ADS-B ทำงานอย่างไร: ดูที่รากฐานของ NextGen

ภาพรวม

ADS-B เป็นรากฐานของระบบการขนส่งยุคใหม่ของ FAA (NextGen) ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยเปลี่ยนระบบน่านฟ้าของประเทศให้เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ระบบการจราจรทางอากาศจะได้รับแผนการปรับปรุงใหม่ที่จำเป็นมากผ่านการใช้งาน NextGen และ ADS-B เป็นองค์ประกอบหลัก

บทบาทหลักของ ADS-B คือการให้ข้อมูลตำแหน่งอากาศยานที่แม่นยำแก่ผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศ มันเป็นก้าวย่างเหนือเรดาร์ที่ใช้มานานหลายปี

ADS-B ย่อมาจาก Automatic Dependent Surveillance-Broadcast มันใช้สัญญาณดาวเทียม GPS ในการออกอากาศข้อมูลเครื่องบินอย่างต่อเนื่องเพื่อควบคุมการจราจรทางอากาศและเครื่องบินที่เข้าร่วมอื่น ๆ ADS-B เป็นระบบเฝ้าระวังที่แม่นยำที่สุดในอุตสาหกรรมการบินที่เคยเห็นมา มันจะช่วยให้เครื่องบินบินได้เส้นทางตรงมากขึ้นลดความแออัดลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายของผู้ให้บริการเครื่องบิน

ส่วนประกอบ

• กลุ่มดาวเทียม GNSS: ADS-B เป็นระบบดาวเทียม ข้อมูลจะถูกส่งจากชุดดาวเทียมไปยังอุปกรณ์ GPS บนเครื่องบินอย่างต่อเนื่องซึ่งจะมีการตีความและส่งไปยังสถานีภาคพื้นดิน ADS-B
• สถานีภาคพื้นดิน: จะมีสถานีภาคพื้นอย่างน้อย 700 สถานีในสหรัฐอเมริกาที่รับข้อมูลดาวเทียมและส่งข้อมูลไปยังสถานีควบคุมการจราจรทางอากาศ
• ตัวรับสัญญาณ GPS ที่รองรับ WAAS ที่ได้รับการรับรอง IFR: เครื่องบินจะต้องติดตั้งตัวรับสัญญาณ GPS ที่รองรับเพื่อให้ ADS-B ทำงานได้
• ลิงค์ขยาย Squid 1090 MHz พร้อม Transponder Mode S หรือ 978 MHz Universal Access Transceiver (UAS) สำหรับใช้กับ transponder ที่มีอยู่: ตัวเลือกหลังนี้มีให้สำหรับเครื่องบินที่บินต่ำกว่า 18,000 ฟุตในสหรัฐอเมริกา

มันทำงานอย่างไร

ADS-B ทำงานโดยใช้สัญญาณดาวเทียมและระบบ avionics ของเครื่องบินเพื่อตีความข้อมูลเครื่องบินและออกอากาศไปยังผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศอย่างต่อเนื่องและเกือบจะตามเวลาจริง สัญญาณดาวเทียมถูกตีความโดยเครื่องรับสัญญาณ GPS ของเครื่องบิน เทคโนโลยี ADS-B ใช้ข้อมูลดาวเทียมและข้อมูลเพิ่มเติมจาก avionics ของเครื่องบินเพื่อสร้างภาพที่แม่นยำมากเกี่ยวกับตำแหน่งของเครื่องบินความเร็วระดับความสูงและพารามิเตอร์อื่น ๆ กว่า 40 รายการ ข้อมูลนี้จะถูกส่งไปยังสถานีภาคพื้นดินแล้วจึงส่งไปยังผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศ

เครื่องบินที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมอื่น ๆ ในพื้นที่จะได้รับข้อมูลซึ่งจะเป็นการเพิ่มความตระหนักในสถานการณ์ให้กับนักบิน

ADS-B มีฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันสองแบบ: ADS-B In และ ADS-B Out

• ADS-B Out เป็นฟังก์ชั่นแรกและหลักที่ FAA ได้กล่าวถึง เครื่องบินที่มีความสามารถในการ ADS-B มีความสามารถในการออกอากาศตำแหน่งความเร็วและระดับความสูงไปยังตัวควบคุมการจราจรทางอากาศและเครื่องบินที่ติดตั้ง ADS-B อื่น ๆ ตามคำสั่งของ FAA เครื่องบินทุกลำที่ต้องการบินในน่านฟ้าที่ต้องการช่องสัญญาณในปัจจุบันจะต้องติดตั้งความสามารถของ ADS-B Out ก่อนวันที่ 1 มกราคม 2020
• ADS-B In ยังคงเป็นความสามารถเสริม - อย่างน้อยตอนนี้ ความสามารถของ ADS-B จะช่วยให้เครื่องบินสามารถรับข้อมูลการจราจรและสภาพอากาศได้แบบเรียลไทม์บนจอแสดงผลห้องนักบิน ฟังก์ชั่น ADS-B มีความเหนือกว่าและเหนือกว่าระบบจราจรในปัจจุบัน (เช่น TCAS) เนื่องจากมีข้อมูลที่แม่นยำมากขึ้นและพารามิเตอร์ข้อมูลมากกว่าระบบ TCAS ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น TCAS สามารถแสดงระยะทางแนวตั้งจากเครื่องบิน แต่ไม่ใช่ด้านข้าง ADS-B จะแสดงความเร็วสถานที่ระดับความสูงและเวกเตอร์ของเครื่องบินลำอื่นที่เข้าร่วมรวมถึงข้อมูลอื่น ๆ อีกมากมาย

