Malaysia Airlines Flight 370 satellitkommunikation
_9M-MRO_-_MSN_28420_404_(9272090094).jpg)
| Malaysia Airlines Flight 370 |
|---|
|
Search ( JACC ) · Tidslinje · Satellitkommunikationsanalys · Försvinnandeteorier |
Analysen av kommunikationen mellan Malaysia Airlines Flight 370 och Inmarsats satellittelekommunikationsnätverk tillhandahåller den primära informationskällan om Flight 370:s plats och möjliga händelser under flygningen efter att den försvann från militär radartäckning klockan 2:22 Malaysia Standard Time (MYT) den 8 mars 2014 (17:22 UTC , 7 mars), en timme efter att kommunikationen med flygledningen upphörde och flygplanet avgick från sin planerade flygbana över Sydkinesiska havet .
Flight 370 var en reguljär kommersiell flygning med 227 passagerare och 12 besättningar som avgick från Kuala Lumpur , Malaysia kl. 0:41 och var planerad att landa i Peking, Kina kl. 6:30 China Standard Time (6:30 MYT; 22:30 UTC, 7 mars). Malaysia har arbetat i samarbete med Australian Transport Safety Bureau för att samordna analysen, som också har involverat Storbritanniens Air Accidents Investigation Branch , Inmarsat , och US National Transportation Safety Board . Andra grupper har också ansträngt sig för att analysera satellitkommunikationen, om än ifrågasatta av bristen på allmänt tillgänglig information under flera månader efter försvinnandet. Den 29 juli 2015 upptäcktes skräp på ön Réunion som senare bekräftades ha kommit från Flight 370; det är det första fysiska beviset på att Flight 370 slutade i Indiska oceanen.
Under flygningen upprätthåller flygplanet en datalänk med ett satellitkommunikationsnätverk för data- och telefonsamtal. Datalänken kopplar samman flygplanet och en markstation via satellit, som översätter (ändrar) signalens frekvens och förstärker signalen; markstationen är ansluten till telekommunikationsnät som gör att meddelanden kan skickas till och tas emot från andra platser, såsom flygbolagets operationscentral . Normal kommunikation från Flight 370 gjordes senast 1:07 MYT. Datalänken mellan flygplanet och satellittelekommunikationsnätverket förlorades någon gång mellan 1:07 och 2:03, när flygplanet inte kvitterade ett meddelande som skickats från markstationen. Tre minuter efter att flygplanet lämnat radartäckningen – klockan 2:25 – sände flygplanets satellitdataenhet (SDU) ett inloggningsmeddelande, vilket utredarna tror inträffade när SDU startade om efter ett strömavbrott. Mellan 2:25-meddelandet och 8:19 bekräftade SDU två telefonsamtal från mark till flygplan, som inte besvarades, och svarade på automatiska förfrågningar varje timme från markstationen som gjordes för att avgöra om SDU fortfarande var aktiv . Ingen av kommunikationerna från 2:25–8:19 innehåller explicit information om flygplanets plats. Flygplanets sista sändning kl. 8:19 var ett inloggningsmeddelande; flygplanet svarade inte på ett meddelande från markstationen klockan 9:15. Utredarna tror att inloggningsmeddelandet 8:19 gjordes när SDU:n startade om efter att flygplanet fick slut på bränsle och flygplanets hjälpmotor startades.
Sökandet efter Flight 370 inleddes i Sydostasien nära platsen för den sista verbala och radarkontakten med flygledningen. Dagen efter olyckan gick personal på Inmarsat igenom loggen över kommunikationer mellan deras satellitnät och Flight 370 och upptäckte att de fortsatte i flera timmar efter att kontakten med flygledningen tappats. Den 11 mars tillhandahöll de en preliminär analys till utredarna baserad på inspelade för burst timing offset (BTO). Relativt enkla beräkningar kan göras från BTO-värden för att bestämma avståndet mellan flygplanet och satelliten vid varje sändning. När dessa avstånd plottas på jorden, resulterar de i ringar som sedan reduceras ytterligare till bågar , på grund av flygplanets begränsade flygräckvidd. Ett annat värde - burst frequency offset (BFO) - analyserades för att bestämma flygplanets rörelse i förhållande till satelliten, baserat på signalernas dopplerförskjutning , vilket ger platsen för flygplanet längs de BTO-härledda bågarna. Inledande analys av BFO-värdena visade en stark korrelation med ett spår söderut in i södra Indiska oceanen, väster om Australien. Den 24 mars citerade Malaysias premiärminister denna analys för att dra slutsatsen att Flight 370 slutade i södra Indiska oceanen utan några överlevande. Efter den inledande analysen justerades BFO-beräkningarna senare för att ta hänsyn till en vingling i satellitens omloppsbana och termiska förändringar i satelliten som påverkade de registrerade BFO-värdena. Ytterligare analys beaktade BTO- och BFO-beräkningarna tillsammans med flygplanets flygdynamik, såsom möjliga och sannolika flygplanshastigheter, höjder och autopilotlägen. Två statistiska analyser gjordes och kombinerades med beräkningar av Flight 370:s maximala räckvidd för att bestämma den mest sannolika platsen för Flight 370 vid tidpunkten för sändningen 8:19, vilket är längs 8:19 BTO-bågen från ungefär till .
