Как ADS-B может заменить первичный радар, когда FlightRadar24, использующий ADS-B, настолько неточен?

TLDR

Как ADS-B действительно надежно заменит первичный радар?

Я не буду.

Станет ли GPS обязательным к 2020 году?

Строго говоря нет, фактически да.

С этой цитатой из FR24 столько проблем, что я не знаю, с чего начать.

Давайте разберем его и проанализируем предложение за предложением.

Однако процент самолетов, оснащенных приемниками ADS-B, неуклонно растет.

Совершенно неактуально. Приемник ADS-B позволяет принимать сигналы ADS-B от других самолетов. Их можно использовать, например, для создания дисплея информации о дорожном движении в кабине экипажа (CDTI) или дополнения TCAS. Количество самолетов с этим так называемым ADS-B IN увеличивается, но процент оснащения, вероятно, на данный момент ниже 2%.

Если вы заинтересованы в оперативном использовании ADS-B для УВД, то бортовые приемники не представляют интереса. Вместо этого вы должны смотреть на сторону передатчика.

[ Приемники ADS-B ...] станут обязательными для большинства самолетов по всему миру к 2020 году.

Приемники ADS-B еще не являются обязательными в каких-либо предусмотренных правилах. Передатчики ADS-B являются или станут обязательными во многих частях мира. Правила ЕС и США предписывают ADS-B в 2020 году.

При необходимости ADS-B заменит первичный радар.

ADS-B не предназначен для замены основного радара. Являясь новым дополнением к набору технологий наблюдения, он не заменит никакую другую технологию в краткосрочной перспективе.

ADS-B — это форма совместного наблюдения, означающая, что воздушное судно или транспортное средство, которые должны отслеживаться, должны сотрудничать, передавая сигнал ADS-B. С другой стороны, первичный радар наблюдения (PSR) представляет собой несовместную технологию наблюдения; он работает, обнаруживая сигналы, отражающиеся от интересующей цели. PSR может обнаруживать самолеты, которые не передают никаких сигналов. Поскольку PSR и ADS-B принципиально различаются по своей работе, они имеют принципиально разные варианты использования. ADS-B не заменит первичный радар и никогда не предназначался для этого.

заменит первичный радар в качестве основного метода наблюдения, используемого УВД

Первичный радар наблюдения не является основным методом наблюдения, используемым УВД во многих частях мира. Поскольку PSR дает только измерения азимута и дальности, важная информация, такая как идентификация самолета и высота, отсутствует. Поэтому вторичный обзорный радар (SSR) является основным методом наблюдения, используемым для УВД, поскольку он обеспечивает определение высоты и идентичности в дополнение к измерениям азимута и дальности.

Вторичный радар, как и ADS-B, является формой совместного наблюдения; он полагается на ответ самолета на запрос радара. ADS-B может и заменит ряд вторичных радаров, но не все.

Теперь остальная часть вашего вопроса.

мне кажется, что большая часть самолетов на самом деле не использует GPS, а вместо этого использует инерциальные навигационные системы или аналогичные.

Действительно, большое количество самолетов передает свое местоположение с помощью ADS-B, основанного на источнике, отличном от GPS, обычно от ИНС. INS не может обеспечить точность и целостность, которые может обеспечить GPS, и поэтому вы видите большие ошибки местоположения на FR24. О том, что позиции нельзя доверять, сообщается в сообщении ADS-B в индикаторах качества, но, к сожалению, FR24 не использует эту информацию.

Все мандаты ADS-B требуют, чтобы система могла предоставлять данные высокой целостности, что фактически означает, что в качестве источника местоположения требуется GPS, хотя теоретически возможны и другие средства. Поэтому в 2020 году все самолеты, подпадающие под действие различных правил ADS-B, должны быть оборудованы GPS.

Конечно, диспетчеру не нужна точность до миллиметра или даже точное местоположение в пределах километра.

