Sekundär övervakningsradar

SSR-antenn för Deutsche Flugsicherung i Neubrandenburg, i Mecklenburg/Vorpommern
Transponder i ett privatflygplan som skriker 2000

Sekundär övervakningsradar ( SSR ) är ett radarsystem som används i flygtrafikledning (ATC), som till skillnad från primära radarsystem som mäter bäring och avstånd för mål med de detekterade reflektionerna av radiosignaler, förlitar sig på mål utrustade med en radartransponder , som svara på varje förfrågningssignal genom att sända kodad data såsom en identitetskod, flygplanets höjd och ytterligare information beroende på dess valda läge. SSR är baserat på tekniken för militär identifiering av vän eller fiende ( IFF) som ursprungligen utvecklades under andra världskriget , därför är de två systemen fortfarande kompatibla. Monopuls sekundär övervakningsradar ( MSSR ), Mode S , TCAS och ADS-B är liknande moderna metoder för sekundär övervakning.

Översikt

Primär radar

Huvudartikel: Primär radar

Den snabba krigstidens utveckling av radar hade uppenbara tillämpningar för flygtrafikledning (ATC) som ett sätt att tillhandahålla kontinuerlig övervakning av flygtrafikens disposition. Exakt kunskap om flygplanens positioner skulle möjliggöra en sänkning av de normala procedurmässiga separationsstandarderna, vilket i sin tur lovade avsevärda ökningar av luftvägssystemets effektivitet. Denna typ av radar (nu kallad primärradar ) kan upptäcka och rapportera positionen för allt som reflekterar dess sända radiosignaler inklusive, beroende på dess design, flygplan, fåglar, väder och landegenskaper. För flygledningsändamål är detta både en fördel och en nackdel. Dess mål behöver inte samarbeta, de måste bara vara inom dess täckning och kunna reflektera radiovågor, men den indikerar bara målens position, den identifierar dem inte. När primärradar var den enda tillgängliga typen av radar, uppnåddes typiskt korrelationen mellan individuella radarreturer med specifika flygplan genom att flygledaren observerade en riktad sväng av flygplanet. Primär radar används fortfarande av ATC idag som ett backup/kompletterande system till sekundär radar, även om dess täckning och information är mer begränsad.

Sekundär radar

Sekundär övervakningsradarantenn (platt rektangel, topp) monterad på en ASR-9 primär flygplatsövervakningsradarantenn (böjd rektangel, botten) .

Behovet av att lättare och mer tillförlitligt kunna identifiera flygplan ledde till en annan krigstids radarutveckling, Identification Friend or Foe (IFF)-systemet, som hade skapats som ett sätt att positivt identifiera vänliga flygplan från okända. Detta system, som i civil användning blev känt som sekundär övervakningsradar (SSR), eller i USA som flygledningsradarfyrsystemet ( ATCRBS ), är beroende av en utrustning ombord på flygplanet som kallas en " transponder ". Transpondern är ett radiomottagare och sändarpar som tar emot på 1030 MHz och sänder på 1090 MHz. Målflygplanets transponder svarar på signaler från en frågeapparat (vanligtvis, men inte nödvändigtvis, en markstation samlokaliserad med en primär radar) genom att sända en kodad svarssignal som innehåller den begärda informationen.

Oberoende sekundär övervakningsradar (ISSR), beteckning YMT, norr om Chibougamau, Quebec, Kanada

Både det civila SSR och det militära IFF har blivit mycket mer komplexa än sina krigstida förfäder, men förblir kompatibla med varandra, inte minst för att tillåta militära flygplan att operera i civilt luftrum. Dagens SSR kan ge mycket mer detaljerad information, till exempel flygplanets höjd, samt möjliggöra direkt utbyte av data mellan flygplan för att undvika kollisioner. De flesta SSR-system är beroende av Mode C- transpondrar, som rapporterar flygplanets tryckhöjd . Tryckhöjden är oberoende av pilotens höjdmätarinställning , vilket förhindrar falska höjdsändningar om höjdmätaren är felaktigt inställd. Flygledningssystem räknar om rapporterade tryckhöjder till verkliga höjder baserat på sina egna tryckreferenser, om det behövs.