Bakgrund
Malaysia Airlines Flight 370
Malaysia Airlines Flight 370 avgick från Kuala Lumpur International Airport kl. 00:41 Malaysia Standard Time (MYT) den 8 mars 2014 (16:41 UTC , 7 mars), på väg till Beijing Capital International Airport . Klockan 1:19 inledde den malaysiska flygledningen (ATC) en överlämning till Ho Chi Minh-områdets ATC. Kaptenen svarade "God natt Malaysian Three Seven Zero", varefter ingen ytterligare kommunikation gjordes med piloterna . Klockan 1:21 försvann flygplanet från flygledningens radar efter att ha passerat navigationswaypoint IGARI ( ) i Sydkinesiska havet mellan Malaysia och Vietnam. Flygplanet fortsatte att spåras av malaysisk militärradar, som registrerade att Flight 370 avvek från sin planerade flygbana , vände och korsade den malaysiska halvön. Flight 370 lämnade den malaysiska militärradarns räckvidd klockan 2:22 och befann sig senast 200 nmi (370 km; 230 mi) nordväst om Penang. Flight 370 förväntades anlända till Peking klockan 6:30 China Standard Time (CST) den 8 mars (06:30 MYT; 22:30 UTC, 7 mars). Klockan 7:24 MYT/CST utfärdade Malaysia Airlines ett mediauttalande att Flight 370 saknades.
Satellitdatalänk
Datalänken för Malaysia Airlines flygelektronikkommunikation vid tidpunkten för incidenten levererades av SITA , som ingick avtal med Inmarsat för att tillhandahålla en satellitkommunikationslänk med hjälp av Inmarsats Classic Aero- tjänst . Aeronautical Satellite Communication-system (SATCOM) används för att sända meddelanden från flygplanets cockpit samt automatiserade meddelanden från system ombord som använder ACARS -kommunikationsprotokollet, men kan också användas för att överföra FANS- och ATN -meddelanden och tillhandahålla röst-, fax- och datalänkar med andra protokoll. En lämplig jämförelse av ACARS förhållande till SATCOM-systemet är det för en meddelandeapplikation till en smartphone; smarttelefonen fungerar och förblir registrerad på ett mobiltelefonnätverk även om meddelandeapplikationen stängs.
Data/meddelanden från flygplanet sänds av flygplanets Satellite Data Unit (SDU) och vidarebefordras via satellit till en markstation , där de dirigeras till andra kommunikationsnät för att nå sin destination. Meddelanden kan också skickas till flygplanet, i omvänd ordning. När de passerar genom satelliten förstärks och översätts signalerna i frekvens - blandas med signalen från en oscillator i satelliten, vilket lämnar satelliten på den kombinerade frekvensen. Sändningar från flygplanet görs på en av flera kanaler (frekvenser) nära 1,6 GHz, kombinerat med frekvensen för satellitens oscillator, och sänds till GES vid den kombinerade frekvensen (en av flera kanaler nära 3,6 GHz). Markstationen översätter sedan den mottagna signalen innan den når utrustning som ska bearbetas. Markstationen för en logg över sändningar och en del data om dem.
När SDU:n försöker ansluta till Inmarsat-nätverket kommer den att sända en inloggningsförfrågan, som markstationen bekräftar. Detta är delvis för att fastställa att SDU tillhör en aktiv tjänsteabonnent och används även för att bestämma hur meddelanden ska dirigeras till SDU. Efter anslutning, om en markstation inte har tagit emot någon kontakt från en terminal på en timme, kommer markstationen att sända ett "Log-on Interrogation" (LOI)-meddelande - informellt kallad "ping"; en aktiv terminal svarar automatiskt. Hela processen med att förhöra terminalen kallas ett " handslag ".
Utrustning vid Inmarsats markstation i Perth hade uppgraderats 2013 med ytterligare lagringskapacitet och ny programvara för att registrera en utökad datamängd för överföringar, inklusive tillägg av Burst Frequency Offset (BFO) och Burst Timing Offset (BTO) värden. Utan de extra datavärdena hade det varit omöjligt att fastställa flygplanets avstånd från satelliten vid varje handskakning. De utökade datavärdena föranleddes av Inmarsats inblandning i sökandet efter Air France Flight 447 , som försvann över Atlanten 2009. Enligt Mark Dickinson, Inmarsats vice vd för satellitoperationer, visste företaget inte vad de ytterligare uppgifterna kunde tänkas ha. användas för, men hade en "föraning" och uppgraderade sin hårdvara.
Nödlokaliseringssändare
Flygplanet var utrustat med fyra nödlokaliseringssändare (ELT):
- en fast ELT på den bakre flygkroppen som aktiveras av plötslig retardation,
- en bärbar ELT i ett skåp placerat framtill på flygplanet som måste aktiveras genom att flytta en omkopplare, och
- två ELT:er fästa på glidflottar som är beväpnade när flottarna är uppblåsta och aktiveras genom nedsänkning i vatten
När de är aktiverade sänder ELT:erna en radiosignal som kan detekteras av satelliterna i det internationella Cospas-Sarsat-programmet . ELT:erna är designade för att fungera vid eller nära vattenytan. Skador under en krasch, avskärmning av flygplansvrak eller terräng och nedsänkning i djupt vatten är alla faktorer som kan förhindra signalens upptäckt. I en granskning av olycksregister som förts av ICAO under de senaste 30 åren, inträffade 173 olyckor med flygplan över 5 701 kg (12 569 lb) utrustade med ELT; av dessa gjordes en effektiv ELT-detektering i endast 39 olyckor. Inga signaler från ELT ombord på Flight 370 upptäcktes.