УВД не нуждается в точности до миллиметра (GPS в любом случае этого не обеспечит), но им нужна точность определения местоположения в пределах километра, а иногда и в пределах 10 метров (например, контроль линии остановки при въезде на ВПП). ADS-B с соответствующим источником GPS сможет это обеспечить.

На связанной странице также говорится, что как часть ADS-B,

Самолет получает свое местоположение от источника GPS-навигации (спутник).

Это убедительно свидетельствует о том, что любое воздушное судно, использующее только данные о местоположении INS (возможно, только с обновлениями DME/DME в настоящее время), должно будет добавить приемник GPS в рамках модернизации ADS-B.

Хотя никакое установленное + одобренное + сертифицированное авиационное оборудование никогда не будет таким же дешевым, как базовый портативный Garmin из вашего местного магазина спортивных товаров, большая стоимость ADS-B, вероятно, связана с другими вещами, кроме GPS. В системах E-GPWS приемник GPS может быть выделен только для этой системы без затрат на его интеграцию в FMC, поэтому можно сделать то же самое с ADS-B. Это, вероятно, несколько снизит затраты, хотя я не знаю, как долго будет разрешено использовать INS/DME RNAV, учитывая переход к «следующему поколению» всего в УВД.

Во-первых, то, что вы видите на Flightradar24, отличается от того, что видят авиадиспетчеры. Для ADS-B требуется наземная станция. Приемники FR24 время от времени размещаются в домах людей, что далеко от изощренности надлежащих, более мощных станций УВД. Покрытие на FR24 часто неаккуратное, но экраны контроллеров в порядке.

ADS-B уже является обязательным в Австралии выше FL290. Как вы можете видеть здесь , ADS-B дает много преимуществ, особенно на странице 5 этого буклета. Там есть диаграмма, которая сравнивает существующее покрытие радара с покрытием ADS-B. Только крошечная часть Австралии покрыта радаром. Радар очень дорог в установке и обслуживании, и его установка в пустыне не может быть оправдана. Но ADS-B обеспечивает практически полное покрытие страны в крейсерском режиме, идеально подходящее для огромного количества трафика в Азии/Европе. Но большая часть этого трафика не появится на FR24, потому что у них не так много приемников в глуши.

Как указано в других ответах, приемники, используемые FR24, - это не те приемники, которые использует ATS. В комментарии вы указываете, что это не имеет значения:

«Я спрашиваю не о покрытии, а о точности определения местоположения, которая не зависит от приемника (либо приемник принимает, либо не принимает положение самолета)».

Однако это действительно актуально. Плохой прием может привести к плохой скорости обновления (получены только некоторые трансляции), что приведет к отображению старых данных. Кроме того, вы не знаете, какая обработка сигнала/данных происходит между приемником и вами на FR24, и какая обработка будет происходить в ATSU.

Технические характеристики ADS-B изложены в документе ICAO doc 9871 (который, к сожалению, имеет немалую цену). К сожалению, у меня нет доступа к 9871, однако это отражено в его различных национальных ратификациях.

Ниже приведены цитаты (выделено мной) из Приложения 2, Часть B в EU 1207/2011 (которое, скорее всего, вполне согласовано с FAA/другими правилами, по крайней мере, в рамках этого вопроса):

§6 Первичный источник данных, предоставляющий элементы данных в пунктах 3(h) и (i), должен быть как минимум совместим с приемниками GNSS , которые выполняют автономный контроль целостности приемника ( RAIM ) и обнаружение и исключение ошибок ( FDE ), наряду с выходными данными. соответствующей информации о статусе измерения, а также индикации предела целостности и предела точности 95 %.

...

§10. Общая задержка данных горизонтального положения (элементы данных в пункте 3(h) и (i)) должна быть равна или меньше 1,5 секунды в 95 % всех передач.

...

§11. Некомпенсированная задержка данных горизонтального положения (элемент данных в пункте 3(h)) должна быть равна или меньше 0,6 секунды в 95 % случаев и должна быть равна или меньше 1,0 секунды в 99, 9% всех передач.