Med tanke på sin primära militära roll att på ett tillförlitligt sätt identifiera vänner, har IFF mycket säkrare (krypterade) meddelanden för att förhindra "spoofing" av fienden, och används på många typer av militära plattformar inklusive luft-, sjö- och landfordon. [ citat behövs ]

Standarder och specifikationer

International Civil Aviation Organization (ICAO) är en specialiserad organisation inom FN och dess huvudkontor ligger i Montreal, Quebec, Kanada. Den publicerar bilagor till konventionen och bilaga 10 behandlar standarder och rekommenderad praxis för flygtelekommunikation. Målet är att säkerställa att flygplan som korsar internationella gränser är kompatibla med flygledningssystemen i alla länder som kan komma att besökas. Volym III, del 1 handlar om digitala datakommunikationssystem inklusive datalänkfunktionerna i Mode S medan volym IV definierar dess funktion och signaler i rymden.

American Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) och European Organisation for Civil Aviation Equipment (Eurocae) tar fram minimistandarder för operativ prestanda för både mark- och luftburen utrustning i enlighet med standarderna som specificeras i ICAO Annex 10. Båda organisationerna arbetar ofta tillsammans och producerar gemensamma dokument. [ citat behövs ]

ARINC (Aeronautical Radio, Incorporated) är en flygbolagsorganisation som arbetar med form, passform och funktion hos utrustning som transporteras i flygplan. Dess huvudsakliga syfte är att säkerställa konkurrens mellan tillverkare genom att specificera storlek, effektkrav, gränssnitt och prestanda för utrustning som ska placeras i flygplanets utrustningsfack. [ citat behövs ]

Drift

Syftet med SSR är att förbättra förmågan att upptäcka och identifiera flygplan samtidigt som man automatiskt tillhandahåller flygnivån ( tryckhöjd ) för ett flygplan. En SSR markstation sänder förfrågningspulser på 1030 MHz (kontinuerligt i lägen A, C och selektivt i läge S) när dess antenn roterar, eller avsöks elektroniskt, i rymden. En flygplanstransponder inom räckvidd "lyssnar" efter SSR-förfrågningssignalen och sänder ett svar på 1090 MHz som ger flygplansinformation. Svaret som skickas beror på förhörsläget. Flygplanet visas som en taggad ikon på flygledarens radarskärm vid uppmätta bäring och avstånd. Ett flygplan utan en fungerande transponder kan fortfarande observeras av primär radar, men skulle visas för flygledaren utan fördelen av SSR-härledda data. Det är vanligtvis ett krav att ha en fungerande transponder för att flyga i kontrollerat luftrum och många flygplan har en reservtransponder för att säkerställa att villkoret är uppfyllt.

Förhörslägen

Det finns flera avfrågningssätt, var och en indikerad av skillnaden i avstånd mellan två sändarpulser, kända som P1 och P3. Varje läge ger olika svar från flygplanet. En tredje puls, P2, är för sidolobsdämpning och beskrivs senare. Ytterligare militära lägen (eller IFF) ingår inte, som beskrivs i Identifiering av vän eller fiende .

