen anderen Weg finden muss, um Verkehrsinformationen (wie TCAS) zu erhalten.

Und ein Betreiber, der noch keine WAAS-fähige GPS-Einheit in seinem Flugzeug hat, muss eine neue GPS-Einheit zusammen mit einem 978 MHz UAS- oder 1090 MHz ES-Link und möglicherweise einem Mode C- oder Mode S-Transponder erwerben.

Einmal im Einsatz, ist ADS-B ein wertvolles Werkzeug, das Fluglotsen und Piloten, die wir je gesehen haben, genaueste Daten liefert.Bei landesweiter Umsetzung sind die Vorteile positiv.

Es gibt kein Argument, dass ADS-B recht teuer und kompliziert ist. Die FAA ist zuversichtlich, dass der langfristige Nutzen die Kosten überwiegen wird, aber das Projekt lässt Flugzeugbesitzer in einer schwierigen Position.