V predchádzajúcich článkoch sme si priblížili problematiku primárnych radarov a sekundárnych radarov v módoch A a C. V dnešnom článku sa pozrieme na najpoužívanejší mód sekundárnych prehladových radarov v súčasnosti – mód S.
Sekundárna rádiolokácia – sekundárne prehľadové radary v móde S
Sekundárne radary sa vyvíjali podľa aktuálnych požiadaviek riadiacich letovej prevádzky. Vždy bolo potrebné zachovať bezpečný a plynulý tok letovej prevádzky so zreteľom najmä na bezpečnosť. V začiatkoch stačilo, keď lietadlo o sebe poskytlo údaj o polohe a identifikácií, neskôr sa pridal údajo o aktuálnej tlakovej výške. V dnešnom období, kedy je skoro každý vzdušný priestor preplnený, by údaje o polohe, výške a identifikácií nestačili. A tak bol na konci 20. storočia vyvinutý ďalší pracový mód sekundárnych radarov – mód S.
Mód S, tak ako predchádzajúce pracovné módy pracuje na frekvencií 1030 MHz – frekvencia dotazovania a frekvencií 1090 MHz – frekvencia odpovedania. Tento pracovný mód je zároveň spätne kompatibilný aj so staršími pracovnými módmi A a C. Výhodou pracovného módu S je nielen obsah odosielaných informácií a dátové spojenie, ale aj adresné dotazovanie. No poďme na to pekne postupne.
Princíp činnosti sekundárnych prehľadových radarov.
Princíp činnosti mód S je postavených na dvoch základných možnostiach dotazovania. Všeobecný režim dotazovania (all-call) je režim, kedy sa univerzálny dotaz odosiela všetkým lietadlám v dosahu a na tento dotaz odpovedajú všetky lietadlá, teda aj tie, ktoré majú odpovedače v pracovných módoch A a C. Druhý režim dotazovania je selektívny (roll-call) je režim, kedy na dotaz reagujú len lietadlá v dosahu s pracovným módom S. Aby sa zachoval ucelený prehľad o aktuálnej situácií vo vzdušnom priestore, tieto spôsoby dotazovania sa navzájom striedajú, čím sa dosiahne dostupnosť odpovedí v módoch A a C, ale aj v móde S.
Adresné dotazovanie je možné dosiahnuť vďaka špeciálnej 24-bitovej hexadecimálnej HEX adrese, ktorá je priradená každému lietadlu osobitne, prostredníctom národného regulačného orgánu – u nás je to Dopravný úrad Slovenskej republiky. Počet týchto jedinečných adries je dostatočne veľký na celosvetové pokrytie, pretože je možné vytvoriť až 16 777 214 HEX adries. Okrem HEX adresy sa však stále používa aj 4-ciferný squawk kód.
Zloženie HEX adresy v binárnej sústave. (Eurocontrol)
Napr. HEX adresa vrtuľníka je Bell B407X spoločnosti Tech-Mont Helicopter Company je 505D4D. Vďaka tejto adrese je možné odoslať dotaz len konkrétnemu lietadlu a nezaťažovať tak ostatné odpovedače lietadiel v dosahu.
Tech-Mont Helicopter Company Bell 407GX – OM-BJM
Odpoveď v móde S má tak isto 2 formy a to krátku 56 bitovú odpoveď (Mód S ELS – Elementary Surveillance) a dlhú 112bitovú odpoveď (Mód S EHS – Enhanced Surivellance). Rozdiel je len v rozsahu odosielaných údajov o lietadle. Odpoveď pozostáva z tzv. preambuly správy, v ktorej sú zákódované základné údaje o identifikácií lietadla a synchronizačné údaje a následný blok dát 56/112 bitový, v ktorom sú zakódované ostatné požadované údaje o lietadle. V nasledujúcich riadkoch si priblížime, aké údaje sa v jednotlivej odpovedi odosielajú:
Mód S ELS s 56 bitovým blokom dát:
- Aktuálna poloha
- Identifikačný 4-ciferných squawk kód
- Identifikačná 24-bitovú HEX adresa spolu s volacím znakom lietadla
- Aktuálna výška lietadla s citlivosťou +- 25 stôp
- Letový status lietadla
- Správa o schopnosti odpovedača SSR – datalink
- Prehľadový identifikátor odpovedača SSR
Mód S EHS so 112 bitovým blokom dát – okrem vyššie spomenutých údajov sa pridávajú ešte nasledovné:
- Požadovaná výška letu z FMS
- Uhol náklonu lietadla a letenej trate
- Rýchlosť lietadla voči zemi
- Magnetický kurz lietadla
- Indikovaná rýchlosť lietadla a rýchlosť lietadla vyjadrenú Machovým číslom
- Rýchlosť stúpania alebo klesania
- TCAS koordinácia odporúčaní na vyhýbavý manéver
Výhody módu S sú pomerne jednoznačné a výrazne prevyšujú nevýhody tohto systému. Najdôležitejšou výhodou je množstvo údajov, ktoré je možné získať z lietadla. Vzhľadom na zaťaženie systému je veľkou výhodou aj adresné dotazovanie, ktoré umožňuje znížiť počet potrebných dotazovaní lietadiel a tak výrazne znížiť záťaž spomenutých frekvencií, čím sa znižuje výskyt efektu FRUIT a garbling, ktoré boli popísané v predchádzajúcom článku. Zníženie efektov FRUIT a garnling je možné dosiahnuť aj spoluprácou jednotlivých pozemných dotazovačov. Dotazovače navzájom medzi sebou komunikujú a zbytočne nedotazujú to isté lietadlo viac krát, ale vymenia si medzi sebou získané dáta. Dáta, ktoré sú získané z lietadiel je taktiež možné ďalej spracovávať a vytvoríť tak oveľa presnejšie predpovede potenciálnych konfliktov, čo výrazne zvyšuje bezpečnosť letovej prevádzky. Prítomnosť datalinkového spojenia medzi lietadlami tak isto umožňuje koordinačnú činnosť palubných protizrážkových systémov TCAS na palubách lietadiel. V prípade hroziaceho konfliktu dvoch lietadiel, pričom obe lietadlá sú vybavené odpovedačom s módom S, sa tieto odpovedače navzájom dohodnú, ktoré lietadlo dostane akú radu na vyhnutie sa tak, aby obe lietadlá nedostali inštrukcie toho istého typu.
Dáta z módu S sa dnes významnou mierou podieľajú na bezpečnom riadení vzdušného priestoru. Približovacie stanovisko APP Ostrava Mošnov.
Nevýhodou mód S je najmä potreba novšieho typu radarového odpovedača, čo zvyšuje náklady na prevádzku lietadla. V súčasnosti sa tento pracovný mód dostáva do popredia aj v rámci lietadiel všeobecného letectva a tak je čoraz viac bežnejšie stretnúť Cessnu Skyhawk s najnovším odpovedačom.
V ďalších článkoch sa pozrieme na niektoré moderné spôsoby sledovania lietadiel, akými sú automatické závislé sledovanie a multilaterácia. 🙂
Prečítajte si tiež:
Techniky prehľadovej rádiolokácie lietadiel vo vzdušnom priestore I.
Techniky prehľadovej rádiolokácie lietadiel vo vzdušnom priestore II.