Läge A och C förfrågningsformat
Läge P1–P3 pulsavstånd Syfte
A 8 µs Identitet
B 17 µs Identitet
C 21 µs Höjd över havet
D 25 µs Odefinierad
S 3,5 µs Multipurpose
Summa och styra antennstrålar

En mode-A-förfrågan framkallar ett 12-pulssvar, vilket indikerar ett identitetsnummer som är associerat med det flygplanet. De 12 datapulserna omges av två rampulser, Fl och F2. X-pulsen används inte. En mode-C-förfrågan ger ett 11-pulssvar (puls D1 används inte), vilket indikerar flygplanets höjd som indikeras av dess höjdmätare i steg om 100 fot. Läge B gav ett liknande svar på läge A och användes vid ett tillfälle i Australien. Läge D har aldrig använts operativt. [ citat behövs ]

Det nya läget, Mode S, har olika frågeegenskaper. Den innefattar pulserna P1 och P2 från antennhuvudstrålen för att säkerställa att Mode-A- och Mode-C-transpondrar inte svarar, följt av en lång fasmodulerad puls.

Jordantennen är mycket riktad men kan inte konstrueras utan sidolober. Flygplan kunde också upptäcka förhör som kommer från dessa sidolober och svara på lämpligt sätt. Dessa svar kan dock inte särskiljas från de avsedda svaren från helljuset och kan ge upphov till en falsk flygplansindikation vid en felaktig bäring. För att övervinna detta problem är jordantennen försedd med en andra, huvudsakligen rundstrålande, stråle med en förstärkning som överstiger den för sidoloberna men inte den för huvudstrålen. En tredje puls, P2, sänds från denna andra stråle 2 µs efter Pl. Ett flygplan som upptäcker P2 starkare än P1 (därför i sidoloben och vid felaktig huvudlobsbäring), svarar inte.

Brister

Ett antal problem beskrivs i en ICAO-publikation från 1983 med titeln Secondary Surveillance Radar Mode S Advisory Circular .

Läge A

Svarsformat för läge A och C

Även om 4 096 olika identitetskoder tillgängliga i ett läge. Ett svar kan tyckas vara tillräckligt, när vissa koder har reserverats för nödsituationer och andra ändamål, minskas antalet avsevärt. Helst skulle ett flygplan behålla samma kod från start till landning även när det passerar internationella gränser, eftersom den används vid flygledningscentralen för att visa flygplanets anropssignal med en process som kallas kod/anropssignalkonvertering. Uppenbarligen samma läge En kod bör inte ges till två flygplan samtidigt som flygledaren på marken kan ges fel anropssignal för att kommunicera med flygplanet.

Läge C

Mode C-svaret ger höjdsteg på 100 fot, vilket från början var tillräckligt för att övervaka flygplan åtskilda med minst 1000 fot. Men eftersom luftrummet blev alltmer överbelastat blev det viktigt att övervaka om flygplanen inte rörde sig från sin tilldelade flygnivå. En liten förändring på några fot kan passera en tröskel och indikeras som nästa steg upp och en förändring på 100 fot. Mindre ökningar var önskvärda. [ citat behövs ]

FRUKT

Eftersom alla flygplan svarar på samma frekvens på 1090 MHz, kommer en markstation också att ta emot flygplanssvar som kommer från svar till andra markstationer. Dessa oönskade svar är kända som FRUIT (Falska svar osynkroniserade med Interrogator-överföringar eller alternativt Falska svar osynkroniserade i tid). Flera på varandra följande FRUIT-svar kan kombineras och tyckas indikera ett flygplan som inte existerar. När flygtransporterna expanderar och fler flygplan ockuperar luftrummet kommer mängden FRUKT som genereras också att öka.

Garble

FRUIT-svar kan överlappa önskade svar på en jordmottagare, vilket orsakar fel vid extrahering av inkluderad data. En lösning är att öka förhörsfrekvensen för att få fler svar, i hopp om att några skulle vara fria från störningar. Processen är självförstörande eftersom en ökning av svarsfrekvensen bara ökar störningen för andra användare och vice versa.

Synkron förvrängning

Om två flygplansvägar korsar inom cirka två miles lutande räckvidd från markförhörsledaren kommer deras svar att överlappa varandra och störningen som orsakas kommer att göra deras upptäckt svår. Vanligtvis kommer flygledaren att förlora flygplanet med längre räckvidd, precis när flygledaren kan vara mest intresserad av att övervaka dem noggrant.

