في المساحة الشاسعة من السماء، سلامة الطائرات تعتمد على أنظمة معقدة ولوائح صارمة.لقد ظهرت تقنية المراقبة التلقائية المعتمدة (ADS-B) كحجر أساس لسلامة الطيران الحديثة وإدارة المجال الجوينظام المراقبة المتقدم هذا يبث تلقائيًا الموقع الدقيق للطائرة، الارتفاع، السرعة، وغيرها من البيانات الهامةتحسين الوعي الوضعية للطيارين بشكل كبير مع توفير معلومات غير مسبوقة في الوقت الحقيقي لمراقبي حركة الطيران.
1نظرة عامة على تكنولوجيا ADS-B
ADS-B represents a cooperative surveillance technology that enables aircraft to automatically broadcast their position and other information without requiring interrogation from air traffic control radarهذا يتناقض مع أنظمة الرادار التقليدية التي تعتمد على إرسال موجات الراديو النشطة والإشارات المنعكسة لتحديد مواقع الطائرات.
يعمل النظام باستخدام أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية (GNSS) ، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، للحصول على بيانات تحديد الموقع الدقيقة ، والتي يتم بثها بعد ذلك إلى الطائرات الأخرى والمحطات الأرضية عبر رابط البيانات.
1.1 وضعين رئيسيين: إد.إس.بي خارج وإد.إس.بي داخل
يعمل نظام ADS-B من خلال وضعين تشغيليين متميزين:
-
أ.د.س.ب خارج:الوظيفة الأساسية التي تبث تلقائيًا معلومات تحديد هوية الطائرة وموقعها الدقيق وارتفاعها وسرعتها ومسارها. يحدث هذا الإرسال من خلال اثنين من روابط البيانات المختلفة:
-
1090ES (1090 MHz Squitter الممتدة):نظام يعتمد على مرسلات الوضع S في المقام الأول للعمليات على ارتفاعات عالية ومساحة جوية مشغولة.
-
UAT (مُستقبل الوصول العالمي):نظام 978 ميغاهرتز مصمم خصيصا للطيران العام، قادر على بث معلومات ADS-B Out واستقبال خدمات ADS-B In بما في ذلك بيانات الطقس والحركة.
-
إد.إس.بي في:يتيح هذا الوضع للطائرة تلقي المعلومات من الطائرات الأخرى المجهزة بـ ADS-B والمحطات الأرضيةتعزيز الوعي الحالي للطيارين وتجنب الاصطدامات مع توفير إمكانية الوصول إلى تقارير الطقس، معلومات حركة المرور، وقيود المجال الجوي.
1.2 المزايا التقنية
بالمقارنة مع أنظمة الرادار التقليدية ، تقدم ADS-B العديد من المزايا الهامة:
- دقة موقف عالية وموثوقية من خلال تكنولوجيا GNSS
- تغطية أوسع مع انخفاض تكاليف البنية التحتية، وخاصة في المناطق النائية
- انخفاض فترة التأخير لمعلومات حركة المرور في الوقت الحقيقي
- نقل بيانات أكثر شمولاً بما في ذلك تحديد الهوية ونوايا الرحلة
- انخفاض تكاليف المعدات مما يجعل من الممكن اعتماد الطيران العام
2إدارة الطيران الفيدرالية
لتعزيز سلامة الفضاء الجوي وكفاءته، نفذت إدارة الطيران الاتحادية (FAA) متطلبات إلزامية لمعدات ADS-B Out اعتبارًا من 1 يناير 2020،كجزء من مبادرة NextGen لتحديث Uإدارة المجال الجوي الأمريكي من الأنظمة القائمة على الرادار إلى الأنظمة القائمة على الأقمار الصناعية
2.1 فئات المجال الجوي المطلوبة
تطبق ولاية إدارة الطيران على العمليات في:
- المجال الجوي من الدرجة A (جميع الارتفاعات)
- المجال الجوي من الفئة B (السطح إلى 10،000 قدم فوق مستوى السطح، بما في ذلك الأجزاء التي تتجاوز الحجاب في الوضع C)
- المجال الجوي من الفئة ج (السطح إلى 4000 قدم AGL إلى 10,000 قدم MSL)