Kommunikation från Flight 370
SDU på 9M-MRO (flygplanet som används för Flight 370) loggade in på Inmarsat-nätverket vid midnatt MYT. Under de 30 minuterna före start utväxlades sjutton meddelanden mellan SDU och Inmarsat-nätet. Ytterligare tre meddelanden utbyttes mellan starten och den tidpunkt då Flight 370 försvann från sekundär radar. Det sista meddelandet att använda ACARS-protokollet skickades kl. 01:07; ACARS-rapporter som förväntades klockan 01:37 och 02:07 mottogs inte. Klockan 02:03 och 2:05 förblev meddelanden från markstationen obesvarade, vilket tydde på att länken förlorades någon gång mellan 1:07 och 2:03.
Efter senaste kontakt med primärradar väster om Malaysia, registrerades följande poster i loggen för Inmarsats markstation i Perth , västra Australien (TT:MM:SS; UTC gånger 7–8 mars):
| Tid (MYT) | Tid (UTC) | Initierad av | Namn (om något) | Detaljer |
|---|---|---|---|---|
| 02:25:27 | 18:25:27 | Flygplan | 1:a handslaget | Ett meddelande om inloggningsförfrågan. Flight 370 är nu registrerad som en aktiv terminal på Inmarsat-nätverket. |
| 02:39:52 | 18:39:52 | Markstation | – | Telefonsamtal från mark till flygplan, bekräftat av SDU, obesvarat |
| 03:41:00 | 19:41:00 | Markstation | 2:a handslaget | Vanligt handslag |
| 04:41:02 | 20:41:02 | Markstation | 3:e handslaget | Vanligt handslag |
| 05:41:24 | 21:41:24 | Markstation | 4:e handslaget | Vanligt handslag |
| 06:41:19 | 22:41:19 | Markstation | 5:e handslaget | Vanligt handslag |
| 07:13:58 | 23:13:58 | Markstation | – | Telefonsamtal från mark till flygplan, bekräftat av SDU, obesvarat |
| 08:10:58 | 00:10:58 | Markstation | 6:e handslaget | Vanligt handslag |
| 08:19:29 | 00:19:29 | Flygplan | 7:e handslaget | En "inloggningsförfrågan" från flygplanet, följt av en bekräftelse och fyra andra sändningar från markstationen. |
| 08:19:37 | 00:19:37 | Flygplan | 7:e handslaget | "Logg-on acknowledge"-meddelande som sänds av flygplan. Detta är den sista sändningen från Flight 370. |
| 09:15 | 01:15 | Markstation | Misslyckad ping/handskakning | Tre förfrågningar om handslag från markstationen, utan svar från flygplanet. |
Analys av Gemensamma utredningsgruppen
Analysen av satellitkommunikationen bygger på ett begränsat antal datapunkter som analyserades med innovativa tekniker som utvecklades först efter händelsen. Analysen har arbetat för att fastställa användbar information om händelser under flygning och platsen för Flight 370 vid 08:19 MYT-signalen - som tros ha inträffat nära tidpunkten för bränsleutmattning och är därmed nära den slutliga platsen för Flight 370.
Gemensam utredningsgrupp
Malaysiska utredare inrättade en internationell arbetsgrupp – Joint Investigation Team (JIT) – bestående av olika organ med erfarenhet av flygplansprestanda och satellitkommunikation, för att ytterligare analysera signalerna mellan Flight 370 och markstationen, särskilt signalen klockan 08:19 . Dessa inkluderade representanter från Storbritanniens Inmarsat, Air Accidents Investigation Branch och Rolls-Royce; Kinas civila luftfartsförvaltning och avdelning för utredning av flygolyckor; US National Transportation Safety Board och Federal Aviation Administration ; och malaysiska myndigheter.
Efter att den första analysen fastslagit att Flight 370:s sista plats var inom Australiens sök- och räddningsregion i södra Indiska oceanen, har Australien spelat en viktig roll i att samordna analysen i samarbete med Malaysia. Australian Transport Safety Bureau (ATSB) är ansvarig för sökningen efter Flight 370 och har samlat ett team av experter för att fastställa platsen för Flight 370 vid 08:19-kommunikationen. Teamet som samlats av ATSB inkluderar Storbritanniens Air Accidents Investigation Branch , Boeing , Defense Science and Technology Organization (Australien), Malaysias Department of Civil Aviation, Inmarsat, National Transportation Safety Board (USA) och Thales .
Begrepp
Analysen av kommunikationen från Flight 370 fokuserar på två nyckelparametrar associerade med meddelandena:
- Burst timing offset (BTO) — Tidsskillnaden mellan när ett meddelande skickas från markstationen och när svaret tas emot. Detta mått är proportionellt mot två gånger avståndet från markstationen till satelliten till flygplanet. Det inkluderar tiden mellan mottagande och svar på meddelandet vid flygplanets SDU och tiden mellan mottagande och bearbetning av svaret på markstationen, vilka är konstanta och kan beräknas och tas bort. Detta mått kan analyseras för att bestämma avståndet mellan satelliten och flygplanet, vilket resulterar i en ring på jordens yta som är lika långt från satelliten.