Fånga

Medan ett flygplan svarar på en markförhör kan det inte svara på en annan förfrågan, vilket minskar detekteringseffektiviteten. För en Mode A- eller C-förfrågning kan transpondersvaret ta upp till 120 µs innan det kan svara på en ytterligare förfrågan.

Antenn

Original SSR-antenn som ger en smal horisontell stråle och en bred vertikal stråle
Områden med svag signal på grund av jordreflektion

Markantennen har en typisk horisontell 3 dB strålbredd på 2,5° vilket begränsar noggrannheten vid bestämning av flygplanets bäring. Noggrannheten kan förbättras genom att göra många förhör när antennstrålen skannar ett flygplan och en bättre uppskattning kan erhållas genom att notera var svaren startade och var de slutade, och ta mitten av svaren som flygplanets riktning. Detta är känt som en glidande fönsterprocess.

Det tidiga systemet använde en antenn känd som en hogtrough . Denna har en stor horisontell dimension för att producera en smal horisontell stråle och en liten vertikal dimension för att ge täckning från nära horisonten till nästan ovanför. Det var två problem med denna antenn. För det första riktas nästan hälften av energin mot marken där den reflekteras tillbaka upp och stör den uppåtriktade energin, vilket orsakar djupa nollor vid vissa höjdvinklar och förlust av kontakt med flygplan. För det andra, om den omgivande marken lutar, förskjuts den reflekterade energin delvis horisontellt, vilket förvränger strålformen och flygplanets indikerade bäring. Detta var särskilt viktigt i ett monopulssystem med dess mycket förbättrade lagermätnoggrannhet.

Utveckling för att åtgärda bristerna

Bristerna i lägena A och C upptäcktes ganska tidigt i användningen av SSR och 1967 publicerade Ullyatt en artikel och 1969 en utökad artikel, som föreslog förbättringar av SSR för att lösa problemen. Kärnan i förslagen var nya förhörs- och svarsformat. Flygplanets identitet och höjd skulle inkluderas i det ena svaret så att sammanställning av de två dataposterna inte skulle behövas. För att skydda mot fel föreslogs ett enkelt paritetssystem – se Secondary Surveillance Radar – Today and Tomorrow . Monopuls skulle användas för att bestämma flygplanets bäring och därigenom reducera antalet förfrågningar/svar per flygplan till ett vid varje scanning av antennen. Vidare skulle varje förfrågning föregås av huvudstrålepulserna Pl och P2 separerade med 2 µs så att transpondrar som arbetar på moderna A och C skulle ta det som att det kommer från antennens sidolob och inte svara och inte orsaka onödig FRUK.

FAA övervägde också liknande problem men antog att ett nytt frekvenspar skulle krävas. Ullyatt visade att de befintliga 1030 MHz- och 1090 MHz-frekvenserna kunde behållas och de befintliga markinterrogatorerna och luftburna transpondrar, med lämpliga modifieringar, kunde användas. Resultatet blev ett samförståndsavtal mellan USA och Storbritannien för att utveckla ett gemensamt system. I USA hette programmet DABS (Discrete Address Beacon System), och i Storbritannien Adsel (Address selective).

Monopuls, som betyder enkelpuls, hade använts i militära track-and-follow-system där antennen styrdes för att följa ett visst mål genom att hålla målet i mitten av strålen. Ullyatt föreslog användningen av en kontinuerligt roterande stråle med bäringsmätning gjord varhelst pulsen kan komma in i strålen.