Точки 3(h) и (i) соответственно: показатели качества геодезического положения и горизонтального положения.

Из этого мы можем сделать вывод, что точность входных данных о местоположении будет привязана к GNSS/RAIM, а задержка данных о местоположении будет порядка секунды или меньше. ( Однако это ничего не говорит между обновлениями ).

Сертификационные требования к GNSS-системе контролируются различными регламентами, в зависимости от установки (ABAS/RAIM, SBAS, GBAS и т. д.), и многие из них опять же имеют ценники, но просто для того, чтобы получить представление о точности ADS-B. система может ожидать, что мы можем обратиться к бывшему FAA TSO-129a (GPS/RAIM), в котором говорится, что погрешность 2D-позиционирования оборудования должна быть ограничена до 0,124 морских миль для операций в океане, на маршруте и в терминале с достоверностью 95% (около 230 метров).

Фактические требования к оборудованию ADS-B более сложны, чем это (и возможная точность/точность GNSS с подходящей системой дополнений (SBAS/GBAS) намного выше), но эти цифры должны, по крайней мере, дать приблизительное представление о ее точности. .

Следует отметить, что в статье, на которую вы ссылаетесь, утверждается, что первичный радар является основным методом наблюдения, используемым УВД. По крайней мере, для большинства гражданских подразделений УВД это неверно: вторичный обзорный радар (SSR) является основным методом наблюдения, при этом первичный радар иногда доступен в качестве дополнения к данным SSR. Поскольку ВОРЛ зависит от ответа транспондера от самолета-цели, в то время как первичный радар способен обнаруживать объекты без транспондера, ADS-B не может заменить дополнительную функцию первичного радара как такового, но может заменить/расширить эту функцию. ССР.

И FAA, и Евроконтроль заявили, что ADS-B потребуется в определенном воздушном пространстве с 2020 года. В Австралии он требуется выше эшелона полета 290 уже с 2013 года.

Это старый вопрос, но я хотел добавить пару моментов, которые я не видел ни в одном из предоставленных ответов.

Как было подробно объяснено, Flightradar24 (FR24) предоставляет пользователям изображение деятельности гражданской авиации в режиме, близком к реальному времени (NRT), с использованием передачи данных ADS-B с самолетов. Однако на веб-сайте есть возможность, хотя и ограниченная, определять положение воздушного судна, использующего транспондер режима S без исходящих передач ADS-B.

Передачи транспондера режима-S содержат ряд данных в зависимости от типа и характеристик системы, но без возможностей ADS-B они не предоставляют информацию о местоположении самолета. Ключевым элементом данных, которые включены, является то, что обычно называют «шестнадцатеричным кодом». Шестнадцатеричный код можно определить и расшифровать множеством способов, но в самой простой форме это уникальный номер, который присваивается конкретному самолету. Да, есть способы поменять его в магазине авионики, но обычно это делается только в том случае, если самолет снят с регистрации в одной стране и зарегистрирован в другой.

Каждой стране, работающей в рамках Международной организации гражданской авиации (ИКАО), выделяется блок этих кодов для использования воздушными судами, зарегистрированными в их стране. Таким образом, когда передача в режиме S принимается и обрабатывается, система, обрабатывающая ее, может идентифицировать конкретное воздушное судно, передавшее сигнал. Если система имеет по крайней мере 4 приемника в области, где все могут определить, что этот уникальный самолет передает сигнал, и точно измерены точные положения этих приемников, и эти положения интегрированы с возможностью использования системой Логические алгоритмы, написанные людьми НАМНОГО умнее меня, позволяют делать то, что называется мультилатерацией (MLAT).