- المجال الجوي من الفئة E (على ارتفاع 10000 قدم فوق مستوى الجو في الولايات المتحدة المتجاورة، باستثناء أقل من 2500 قدم فوق مستوى الجو)
- خليج المكسيك (3,000 قدم فوق مستوى السطح المحيطي والتي تقع على بعد 12 ميل بحري من ساحل الولايات المتحدة)
- النمط ج مناطق الحجاب (بقطر 30 ميل بحري حول المطارات المحددة من السطح إلى 10،000 قدم فوق مستوى سطح المطار)
2مواصفات المعدات
تحدد إدارة الطيران الفيدرالية نظامين متوافقين ADS-B Out:
-
1090ES ADS-B:أنظمة النظام S القائمة على المنقولات التي تلبي معايير منظمة نقل الكهرباء-C166b للعمليات على ارتفاعات عالية
-
أوت إدس-بي:النظم المتوافقة مع TSO-C154c المصممة للطيران العام تحت 18000 قدم
2.3 التأثير التنظيمي
تمنح تفويض إف إيه إيه فوائد كبيرة:
- تحسين سلامة المجال الجوي من خلال مراقبة حركة المرور الدقيقة في الوقت الحقيقي
- تحسين استغلال المجال الجوي والحد من تأخر الرحلات الجوية
- خفض تكاليف التشغيل عن طريق تقليل الاعتماد على الرادار
- الابتكار التكنولوجي المتسارع في أنظمة الطيران
3. ADS-B في التطبيقات
يقدم ADS-B في وظائفه خدمات حاسمة لتعزيز سلامة الطيران وكفاءته:
3.1 خدمة معلومات المرور (TIS-B)
هذه الخدمة ترسل بيانات الرادار وغيرها من بيانات المراقبة إلى الطائرات المجهزة بـ ADS-B، مما يتيح معرفة حركة المرور غير ADS-B Out.
3.2 خدمة معلومات الطيران (FIS-B)
تقدم FIS-B تقارير الطقس، وقيود المجال الجوي، وبيانات المطار، وغيرها من المعلومات التشغيلية مباشرة إلى شاشات قمرة القيادة.
3.3 الفوائد التشغيلية
يقدم ADS-B:
- الوعي بالوضع الشامل
- قدرات محسنة لتجنب التصادم
- تحسين كفاءة تخطيط الرحلات
4التحديات والفرص
في حين أن تكنولوجيا ADS-B تقدم مزايا كبيرة، فإن التنفيذ يواجه العديد من الاعتبارات:
4تحديات التنفيذ
- تكاليف المعدات لمشغلي الطائرات الأصغر
- تعقيد التثبيت الذي يتطلب فنيين متخصصين
- مخاوف بشأن أمن البيانات المتعلقة بمعلومات البث
- تعرض الشبكة للتهديدات الإلكترونية المحتملة
4.2 الآفاق المستقبلية
- التقدم التكنولوجي المستمر الذي يقلل من التكاليف
- الطلب المتزايد على خدمات ADS-B
- توسيع التطبيقات في قطاعات الطيران الناشئة
5التطبيقات الناشئة
تكنولوجيا ADS-B تظهر وعداً خاصاً في مجالين طيران متطورين:
5.1 المركبات الجوية بدون طيار (UAVs)
يوفر النظام قدرات أساسية لمراقبة الموقع وتجنب الاصطدامات لعمليات الطائرات بدون طيار مع تمكين وظائف التحكم عن بعد والمراقبة.
5.2 الحركة الجوية المتقدمة (AAM)
بالنسبة لطائرات الإقلاع والهبوط الرأسي الكهربائي (eVTOL) وحلول الحركة الجوية الحضرية،يوفر نظام ADS-B أدوات إدارة المجال الجوي الحيوية بما في ذلك تحديد المواقع الدقيق وتنسيق تدفق حركة المرور.
6الاستنتاج
تكنولوجيا (إد إس بي) تمثل تقدماً تحولاً في سلامة الطيران وإدارة المجال الجوييزيد بشكل كبير من الوعي بالوضع مع توفير معلومات غير مسبوقة في الوقت الحقيقي لمراقبي حركة الطيرانوقد وضعت ولاية إدارة الطيران الفيدرالية أساسًا لعمليات أمنة وأكثر كفاءة في المجال الجوي، مع توسيع تطبيقاتها في قطاعات الطيران الناشئة.
بالنسبة للطيارين، فإن فهم وامتثال متطلبات ADS-B Out لا يزال ضروريا للعمليات الآمنة.والإجراءات التشغيلية تضمن المشاركة الكاملة في هذا النظام الحيوي للسلامة، والمساهمة في توفير مساحة جوية وطنية أكثر أمانًا وكفاءة.