FAA anlitade Lincoln Laboratory of MIT för att ytterligare designa systemet och det producerade en serie ATC-rapporter som definierade alla aspekter av den nya gemensamma utvecklingen. Anmärkningsvärda tillägg till konceptet som föreslogs av Ullyatt var användningen av ett kraftfullare 24-bitars paritetssystem som använder en cyklisk redundanskod , som inte bara säkerställde noggrannheten hos de mottagna data utan behov av upprepning utan också tillät fel orsakade av en överlappande FRUIT svar ska korrigeras. Vidare omfattade den föreslagna flygplanets identitetskod också 24 bitar med 16 miljoner permutationer. Detta gjorde att varje flygplan kunde kopplas med sin egen unika adress. Adressblock tilldelas olika länder och tilldelas vidare till särskilda flygbolag så att kunskap om adressen skulle kunna identifiera ett visst flygplan. Lincoln Laboratory-rapporten ATC 42 med titeln Mode S Beacon System: Functional Description gav detaljer om det föreslagna nya systemet.

De två länderna rapporterade resultaten av sin utveckling i ett gemensamt dokument, ADSEL/DABS – A Selective Address Secondary Surveillance Radar . Detta följdes vid en konferens på ICAO:s högkvarter i Montreal, där en lågeffektsförhör konstruerad av Lincoln Laboratory framgångsrikt kommunicerade med en uppgraderad kommersiell SSR-transponder av brittisk tillverkning. [ citat behövs ]

Jämförelse av de vertikala strålformerna för de gamla och nya antennerna

Det enda som behövdes var ett internationellt namn. Mycket hade gjorts av de föreslagna nya funktionerna men de befintliga mark-SSR-förhörsapparaterna skulle fortfarande användas, om än med modifiering, och de befintliga luftbundna transpondrarna, återigen med modifiering. Det bästa sättet att visa att detta var en evolution och inte en revolution var att fortfarande kalla det SSR utan med en ny modebokstav. Mode S var det självklara valet, där S står för select. 1983 utfärdade ICAO ett rådgivande cirkulär, som beskrev det nya systemet.

Förbättrad antenn

Problemet med den befintliga standardantennen för "hogtrough" orsakades av energin som strålade ut mot marken, som reflekterades upp och störde den uppåtriktade energin. Svaret var att forma den vertikala strålen. Detta krävde en vertikal uppsättning av dipoler som matades på lämpligt sätt för att åstadkomma den önskade formen. En fem fots vertikal dimension visade sig vara optimal och detta har blivit den internationella standarden.

Monopuls sekundär övervakningsradar

Antenn helljus med differens beam

Det nya Mode S-systemet var tänkt att fungera med bara ett enda svar från ett flygplan, ett system som kallas monopuls. Det bifogade diagrammet visar en konventionell huvud- eller "summa"-stråle för en SSR-antenn till vilken har lagts till en "differens"-stråle. För att producera summastrålen fördelas signalen horisontellt över antennöppningen. Detta matningssystem är uppdelat i två lika stora halvor och de två delarna summeras igen för att producera den ursprungliga summastrålen. Men de två halvorna subtraheras också för att producera en skillnadsutgång. En signal som kommer exakt normalt, eller boresight, till antennen kommer att producera en maximal utsignal i summastrålen men en nollsignal i skillnadsstrålen. Bort från boresight blir signalen i summastrålen mindre men det kommer att finnas en signal som inte är noll i skillnadsstrålen. Signalens ankomstvinkel kan bestämmas genom att mäta förhållandet mellan signalerna mellan summa- och skillnadsstrålar. Tvetydigheten kring boresight kan lösas eftersom det finns en 180° fasändring i skillnadssignalen på båda sidor om boresight. Bäringsmätningar kan göras på en enda puls, alltså monopuls, men noggrannheten kan förbättras genom att medelvärdesmätningar görs på flera eller alla pulser som tas emot i ett svar från ett flygplan. En monopulsmottagare utvecklades tidigt i det brittiska Adsel-programmet och denna design används fortfarande i stor utsträckning idag. Mode S-svarspulser är avsiktligt utformade för att likna mod A- och C-svar, så samma mottagare kan användas för att tillhandahålla förbättrad bäringsmätning för SSR-mod A- och C-system med fördelen att förfrågningshastigheten kan reduceras avsevärt och därigenom minska störningar som orsakas av andra användare av systemet.