- Burst frequency offset (BFO) – Skillnaden mellan förväntad och mottagen frekvens för sändningar. Skillnaden orsakas av dopplerskifte när signalerna färdas från flygplanet till satelliten till markstationen; de frekvensöversättningar som gjorts i satelliten och vid markstationen; ett litet konstant fel (bias) i SDU som är ett resultat av drift och åldrande; och kompensation som appliceras av SDU:n för att motverka dopplerskiftet på upplänken. Denna åtgärd kan analyseras för att bestämma var längs BTO-ringarna flygplanet befann sig.
Avdrag
Vissa avdrag kan också göras från satellitkommunikationen. Det första avdraget som kan göras från satellitkommunikationen är att flygplanet förblev i drift till åtminstone 08:19 – sju timmar efter att slutlig kontakt togs med flygledningen över Sydkinesiska havet. De varierande BFO-värdena indikerar att flygplanet rörde sig i hastighet. Flygplanets SDU behöver plats- och spårinformation för att hålla sin antenn riktad mot satelliten, så man kan också utläsa att flygplanets navigationssystem var i drift.
Eftersom flygplanet inte svarade på ett ping 09:15 kan man dra slutsatsen att flygplanet någon gång mellan 08:19 och 09:15 förlorade förmågan att kommunicera med markstationen. Malaysias civila luftfartsdepartement noterade att denna tid var "överensstämmande med flygplanets maximala uthållighet" och den här gången tros ha varit resultatet av att flygplanet kom in i havet efter att ha svält bränsle. ATSB är "säker på att det sjunde handslaget representerar området där flygplanet fick slut på bränsle innan det gick ut i havet."
Inloggningsmeddelandet som skickades från flygplanet kl. 08:19:29 förstods inte direkt. Handslaget 02:25 initierades också av flygplanet. Endast ett fåtal skäl till att SDU skulle sända ett inloggningsmeddelande finns, såsom ett strömavbrott, mjukvarufel, förlust av kritiska system som tillhandahåller indata till SDU, eller en förlust av länken på grund av flygplanets attityd. Utredarna anser att den mest sannolika anledningen är att de skickades under uppstart efter ett elavbrott. Klockan 08:19 hade flygplanet varit luftburet i 7 h 38 min; 1⁄2 mellan . Kuala Lumpur och Peking är 5 timmar och bränsleutmattning var sannolikt I händelse av bränsleutmattning och motorn flammar ut, skulle flygplanets ramluftturbin utlösas och ge ström till olika instrument och flygkontroller, inklusive SDU. Ungefär 90 sekunder efter handskakningen 02:25 registrerades kommunikation från flygplanets underhållningssystem ombord i markstationens logg. Liknande meddelanden skulle förväntas efter handskakningen 08:19 men inga mottogs, vilket stöder scenariot med bränslesvält.
Burst timing offset
För systemets effektivitet och tillförlitlighet sänds flygplanssändningar som svar på en signal från en satellit i tidsinställda luckor som refereras till den tid då signalen från satelliten anlände, med användning av det slitsade ALOHA-protokollet . Den tid som signalen skickas från markstationen börjar tidsluckan. Burst timing offset (BTO) är tidsskillnaden mellan början av tidsluckan och starten av sändningen som tas emot från flygplanet; det är lika med två gånger avståndet (för markstationens signal och flygplanets svar) från markstationen till satelliten till flygplanet plus den tid flygplanets SDU tar mellan att ta emot signalen och svara (SDU-bias) och fördröjningen mellan tiden signalen anländer till markstationen och den tid den bearbetas (när BTO-värdet loggas; markstationens bias ) . Satellitens position är känd, så avståndet från satelliten till markstationen kan beräknas, medan den kombinerade biasen för SDU och markstationen är relativt konstant och kan beräknas från signaler som utbytts tidigare under flygningen medan den var på marken vid KLIA, vilket lämnar avståndet mellan flygplanet och satelliten som den enda variabeln.
Den kombinerade SDU- och markstationsförspänningen beräknades från 17 signaler som utbyttes mellan markstationen och flygplanet under en 30-minutersperiod före start, när flygplanets plats var känd (vid Kuala Lumpur International Airport). För att fastställa noggrannheten i deras beräkningar användes biasvärdet för att beräkna avståndet från flygplanet till satelliten under tiden det var på marken vid KLIA, med fel på <1 km-8,85 km (<0,6 mi-5,5 mi ). Avståndet från satelliten till flygplanet beräknades också medan flygplanet var under flygning och på en känd plats strax efter start, med liknande noggrannhet. Avståndet mellan satelliten och flygplanet kunde alltså beräknas för signaler som utbytts mellan 02:25–08:19, efter att Flight 370 försvunnit från radarn. Detta kunde dock bara producera en ring på jordens yta som är lika långt från satelliten vid det beräknade värdet, justerat för att ta hänsyn till flygplanet som flyger på 10 000 m (33 000 fot). Ringen kan också reduceras till en båge genom att ta hänsyn till flygplanets maximala räckvidd om det flög med sin maximala hastighet.