ข้อผิดพลาดและข้อ จำกัด

ปัจจุบันข้อ จำกัด ที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ ADS-B คือค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับเครื่องบินทุกลำในประเทศ ในขณะที่โปรแกรมทำให้การบินปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้นแผนกการบินและนักบินการบินทั่วไปส่วนใหญ่กำลังประสบกับความยากลำบากในการประเมินค่าใช้จ่าย

ADS-B มีข้อผิดพลาดของระบบน้อยมาก ในทางตรงกันข้ามมันเป็นที่รู้จักสำหรับความน่าเชื่อถือ แม้ว่าจะไม่มีระบบที่มนุษย์สร้างขึ้นมาก็เป็นสิ่งที่โง่เขลาและผู้เชี่ยวชาญบางคนอ้างว่า ADS-B (และ GPS โดยทั่วไป) มีความเสี่ยงต่อการโจมตีโครงสร้างพื้นฐานของระบบเช่นแฮกเกอร์หรือการติดขัดของ GPS นอกจากนี้เนื่องจาก ADS-B พึ่งพาระบบ GNSS ข้อผิดพลาดจากดาวเทียมปกติเช่นข้อผิดพลาดเกี่ยวกับเวลาและข้อผิดพลาดจากสภาพอากาศดาวเทียมอาจส่งผลกระทบต่อ ADS-B

สถานะปัจจุบัน

ตาม FAA องค์กรเสร็จสมบูรณ์เซ็นเซอร์ ADS-B เครือข่ายทั้งหมด สถานีเหล่านี้ให้บริการด้านสภาพอากาศและข้อมูลการจราจรแก่เครื่องบินที่ติดตั้ง ADS-B ในศูนย์ TRACON ทั้ง 28 แห่ง จากโรงงาน ATC 230 แห่งในปัจจุบันมีมากกว่า 100 แห่งที่ใช้ ADS-B โดยคาดว่าจะมีการติดตั้งอุปกรณ์ครบครันภายในปี 2562 โดย FAA เป็นหน่วยงานที่มีหน้าที่รับผิดชอบว่าอากาศยานทุกลำที่ปฏิบัติงานในน่านฟ้าที่กำหนดต้องเป็น ADS-B.

ใช้งานจริง

มีความไม่แน่นอนอยู่ที่ประเภทของอุปกรณ์เฉพาะที่จำเป็นสำหรับเครื่องบินและผู้ปฏิบัติงานที่แตกต่างกัน การติดตั้งอุปกรณ์จะแตกต่างกันไปตามประเภทของการบินและอุปกรณ์ที่ติดตั้งในปัจจุบัน

ตัวอย่างเช่นลิงก์ UAS 978 MHz จะพอเพียงสำหรับเครื่องบินที่เปิดใช้งาน WAAS, หน่วย GPS ที่ได้รับการรับรองจาก IFR และตัวรับส่งสัญญาณโหมด C ติดตั้งไว้แล้วยกเว้นว่าผู้ปฏิบัติงานต้องการบินนอกสหรัฐอเมริกาหรือสูงกว่า 18,000 ฟุต ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้ลิงค์ 1090 MHz ES แต่ลิงค์ 1090 MHz ES ไม่รองรับ TIS-B หรือ FIS-B ซึ่งหมายความว่าผู้ให้บริการจะต้องหาวิธีอื่นในการรับข้อมูลการจราจร (เช่น TCAS)

และผู้ให้บริการที่ไม่มีหน่วย GPS ที่รองรับ WAAS ในเครื่องบินของเขาจะต้องซื้อหน่วย GPS ใหม่พร้อมกับลิงค์ 978 MHz UAS หรือ 1090 MHz ES และอาจเป็นโหมด C หรือ Transponder ของโหมด S

เมื่อใช้แล้ว ADS-B เป็นเครื่องมือที่มีค่าซึ่งให้ข้อมูลที่แม่นยำที่สุดแก่ผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศและนักบินที่เราเคยเห็นมา เมื่อดำเนินการทั่วประเทศผลประโยชน์เป็นบวก

แม้ว่าจะไม่มีการโต้เถียงว่า ADS-B นั้นค่อนข้างแพงและซับซ้อน FAA หวังว่าผลประโยชน์ระยะยาวจะเกินดุลค่าใช้จ่าย แต่โครงการนี้ทำให้เจ้าของเครื่องบินอยู่ในตำแหน่งที่ยากลำบาก