Lincoln Laboratory utnyttjade tillgången till en separat bäringsmätning på varje svarspuls för att övervinna några av problemen med förvrängning där två svar överlappar varandra vilket gör att pulserna associeras med de två svaren. Eftersom varje puls är separat märkt med riktning kan denna information användas för att avkoda två överlappande mod A eller C svar. Processen presenteras i ATC-65 "The ATCRBS Mode of DABS". Tillvägagångssättet kan tas vidare genom att också mäta styrkan på varje svarspuls och även använda det som en diskriminering. Följande tabell jämför prestandan för konventionell SSR, monopuls SSR (MSSR) och Mode S.

Standard SSR Monopuls SSR Läge S
Svar per skanning 20–30 4–8 1
Räckviddsnoggrannhet 230 m rms 13 m rms 7 m rms
Lagernoggrannhet 0,08° rms 0,04° rms 0,04° rms
Höjdupplösning 100 fot (30 m) 100 fot 25 fot (7,6 m)
Garble motstånd Fattig Bra Bäst
Datakapacitet (upplänk) 0 0 56 – 1 280 bitar
Datakapacitet (nedlänk) 23 bitar 23 bitar 56 – 1 280 bitar
Identitetsförändringar 4 096 4 096 16 miljoner

MSSR ersatte de flesta befintliga SSR på 1990-talet och dess noggrannhet gav en minskning av separationsminima i en-route ATC från 10 nautiska mil (19 km; 12 mi) till 5 nautiska mil (9,3 km; 5,8 mi)

MSSR löste många av systemproblemen med SSR, eftersom det endast krävdes ändringar av marksystemet. De befintliga transpondrarna installerade i flygplan påverkades inte. Det resulterade utan tvekan i försening av Mode S.

Läge S

Mode S-förhör, kort och lång
Mode S-svar, kort och lång

En mer detaljerad beskrivning av Mode S ges i Eurocontrol-publikationen Principles of Mode S and Interrogator Codes och ICAO-cirkuläret 174-AN/110 Secondary Surveillance Radar Mode S Advisory Circular . De 16 miljoner permutationerna av 24-bitars flygplansadresskoder har tilldelats i block till enskilda stater och tilldelningen ges i ICAO Annex 10, Volym III, kapitel 9.

En mod S-förfrågning omfattar två 0,8 µs breda pulser, vilka tolkas av en mod A & C-transponder som att de kommer från en antenns sidolob och därför krävs inget svar. Följande långa P6-puls fasmoduleras med den första fasomkastningen, efter 1,25 µs, vilket synkroniserar transponderns fasdetektor. Efterföljande fasomkastningar indikerar en databit på 1, utan att någon fasomkastning indikerar en bit med värdet 0. Denna form av modulering ger ett visst motstånd mot korruption genom en tillfällig överlappande puls från en annan jordfrågeapparat. Förfrågningen kan vara kort med P6 = 16,125 µs, huvudsakligen använd för att erhålla en positionsuppdatering, eller lång, P6 = 30,25 µs, om ytterligare 56 databitar ingår. De sista 24 bitarna innehåller både pariteten och adressen för flygplanet. När ett flygplan tar emot en förfrågan kommer det att avkoda data och beräkna pariteten. Om resten inte är adressen till flygplanet var antingen förhöret inte avsett för det eller så var det korrumperat. I båda fallen kommer den inte att svara. Om markstationen väntade ett svar och inte fick något så kommer den att förhöra igen.