BTO-värdet lades till markstationens datauppsättning för att hjälpa till att geolokalisera ett flygplan efter Air France Flight 447-olyckan 2009 och den initiala BFO-analysen – relaterad BFO-värdet till höjdvinkeln mellan flygplanet och satelliten – var baserad på metoder som utvecklats under Flight 447-utredningen. Det första och sjunde handslaget gav onormala resultat och uteslöts från den initiala analysen, men problemet löstes senare. Den initiala analysen, exakt till ungefär 1°, fastställde att höjdvinkeln mellan flygplanet och satelliten vid handskakningen 08:11 var 40°. När detta avslöjades offentligt av malaysiska tjänstemän, bröts bågen i två bågar – kallad "norra korridoren" och "södra korridoren". Det första och sjunde handslaget fastställdes senare som en del av en inloggningssekvens, till skillnad från de andra handskakningarna som var inloggningsförhörsmeddelanden. Biasvärdet under inloggningssekvensen är annorlunda och beräknades med hjälp av historiska data för flygplanets SDU. Detta gjorde att avståndet mellan satelliten och flygplanet kunde bestämmas vid dessa tidpunkter.
Burst frekvens offset
Även om BTO kan bestämma avståndet mellan satelliten och flygplanet vid tidpunkten för varje handskakning, var det fortfarande nödvändigt att bestämma var längs BTO-bågen flygplanet var. För att åstadkomma detta utfördes en analys av ett annat attribut av mottagna signaler som registrerades av markstationen: burst frequency offset (BFO) – skillnaden mellan de förväntade och faktiska frekvenserna för signalen som tas emot från flygplanet. BFO:n orsakas i första hand av Dopplerskiften - en frekvensförskjutning som orsakas av den relativa rörelsen av flygplanet, satelliten och markstationen - tillsammans med flera andra faktorer som kan beräknas och tas bort, vilket tillåter Dopplerskiftet mellan flygplanet och satelliten att vara isolerad. Dopplerskiftet mellan flygplanet och satelliten indikerar flygplanets relativa rörelse i förhållande till satelliten, även om det finns flera kombinationer av flygplanets hastighet och kurs som matchar ett givet Dopplerskiftvärde.
När flygplanets SDU svarar på meddelanden som skickas från markstationen använder den flygplanets navigationssystem för att bestämma flygplanets position, spår och markhastighet och justerar sändningsfrekvensen för att kompensera för dopplerskiftet på upplänkssignalen, baserat på satelliten belägen i sin nominella position i geostationär omloppsbana (35786 km över ekvatorn) vid 64,5°E. Den initiala analysen beräknades med satelliten vid dess nominella läge i geostationär omloppsbana , 35 786 km (22 236 mi) över ekvatorn vid 64,5° E longitud. Inmarsat-3F1-satelliten lanserades dock 1996 med en förväntad livslängd på 13 år och för att förlänga dess livslängd genom att spara kvarvarande bränsle tilläts den att driva från sin nominella plats till en något lutande omloppsbana. En karta över subsatellitpunkterna – platsen på jordens yta direkt under satelliten – visar att satelliten rör sig moturs i en oval form mellan 1,6°S–1,6°N och 64,45–64,58°E. Som ett resultat kompenserar de justeringar som görs av SDU endast delvis för dopplerskiftet på upplänken. Detta fel är "oväsentligt" för satellitnätverkets prestanda, men var avgörande för att eliminera den norra korridoren under den första analysen.
När signalen passerar genom satelliten översätts den med – läggs till – en signal som genereras av en oscillator i satelliten. Även om oscillatorn är inrymd i ett temperaturkontrollerat hölje, utsätts den för termisk variation under dagen, vilket resulterar i mindre förändringar i frekvensen för översättningssignalen. Den termiska variationen beror på satellitens rotation i förhållande till solen under en given 24-timmarsperiod, inklusive den tid satelliten passerar genom jordens skugga (som påverkade handskakningarna 3:40 och 4:26), och kompliceras av användningen av värmare som går när oscillatortemperaturen överskrider förutbestämda gränser. Variationen i översättningsfrekvensen beräknades över flera dagar, inklusive dagen för Flight 370:s försvinnande, och kunde tas med i BFO-mätningen.
Ytterligare faktorer som påverkar BFO är en översättning som görs på markstationen mellan mottagning och bearbetning av signalen (som övervakas och kan inkluderas) och en fast bias i flygplanet och satellitoscillatorerna på grund av drift och åldrande (som kan kalibreras genom mätningar som registrerats när flygplanets plats och hastighet var kända). Klockan 2:40 och 6:14 gjordes telefonsamtal från mark till flygplan som var obesvarade av cockpit men som bekräftades av SDU. Signalerna associerade med dessa samtal kunde inte analyseras för att generera ett BTO-värde, men BFO-värden för dessa signaler kan beaktas i analysen med andra BTO- och BFO-data.
Tekniken som användes för att analysera BFO-värdena validerades mot 87 flygplan med samma SATCOM-utrustning som opererade i regionen runt tiden för Flight 370:s försvinnande och mot 9 tidigare flygningar som opererades av samma flygplan (9M-MRO). Känsligheten för fel beräknades under den tidiga fasen av Flight 370 när flygplanets plats, spår och markhastighet var kända. Detta resulterade i en osäkerhet på ±28° kurs och ±9° på latitud.
