Come funziona ADS-B: uno sguardo alla fondazione di NextGen

Panoramica

ADS-B è il fondamento del sistema di trasporto di nuova generazione della FAA (NextGen). È stato sviluppato per aiutare a trasformare il sistema dello spazio aereo nazionale in uno più efficiente. Il sistema di traffico aereo subirà un piano di modernizzazione tanto necessario attraverso l'implementazione di NextGen e ADS-B è il componente principale.

Il ruolo principale di ADS-B è quello di fornire informazioni precise sulla posizione dei velivoli ai controllori del traffico aereo. È un gradino sopra il RADAR, che è in uso da anni.

ADS-B è l'acronimo di Automatic Dependent Surveillance-Broadcast. Utilizza i segnali satellitari GPS per trasmettere continuamente le informazioni sugli aeromobili ai controllori del traffico aereo e agli altri velivoli partecipanti. ADS-B è il sistema di sorveglianza più accurato che l'industria aeronautica abbia mai visto. Consentirà agli aerei di volare su rotte più dirette, ridurre la congestione, ridurre le emissioni di carbonio e far risparmiare tempo e denaro agli operatori aerei.

componenti

• Costellazione satellitare GNSS: ADS-B è un sistema basato su satellite. I dati vengono inviati continuamente dal set di satelliti ai dispositivi GPS di bordo dell'aereo, dove vengono interpretati e quindi inviati alle stazioni di terra ADS-B.
• Stazioni terrestri: negli Stati Uniti ci saranno almeno 700 stazioni terrestri che ricevono i dati satellitari e trasmettono i dati alle stazioni di controllo del traffico aereo.
• Certificato IFR, ricevitore GPS abilitato WAAS: gli aeromobili devono essere dotati di un ricevitore GPS compatibile per ADS-B per funzionare.
• Un collegamento di Squitter esteso a 1090 MHz con un transponder Mode S o un ricetrasmettitore universale di accesso a 978 MHz (UAS) da utilizzare con un transponder esistente: quest'ultima opzione è disponibile per gli aeromobili che volano a meno di 18.000 piedi negli Stati Uniti.

Come funziona

ADS-B funziona utilizzando i segnali dei satelliti e sistemi avionici aeronautici per interpretare i dati dei velivoli e trasmetterli ai controllori del traffico aereo su base continuativa e quasi in tempo reale. I segnali satellitari sono interpretati da un ricevitore GPS dell'aeromobile. La tecnologia ADS-B acquisisce i dati satellitari e i dati aggiuntivi dall'avionica aeronautica per creare un'immagine molto accurata della posizione, della velocità, dell'altitudine e di oltre 40 altri parametri dell'aeromobile. Questi dati vengono trasmessi a una stazione di terra e quindi a controllori del traffico aereo.

Altri velivoli adeguatamente equipaggiati nell'area riceveranno anche i dati, aumentando la consapevolezza della situazione per i piloti.

Esistono due diverse funzioni di ADS-B: ADS-B In e ADS-B Out.

• ADS-B Out è la prima e principale funzione affrontata dalla FAA. Un velivolo che è in grado di ADS-B Out ha la capacità di trasmettere posizione, velocità e altitudine ai controllori del traffico aereo e ad altri velivoli dotati di ADS-B. Secondo un mandato della FAA, tutti gli aeromobili che vogliono volare nello spazio aereo che attualmente richiede un transponder devono essere dotati di funzionalità ADS-B Out prima del 1 ° gennaio 2020.
• ADS-B In rimane una funzionalità opzionale, almeno per ora. La funzionalità ADS-B In consentirà agli aeromobili di ricevere informazioni sul traffico e meteorologiche in tempo reale sul display della cabina di pilotaggio dell'aeromobile. La funzione ADS-B In va al di sopra e al di là dei sistemi di traffico di oggi (come TCAS) in quanto offre dati più precisi e più parametri di dati rispetto agli attuali sistemi TCAS. Ad esempio, TCAS può visualizzare la distanza verticale dall'aereo ma non lateralmente. ADS-B In mostrerà la velocità, le posizioni, l'altitudine e i vettori di altri velivoli partecipanti, insieme a molti altri dati.

Errori e limiti

Attualmente, la più grande limitazione per ADS-B è il costo di installazione delle attrezzature necessarie su praticamente tutti gli aerei nel paese. Mentre il programma rende il volo più sicuro ed efficiente, la maggior parte dei reparti di volo e dei piloti di aviazione generale sta attraversando un momento difficile a giustificare i costi.

ADS-B ha pochissimi errori di sistema; al contrario, è noto per la sua affidabilità. Nessun sistema creato dall'uomo è infallibile, tuttavia, e alcuni esperti sostengono che ADS-B (e il GPS in generale) sono vulnerabili agli attacchi di infrastrutture di sistema come hacker o inceppamenti GPS. Inoltre, dal momento che ADS-B fa affidamento sul sistema GNSS, i normali errori dei satelliti come gli errori di temporizzazione e gli errori meteorologici satellitari possono influenzare l'ADS-B.

Stato attuale

Secondo la FAA, l'organizzazione ha completato tutti i sensori ADS-B di rete. Queste stazioni offrono servizi meteorologici e informazioni sul traffico agli aerei dotati di ADS-B in 28 strutture TRACON. Di 230 impianti ATC, oltre 100 utilizzano attualmente ADS-B, mentre il resto dovrebbe essere completamente equipaggiato entro il 2019. La FAA mantiene il suo mandato che tutti gli aeromobili che operano in uno spazio aereo designato devono essere dotati dell'ADS-B entro il 1 ° gennaio 2020.

Uso pratico

C'è incertezza incentrata sui tipi specifici di attrezzature necessarie per diversi aeromobili e operatori. L'installazione dell'attrezzatura varia a seconda del tipo di equipaggiamento volante e attualmente installato.

Un collegamento UAS a 978 MHz, ad esempio, sarà sufficiente per un aeromobile con un'unità GPS certificata IFRS abilitata WAAS e un transponder Mode C già installato, a meno che l'operatore non desideri volare fuori dagli Stati Uniti o oltre 18.000 piedi, in in tal caso sarebbe necessario un collegamento ES a 1090 MHz. Ma un collegamento ES 1090 MHz non è compatibile con TIS-B o FIS-B, il che significa che un operatore dovrebbe trovare un altro modo per ottenere informazioni sul traffico (come TCAS).

E un operatore che non dispone già di un'unità GPS abilitata WAAS nel suo aereo dovrà acquistare una nuova unità GPS con un collegamento ESI a 978 MHz o 1090 MHz ES e potenzialmente un transponder Mode C o Mode S.

Una volta in uso, ADS-B è uno strumento prezioso, che fornisce i dati più accurati ai controllori del traffico aereo e ai piloti che abbiamo mai visto. Se implementati a livello nazionale, i benefici sono positivi.

Non c'è discussione, tuttavia, che ADS-B sia piuttosto costoso e complicato. La FAA spera che i benefici a lungo termine superino i costi, ma il progetto lascia i proprietari di aerei in una posizione difficile.