Для тех из вас, кто думает, что «это очень похоже на триангуляцию», вы совершенно правы. MLAT — более сложная и технически продвинутая форма триангуляции. Исторически сложилось так, что использовалось оборудование для пеленгации, которое буквально указывало бы на источник передачи. Получите достаточно стрелок, указывающих, вы можете вычислить прибл. место нахождения. Вместо этого с MLAT система использует чрезвычайно малую разницу во времени, которая требуется для того, чтобы сигнал достиг каждого приемника, чтобы определить расстояние, на котором самолет находится от приемника. Получите достаточное расстояние, вы можете определить местоположение.

Важно понимать, что MLAT может быть очень точным при определении местоположения самолета. Однако для достижения такой точности положения антенны приемника и настройка системы требуют гораздо более высокого уровня тщательности и контроля качества, который может обеспечить даже самый лучший хост-приемник FR24. В сертифицированных системах УВД учитываются даже качество и длина антенного кабеля.

Поэтому, если вы постоянно видите, что FR24 неточно отображает положение самолета в определенной области, проверьте детали сигнала, чтобы определить, используется ли MLAT.

Другой момент заключается в том, что наложенные карты FR24 могут иметь ошибки или неточности в отношении географической привязки. Даже небольшая ошибка может проявиться как существенное указание положения.

Так что надеюсь, что это поможет, даже если это немного устарело!!!

Чего здесь не хватает людям, так это того, что FR24 НЕ предназначен для работы УВД, а является вторичным источником данных, который может использоваться всеми заинтересованными лицами в качестве «некритического использования». Сама технология ввода/вывода ADS-B совершенно точна, если она работает в соответствии с сертификационными рекомендациями авиационных властей. На самом деле веб-сервис FR24 или другой краудсорсинговый поставщик данных никогда не «гарантируют» 100% точность своих данных. Также веб-сайт FR24 показывает преднамеренно задержанные данные на пару минут. Уровень доступа пользователей веб-сайта также имеет разную точность в разное время суток между БЕСПЛАТНОЙ и платной учетной записью. Также, если вы внимательно посмотрите на «настройки» веб-интерфейса FR24, вы найдете опцию «Оценочное значение в минутах», которая иногда показывает положение самолета полностью по оценке расписания,

Существуют и другие ограничения для просмотра данных FR24, которые могут создать неверное впечатление. Но если когда-нибудь ADS-B станет основным для работы УВД, у них будет своя собственная установка для этой цели, но оператор УВД никогда не будет управлять воздушным судном, основываясь на экране того, что мы с вами смотрим в открытом Интернете. Данные TCP, такие как HTTP/веб-трафик, никогда не будут использоваться в срочных операциях. Сеть передачи данных с режимом переключения существует для критических по времени сетей. Даже ваш трафик VoIP обычно избегает TCP для передачи голоса между двумя сторонами.

ADS-B НЕ является Flightradar24.COM, но Flightrader24.com использует ADS-B для получения своих данных. Определиться с технологией ADS-B, наблюдая за Flightrader24.Com, все равно, что пытаться получить опыт полета на Airbus A380, путешествуя на Boeing DC-10:))

Редактировать добавление дополнительной информации: В двух словах, если мы сравним все другие технологии, доступные для авиационной промышленности для получения данных о местоположении, на данный момент ADS-B находится в верхней части списка. Если вы не хотите верить веб-сайту FR24, попробуйте документ FAA выпуска 2010 года в этом PDF-документе .. Пользуясь сайтом FR24, у вас сложилось неверное впечатление об ADS-B. На самом деле это очень точно в работе, когда используется в соответствии с правилами, а установка оборудования как на самолете, так и на диспетчерской вышке соответствует профессиональному уровню. Только подумайте об этом, люди сейчас готовятся к езде без водителя по автомагистралям с пробегом в сотни километров в час с гораздо большей близостью, чем самолет никогда не приблизится (даже на парковочное место). Оба источника данных о местоположении действительно являются спутниками GPS. Нынешняя операционная система, используемая для управления практически всем авиационным движением, является продуктом эпохи Второй мировой войны. Оборудование может стать более сложным, но структура останется прежней. Вы можете получить более подробную информацию о ADS-B здесь, в статье Википедии.