Kombinerad analys med flygdynamik
BTO-analysen kunde bestämma avståndet mellan satelliten och flygplanet med en relativt hög grad av noggrannhet, medan BFO-analysen kunde uppskatta flygplanets kurs och hastighet, men är känslig för små förändringar i indata. För att bestämma den slutliga platsen för Flight 370 övervägdes BTO- och BFO-analyserna i kombination med flygplanets prestandabegränsningar, såsom höjd, flyghastighet och vind. BFO-analysen kunde isolera dopplerskiftet mellan flygplanet och bestämma flygplanets relativa rörelse till satelliten, vilket reduceras av det begränsade hastighetsintervallet som flygplanet kan flyga med och därmed en begränsad uppsättning hastighet/riktningskombinationer existerar som korrelerar med de beräknade dopplerskiften.
Flygplanet har tre autopilotlägen. Standardläget för en-route-navigering är LNAV, som navigerar längs en storcirkelväg mellan waypoints och justerar flygplanets kurs för att kompensera för vinden. Andra lägen kommer att bibehålla flygplanets kurs—riktning näsan är spetsig (flygbanan kommer att påverkas av vindar)—eller flygplanets spår—riktning flygplanet färdas (flygbanan i rak riktning). De två sistnämnda lägena påverkas ytterligare av om flygplanet använde magnetisk (normal referens) eller sann nord (vanligtvis endast vid höga latituder) som referens för autopiloten. Eftersom Flight 370 flög nära waypoints VAMPI, MEKAR, NILAM och möjligen IGOGU - längs flygvägen N571 - medan de korsade Malackasundet, övervägde utredarna om Flight 370 följde några flygvägar eller korsade några waypoints i södra Indiska oceanen. Waypoints MUTMI och RUNUT ansågs vara möjliga punkter som Flight 370 kan ha korsat, men spår genom dessa waypoints korrelerade inte bra med banor som genererades från BTO- och BFO-analysen.
Två analystekniker användes för att kombinera BTO- och BFO-resultaten med flygparametrar:
- Datafeloptimering – Kandidatvägar varierade hastighet och kurs vid varje handskakning för att minimera felet mellan den beräknade BFO för den banan kontra den faktiska BFO som registrerades från Flight 370. Dessa vägar var inte begränsade av beteendet hos flygplanets autopilot.
- Begränsad autopilotdynamik – Flygplanet antas flyga under kontroll av ett av autopilotlägena. Kandidatvägar genererades med varje läge. BTO- och BFO-värden för varje väg beräknades och jämfördes mot de registrerade värdena från Flight 370.
De 100 bästa kandidatvägarna för begränsad autopilotdynamik valdes ut på basis av deras matchning med satellitdata från Flight 370 och deras överensstämmelse med autopilotens beteende. Fördelningen av dessa banor i korsningen med det 6:e handslaget genererades då, med några banor utanför (söder) om flygplanets maximala räckvidd och som därför kan elimineras. De kandidatvägar som genererades av datafelsoptimeringsmetoden vägdes enligt rotmedelkvadraten för BFO-värdena vid varje handskakning. Fördelningen av resultat från dessa två metoder kartlades tillsammans, vilket indikerar att de totala sannolikhetsområdena överlappar på 08:11-bågen mellan cirka 35–39°S. Dessa banor har sedan extrapolerats till det sjunde handslaget kl. 08:19 och begränsats av det maximala intervallet, som skär den sjunde bågen mellan ungefär 33,5–38,3°S. Detta är den mest troliga platsen för Flight 370 vid tidpunkten för det sjunde handslaget.
Fastställande av den slutliga platsen för Flight 370 och sökområdet
Genom att känna till platsen vid det sjunde handslaget behövde utredarna sedan bestämma en lämplig bredd på sökområdet från den sjunde bågen. Det sjunde handslaget var en "inloggningsförfrågan" som initierats av flygplanet och tros vara resultatet av att SDU startade efter strömavbrott, ett resultat av bränsleutmattning och efter utplaceringen av ramluftturbinen och omstart av hjälpkraftenheten . Begäran om inloggning skulle ha inträffat 3 minuter och 40 sekunder efter bränsleutmattning - allmänt känd som flameout inom flyg - för den andra motorn (flameout för båda motorerna skulle inte ha inträffat samtidigt), då autopiloten skulle ha kopplats ur. BFO-värdet för detta handslag indikerar att flygplanet kan ha sjunkit och att flygplanet färdades från nordost till sydväst.