Flygplanssvaret består av en inledning av fyra pulser fördelade så att de inte felaktigt kan bildas från överlappande mod A- eller C-svar. De återstående pulserna innehåller data med hjälp av pulspositionsamplitudmodulering . Varje 1 µs intervall är uppdelat i två delar. Om en 0,5 µs puls upptar den första halvan och det inte finns någon puls i den andra halvan indikeras en binär 1:a. Om det är tvärtom representerar det en binär nolla. Faktum är att data överförs två gånger, andra gången i inverterad form. Detta format är mycket motståndskraftigt mot fel på grund av ett förvrängt svar från ett annat flygplan. För att orsaka ett hårt fel måste en puls avbrytas och en andra puls införas i den andra halvan av bitperioden. Mycket mer troligt är att båda halvorna är förvirrade och den avkodade biten flaggas som "lågt konfidens".

Svaret har också paritet och adress i de sista 24 bitarna. Markstationen spårar flygplanet och använder den förutsagda positionen för att indikera flygplanets räckvidd och bäring så att det kan förhöra igen och få en uppdatering av sin position. Om den förväntar sig ett svar och om den får ett så kontrollerar den resten av paritetskontrollen mot adressen till det förväntade flygplanet. Om det inte är detsamma är det antingen fel flygplan och en ny förhör är nödvändig, eller så har svaret förstörts av störningar genom att det förvanskats av ett annat svar. Paritetssystemet har befogenhet att korrigera fel så länge de inte överstiger 24 µs, vilket omfattar varaktigheten av ett mode A- eller C-svar, den mest förväntade störningskällan under de tidiga dagarna av Mode S. Pulserna i svaret ha individuella monopulsvinkelmätningar tillgängliga, och i vissa implementeringar även signalstyrkemätningar, vilket kan indikera bitar som är inkonsekventa med majoriteten av de andra bitarna, och därigenom indikera möjlig korruption. Ett test görs genom att invertera tillståndet för några eller alla dessa bitar (en 0 ändrad till en 1 eller vice versa) och om paritetskontrollen nu lyckas görs ändringarna permanenta och svaret accepteras. Om det misslyckas krävs en ny förhör.

Mode S fungerar på principen att förhör riktas till ett specifikt flygplan med hjälp av det flygplanets unika adress. Detta resulterar i ett enda svar med flygplanets räckvidd som bestäms av tiden det tar att ta emot svaret och monopulsen ger en exakt bäringsmätning. För att förhöra ett flygplan måste dess adress vara känd. För att uppfylla detta krav sänder markförhörsledaren även All-Call-förhör, som finns i två former.

Läge A/C/S All-Call förhör

I en form ser Mode A/C/S All-Call först ut som en konventionell Mode A- eller C-förfrågning och en transponder kommer att starta svarsprocessen vid mottagande av puls P3. Emellertid kommer en Mode S-transponder att avbryta denna procedur vid detektering av pulsen P4, och istället svara med ett kort Mode S-svar som innehåller dess 24-bitars adress. Denna form av All-Call-förhör används nu inte så mycket eftersom den kommer att fortsätta att få svar från redan kända flygplan och ge upphov till onödiga störningar. Den alternativa formen av All-Call använder kort Mode S-förfrågning med ett 16,125 µs datablock. Detta kan inkludera en indikation på att frågeledaren sänder All-Call med begäran att om flygplanet redan har svarat på denna frågeledare, så ska inte svara igen eftersom flygplanet redan är känt och ett svar onödigt.

Mode S-förhör kan ta tre former:

namn Form Använda sig av
Övervakning Kort Positionsuppdatering
Kommatecken Lång Innehåller 56 databitar
Comm-C Lång Upp till 16 långa förhör sammanfogade för att överföra upp till 1280 bitar

De första fem bitarna, kända som upplänksfältet (UF) i datablocket indikerar typen av förfrågning. De sista 24 bitarna i varje fall är kombinerad flygplansadress och paritet. Inte alla permutationer har ännu allokerats men de som har visas:

Upplänksfält (UF) Ansökan
Binär Decimal
00 000 0 Kort luft-luftövervakning (TCAS)
00100 4 Övervakning, höjdförfrågan
00101 5 Övervakning, Mode A identitetsbegäran
01011 11 Endast läge S All-Call
10 000 16 Lång luft-luftövervakning (TCAS)
10100 20 Comm-A inklusive höjdförfrågan
10101 21 Comm-A inklusive Mode A identitetsbegäran
11 000 24 Comm-C (meddelande med utökad längd)

På samma sätt kan Mode S-svaret ha tre former:

namn Form Använda sig av
Övervakning Kort Positionsuppdatering
Komm-B Lång Innehåller 56 databitar
Komm-D Lång Upp till 16 långa förhör sammanfogade för att överföra upp till 1280 bitar

De första fem bitarna, kända som nedlänksfältet (DF) i datablocket indikerar typen av svar. De sista 24 bitarna i varje fall är kombinerad flygplansadress och paritet. Elva permutationer har tilldelats.

Nedlänksfält (DF) Ansökan
Binär Decimal
00 000 0 Kort luft-luftövervakning (TCAS)
00100 4 SSövervakning, höjdsvar
00101 5 Övervakning, Mode A identitetssvar
01011 11 All-Call-svar som innehåller flygplansadress
10 000 16 Lång luft-luftövervakning (TCAS)
10001 17 Förlängd squitter
10010 18 TIS-B
10011 19 Militär utökad squitter
10100 20 Comm-B svar inklusive höjd
10101 21 Comm-B-svar inklusive läge A-identitet
10110 22 Militär användning
11 000 24 Upp till 16 långa svar sammanfogade för att överföra upp till 1280 bitar

En transponder utrustad för att sända Comm-B-svar är utrustad med 256 dataregister vart och ett om 56 bitar. Innehållet i dessa register fylls och underhålls från datakällor ombord. Om marksystemet kräver dessa data begär det det genom en övervaknings- eller Comm-A-förhör.

ICAO Annex 10 Volym III, kapitel 5 listar innehållet i alla de som för närvarande tilldelas. Ett reducerat antal krävs för nuvarande operativa användning. Andra register är avsedda att användas med TCAS och ADS-B. Siffrorna för Comm-B Data Selector (BDS) är i hexadecimal notation.

Registrera Data
BDS 6,0 Magnetisk rubrik
BDS 6,0 Indikerad flyghastighet
BDS 6,0 Mach nummer
BDS 6,0 Vertikal hastighet
BDS 5,0 Rullvinkel
BDS 5,0 Spårvinkelhastighet
BDS 5,0 Riktig spårvinkel
BDS 5,0 Markhastighet
BDS 4,0 Vald vertikal avsikt

Förlängd squitter

Från och med 2009 definierade ICAO ett "extended squitter "-driftsätt; den kompletterar kraven i ICAO bilaga 10, volymerna III och IV. Den första utgåvan specificerade tidigare versioner av utökade squittermeddelanden:

Version 0
utökar läge S för att hantera grundläggande ADS-B-växlingar, för att lägga till information om trafikinformationsutsändning (TIS-B), samt information om upplänks- och nedlänkssändningsprotokoll.
Version 1
beskriver bättre övervakningsnoggrannhet och integritetsinformation (navigeringsnoggrannhetskategori, navigationsintegritetskategori, övervakningsintegritetsnivå) och ytterligare parametrar för TIS-B och ADS-B rebroadcast (ADS-R).
Version 2
Den andra utgåvan introducerade ännu en ny version av utökade squitterformat och protokoll för att:
  • förbättra integritets- och noggrannhetsrapporteringen
  • lägga till ett antal ytterligare parametrar för att stödja identifierade operativa behov för användning av ADS-B som inte täcks av version 1 (inklusive kapacitet att stödja flygplatsapplikationer)
  • ändra flera parametrar och ta bort ett antal parametrar som inte längre behövs för att stödja ADS-B-applikationer

Se även

Vidare läsning

Branschspecifikationer

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Secondary_surveillance_radar&oldid=1140113673 "