Wie ADS-B funktioniert: Ein Blick auf die Gründung von NextGen

Überblick

ADS-B ist die Grundlage des FAA Next Generation Transportation System (NextGen). Es wurde entwickelt, um das Luftraumsystem des Landes in ein effizienteres 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, den Fluglotsen genaue Informationen zum Standort des Luftfahrzeugs zu liefern. Es ist ein Schritt über RADAR, der seit Jahren im Einsatz ist.

ADS-B steht für Automatic Dependent Surveillance-Broadcast. Es nutzt 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 Strecken zu fliegen, Staus zu verringern, CO2-Emissionen zu verringern und Flugzeugbetreibern Zeit und Geld zu sparen.

Komponenten

• GNSS Satellite Constellation: ADS-B ist ein satellitengestütztes System. Die Daten werden kontinuierlich von der Satellitengruppe an die GPS-Geräte des Flugzeugs gesendet, wo sie interpretiert und dann an ADS-B-Bodenstationen gesendet werden.
• Bodenstationen: In den USA 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 ausgestattet sein, damit ADS-B funktioniert.
• Eine 1090-MHz-Extended-Squitter-Verbindung mit einem Modus-S-Transponder oder ein 978-MHz-Universalzugriffstransceiver (UAS) zur Verwendung mit einem vorhandenen Transponder: Die letztere Option ist für Flugzeuge mit einer Flughöhe unter 18.000 Fuß in den Vereinigten Staaten verfügbar.

Wie es funktioniert

ADS-B arbeitet unter Verwendung von Satellitensignalen und Flugzeugavioniksystemen, um Flugzeugdaten zu interpretieren und sie an Fluglotsen kontinuierlich und nahezu in Echtzeit zu senden. Satellitensignale werden von einem Flugzeug-GPS-Empfänger interpretiert. Die ADS-B-Technologie nutzt die Satellitendaten und zusätzliche Daten der Flugzeugavionik, um ein sehr genaues Bild von Lage, Geschwindigkeit, Höhe und über 40 weiteren Parametern des Flugzeugs zu erhalten. Diese Daten werden an eine Bodenstation und dann an Fluglotsen übertragen.

Andere ordnungsgemäß ausgerüstete Flugzeuge in dem Gebiet werden ebenfalls die Daten erhalten, was das Situationsbewusstsein für Piloten erhöht.

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

• ADS-B Out ist die erste und wichtigste Funktion der FAA. Ein Flugzeug, das zu ADS-B Out fähig ist, kann seine Position, Geschwindigkeit und Höhe an Fluglotsen und andere mit ADS-B ausgerüstete Flugzeuge senden. Laut einem FAA-Mandat müssen alle Flugzeuge, die in einem Luftraum fliegen wollen, der derzeit einen Transponder benötigt, vor dem 1. Januar 2020 mit ADS-B Out-Fähigkeiten ausgestattet sein.
• ADS-B In bleibt optional - zumindest für den Moment. Die ADS-B In-Funktion ermöglicht es Flugzeugen, Verkehrs- und Wetterinformationen in Echtzeit auf der Flugzeugcockpitanzeige zu empfangen. Die ADS-B In-Funktion geht über die heutigen Verkehrssysteme (wie TCAS) hinaus, da sie genauere Daten und mehr Datenparameter als aktuelle TCAS-Systeme bietet. Zum Beispiel kann TCAS den vertikalen Abstand vom Flugzeug anzeigen, aber nicht lateral. ADS-B In wird die Geschwindigkeit, Standorte, Höhe und Vektoren anderer teilnehmenden Flugzeuge zusammen mit vielen anderen Daten anzeigen.

Fehler und Einschränkungen

Gegenwärtig besteht die größte Einschränkung für ADS-B in den Kosten für die Installation der erforderlichen Ausrüstung in praktisch jedem Flugzeug des Landes. Während das Programm das Fliegen sicherer und effizienter macht, haben die meisten Flugabteilungen und Piloten der allgemeinen Luftfahrt Schwierigkeiten, 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 täuschungssicher, und einige Experten behaupten, dass ADS-B (und GPS im Allgemeinen) anfällig für Angriffe auf die Systeminfrastruktur wie Hacker oder GPS-Jamming sind. Da ADS-B auf das GNSS-System angewiesen ist, können normale Satellitenfehler wie Zeitfehler und Satellitenwetterfehler ADS-B beeinflussen.

Aktueller Status

Nach Angaben der FAA hat die Organisation alle ADS-B-Sensoren des Netzwerks fertiggestellt. Diese Stationen bieten Wetterdienste und Verkehrsinformationen für mit ADS-B ausgerüstete Flugzeuge in 28 TRACON-Einrichtungen. Von den 230 ATC-Anlagen nutzen derzeit über 100 ADS-B, und der Rest wird voraussichtlich bis 2019 vollständig ausgerüstet sein. Die FAA hält an ihrem Auftrag fest, dass alle im ausgewiesenen Luftraum eingesetzten Flugzeuge bis zum 1. Januar 2020 ADS-B Out sein müssen .

Praktischer Nutzen

Es besteht Unsicherheit bezüglich der spezifischen Arten von Ausrüstung, die für verschiedene Flugzeuge und Betreiber benötigt werden. Die Installation der Ausrüstung hängt vom Flugzeugtyp und der installierten Ausrüstung ab.

Eine 978 MHz-UAS-Verbindung wird beispielsweise für ein Flugzeug mit einer WAAS-fähigen, IFR-zertifizierten GPS-Einheit und einem bereits installierten Mode-C-Transponder ausreichen, es sei denn, der Betreiber möchte außerhalb der Vereinigten Staaten oder über 18.000 Fuß in In diesem Fall wäre eine 1090-MHz-ES-Verbindung 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 nicht bereits eine WAAS-fähige GPS-Einheit in seinem Flugzeug hat, muss eine neue GPS-Einheit zusammen mit einer 978 MHz-UAS- oder 1090-MHz-ES-Verbindung und möglicherweise einem Mode C- oder Mode S-Transponder erwerben.

Sobald es in Gebrauch ist, ist ADS-B ein wertvolles Werkzeug und liefert den Fluglotsen und Piloten die genauesten Daten, die wir je gesehen haben. Bei landesweiter Umsetzung sind die Vorteile positiv.

Es gibt jedoch keine Zweifel, dass ADS-B ziemlich teuer und kompliziert ist. Die FAA ist zuversichtlich, dass die langfristigen Vorteile die Kosten überwiegen werden, aber das Projekt lässt die Flugzeugeigner in eine schwierige Lage.