En analys av flygplanssystem, särskilt det elektriska systemet och autopiloten, pågår. Boeing och Malaysia Airlines har genomfört många slutscenarier i sina Boeing 777-simulatorer. Scenarierna innebär flameout i den ena motorn före den andra utan någon input från cockpit. Detta scenario resulterar i att flygplanet går in i en spiralformig lågbanksväng med flygplanet i vattnet ett relativt kort avstånd från den sista motorns flameout. Om kontrollinmatningar gjordes (dvs. planet var under kontroll av en pilot) och beroende på den initiala höjden, är det möjligt att flygplanet kunde glida över 100 nautiska mil (190 km; 120 mi). Men utredarna tror att Flight 370 troligen var okontrollerad vid denna tidpunkt. ATSB citerar en tidigare studie utförd för BEA , som fastställde att i fall av en störning följt av förlust av kontroll var alla nedslagspunkter inom 20 nmi (37 km; 23 mi) från början av nödsituationen, och i de flesta fall inom 10 nmi (19 km; 12 mi). Baserat på detta valde ATSB en bredd på 50 nmi (93 km; 58 mi) - 20 nmi (37 km; 23 mi) i väster och 30 nmi (56 km; 35 mi) öster om bågen - för undervattenssökning i juni 2014. Samtidigt som bredden på 50 nmi för det prioriterade sökområdet behölls, fastställde ATSB att flygplanet troligen kom in i havet nära den sjunde bågen och undervattenssökningen skulle utföras från den sjunde bågen och gå utåt.
Andra analyser
Under veckorna efter Flight 370:s försvinnande började diskussioner om analys av satellitdata på rymdforskaren Duncan Steels webbplats . Den informella gruppen människor, de flesta med vetenskaplig bakgrund, blev snart känd som Independent Group (IG) och har arbetat med att analysera möjliga flygvägar för att fastställa den mest sannolika slutliga platsen för Flight 370. Under de första månaderna hindrades deras ansträngningar. av en brist på offentligt släppt information och de var kritiska till den officiella analysen av Inmarsat; IG pressade också tjänstemän att släppa data relaterade till Flight 370:s satellitkommunikation. IG ansåg inte att det fanns tillräckliga bevis, med hjälp av allmänt tillgänglig information, för att utesluta möjligheten att Flight 370 följer ett norra spår innan kommunikationsloggarna släpptes den 27 maj. Några av IG-medlemmarna har arbetat med att analysera specifika delar av Flight 370:s flygbana, såsom mellanflygningshastigheten för Flight 370 och den exakta platsen för Inmarsat-3F1-satelliten.
Den 17 juni, innan en rapport från Australian Transport Safety Bureau (ATSB) släpptes den 26 juni som beskriver analysen av satellitkommunikationen, släppte IG ett uttalande att de trodde att den slutliga platsen för Flight 370 var vid tidpunkten för det sjätte handslaget . , som användes eftersom det sjunde handslaget inte var väl förstått vid den tiden. Deras utvärdering publicerad i juli 2015 av den slutliga platsen för Flight 370 är .
I maj 2021 föreslog flygingenjören Richard Godfrey och medlem av Independent Group of Scientist att teknik för svag signalutbredning (WSPR) skulle kunna användas för att spåra flygplanets flygbana. I november 2021 rapporterade han att hans analys med WSPR-teknik visade att flygplanet flög i cirklar i cirka 22 minuter i ett område 150 nautiska mil från Sumatras kust, och senare samma månad tillkännagav han ett kraschområde med en radie på 40,0 nautiska mil (74,1 km) centrerad kring 33.177°S 95.300°E. Eftersom Godfreys område också täcker en del av havet som undersöktes under den första sökningen, bad Australian Transport Safety Bureau i februari 2022 att granska uppgifterna från den första sökningen för att "återvalidera att inga föremål av intresse upptäcktes i det området" . Victor Iannello från samma Independent Group som Godfrey hävdar dock att WSPR inte kan hitta MH370 eftersom signaler spridda av flygplan är för svaga för att kunna upptäckas och avkodas.
En annan analys gjordes av Simon Hardy, en Boeing 777- kapten , och publicerades i mars 2015. Hardys analys är en matematisk modell för att bestämma spåret för Flight 370 från 4:e till 6:e handskakningen, förutsatt att flygplanets spår och hastighet skulle vara konstant under denna period av flygningen. Han beräknade att flygplanet sannolikt flög på ett 188° magnetiskt spår, vilket flygplanet skulle kompensera för vindar att fortsätta i en rak linje, och att den slutliga platsen för Flight 370 är nära .
Tidslinje
Den 8 mars tillhandahöll Inmarsat grundläggande flygdata för Flight 370 till SITA, som vidarebefordrade information till Malaysia Airlines och utredare. Den 9–10 mars noterade Inmarsat ingenjörer att markstationsloggen registrerade pingar från flygplanet i flera timmar efter att kontakten med flygledningen tappats. Malaysiska utredare tillsatte en internationell arbetsgrupp, bestående av olika byråer med erfarenhet av flygplansprestanda och satellitkommunikation, för att ytterligare analysera signalerna mellan Flight 370 och markstationen, särskilt signalen klockan 08:19. Dessa inkluderade representanter från Storbritanniens Inmarsat, AAIB och Rolls-Royce; Kinas civila luftfartsförvaltning och avdelning för utredning av flygolyckor; USA:s NTSB och FAA; och malaysiska myndigheter.
En analys av tidsskillnaden mellan sändningen av ping och flygplanets svar gjorde att Inmarsat kunde bestämma flygplanets avstånd från satelliten. Detta resulterade i två bågar – kallade "norra korridoren" och "södra korridoren" – där flygplanet kan ha befunnit sig vid tidpunkten för sitt senaste fullständiga handslag klockan 08:11. Med hjälp av en "innovativ teknik" som "aldrig tidigare [använts] i en undersökning av detta slag", bestämde teamet att det också kunde använda burstfrekvensförskjutningen för att bestämma flygplanets hastighet och position längs de identifierade bågarna. Inmarsat korskontrollerade sin metodik till kända flygdata från sex Boeing 777-flygplan som flög i olika riktningar på samma dag och hittade en bra matchning. Att tillämpa tekniken på handskakningssignalerna från Flight 370 gav resultat som korrelerade starkt med de förväntade och faktiska mätningarna av en sydlig bana över Indiska oceanen, men dåligt med en nordlig bana. Ytterligare reviderade beräkningar för att ta hänsyn till satellitens rörelser i förhållande till jorden gjorde att den norra korridoren kunde uteslutas helt. Denna analys vidarebefordrades till malaysiska myndigheter den 23 mars.
Klockan 22:00 lokal tid nästa dag, den 24 mars, citerade premiärminister Najib denna utveckling och avslutade på en presskonferens att Flight 370 avslutades i södra Indiska oceanen.
Genom att använda en typ av analys som aldrig tidigare använts i en undersökning av detta slag... Inmarsat och AAIB har kommit fram till att [Flight 370] flög längs den södra korridoren, och att dess sista position var mitt i Indiska oceanen, väster om Perth. Detta är en avlägsen plats, långt från alla möjliga landningsplatser. Det är därför med djup sorg och beklagande jag måste informera er om att, enligt dessa nya uppgifter, slutade [Flight 370] i södra Indiska oceanen.
— Malaysias premiärminister Najib Razak (24 mars 2014)
I en artikel publicerad den 8 maj ifrågasatte flera satellitexperter analysen av satellitpingningar gjorda av Inmarsat-personal eftersom de uppmätta dopplerfrekvensförskjutningarna uppenbarligen inte var korrekt korrigerade mot satellitens egen drift (en periodisk nord-syd-oscillation på 3° var 24:e timme) . Utan att ytterligare data släpptes var innebörden av denna nya analys att den norra delen av Inmarsat-satellitens pingbåge inte kunde uteslutas. Den malaysiska regeringen släppte satellitdata tre veckor senare.
Detaljer om metodiken som användes för att analysera satellitkommunikationen gavs i Australian Transport Safety Bureaus rapport MH370 – Definition of Underwater Search Areas , publicerad i juni, och ett tillägg som släpptes i oktober.
En peer-reviewed artikel av Inmarsat-forskare publicerad i Journal of Navigation i oktober 2014 ger en redogörelse för analysen som tillämpades på satellitkommunikationen från Flight 370. Deras analys drog slutsatsen att Flight 370 var nära när den slutliga överföringen från flygplanet gjordes, men i sin slutsats "[understryker] att den rekonstruerade flygvägens känslighet för frekvensfel är sådan att det kvarstår betydande osäkerhet i den slutliga platsen." Deras analys använde en förenklad modell av flygplanets flygdynamik "för att illustrera hur mätningarna kan omvandlas till en rimlig flygbana" och noterar att andra utredare använde mer sofistikerade modeller för att bestämma sökområdet under vattnet. Även om tillgång till tidskriften kräver en prenumeration, "ansåg dess utgivare att denna artikel och ämnet är för viktigt och att det borde delas med världen" och tidningen släpptes som en Open Access-artikel med en Creative Commons Attribution - licens .
Sedan oktoberrapporterna har analysen av satellitdata fortsatt att förfinas. I mars 2015 anmärkte ATSB:s chefskommissionär Mark Dolan att han är "något mer optimistisk än för sex månader sedan, eftersom vi har mer förtroende för uppgifterna".
Den 29 juli 2015 upptäcktes en flaperon från Flight 370 på Reunion Island . ATSB granskade sina driftberäkningar för skräp från flygplanet och enligt JACC är de "tillfredsställda med att upptäckten av flaperonen vid La Réunion... stämmer överens med det nuvarande undervattenssökområdet i södra Indiska oceanen." Modellering av omvänd drift av skräpet, för att fastställa dess ursprung efter 16 månader, stöder också det aktuella undervattenssökområdet, även om modellering av omvänd drift är mycket oprecis över långa tidsperioder.
Anteckningar
externa länkar
- ATSB-utredning av Flight 370 Arkiverad 26 augusti 2019 vid Wayback Machine – webbsida för Australian Transport Safety Bureaus utredning (Utredningsnummer: AE-2014-054; Utredningstitel: " Teknisk assistans till Department of Civil Aviation Malaysia till stöd för försvunna Malaysia Airlines flight MH370 den 7 mars 2014 UTC" )
- Joint Agency Coordination Centre (JACC) – Byrå som ansvarar för att samordna multinationella sökinsatser och fungerar som den enda kontaktpunkten för att sprida information om sökningen.
- MH 370 Preliminär rapport – Preliminär rapport utfärdad av Malaysias transportministerium. Daterad den 9 april 2014 och släpptes offentligt den 1 maj 2014.
- MH370 – Definition of Underwater Search Areas – Rapport från Australian Transport Safety Bureau, släppt 26 juni 2014, och den mest omfattande rapporten om Flight 370 som släpptes offentligt vid den tiden. Rapporten fokuserar på att definiera sökområdet för den femte fasen, men ger därigenom en omfattande översikt/undersökning av satellitdata, de misslyckade sökningarna och möjliga "slut-av-flight-scenarier".