Автоматичне залежне спостереження — мовлення (Automatic Dependent Surveillance–Broadcast, ADS-B)) — це технологія спостереження в авіації та форма електронної видимості повітряного судна, за якою літак визначає своє місцезнаходження через супутникову систему навігації або інші сенсори й періодично передає своє положення та інші дані бортовим відповідачем, що дозволяє його відстежувати. Цю інформацію можуть отримувати як наземні станції, в тому числі і органи УПР, так і інші ПС. Інформація приймається наземними станціями або супутниками, замінюючи вторинну радіолокацію (SSR). На відміну від SSR, ADS-B не потребує запиту із землі чи від іншого літака для активації передавання даних. Також ADS-B дозволяє передачу даних безпосередньо між літаками, оснащеними відповідними приймачами, забезпечуючи підвищену ситуаційну обізнаність. ADS-B є «автоматичним», оскільки не потребує втручання пілота чи зовнішнього джерела для ініціації передавання, і «залежним», оскільки покладається на дані навігаційної системи повітряного судна для формування переданих повідомлень.

ADS-B є ключовою частиною схвалених ІКАО технологій авіаційного спостереження та поступово впроваджується у повітряних просторах країн світу. Наприклад, система є елементом NextGen у США, SESAR у Європі та Aviation System Block Upgrade в Індії.

В Австралії обладнання ADS-B є обов'язковим для літаків, що здійснюють польоти за правилами польотів за приладами (IFR); у США — для багатьох типів літаків з січня 2020 року; в Європі часткові вимоги почали діяти з 2017 року.

Опис

ADS-B є системою спостереження за повітряним простором, яка потенційно може замінити вторинну радіолокацію як основний метод контролю за літаками у всьому світі. У США ADS-B є невід'ємною частиною національної стратегії NextGen щодо модернізації та покращення інфраструктури та операцій авіації.

ADS-B підвищує безпеку, забезпечуючи видимість літака в реальному часі як для авіадиспетчерів, так і для інших літаків, оснащених системою ADS-B In, із передачею даних про положення та швидкість щосекунди. Інші сфери застосування даних ADS-B включають: післяпольотний аналіз, недороге відстеження польотів, планування та диспетчеризацію.

У США система ADS-B також забезпечує безкоштовне надання інформації про повітряний рух і метеорологічну обстановку через сервіси FIS-B(Польотно-інформаційного сервісу) та TIS-B (Інформація про інший рух).

ADS-B складається з двох основних функцій — ADS-B Out і ADS-B In:

ADS-B Out — це періодична передача літаком інформації про себе, такої як ідентифікація, поточне місцезнаходження, висота та швидкість. ADS-B Out забезпечує авіадиспетчерів реальними даними про положення літаків, які зазвичай точніші, ніж дані, отримані за допомогою традиційної радіолокації. Завдяки точнішій інформації диспетчери можуть ефективніше управляти та розділяти літаки.

ADS-B In — це прийом і обробка переданої інформації ADS-B іншими літаками. У США ADS-B In також може включати отримання додаткової інформації від наземних станцій, такої як дані FIS-B і TIS-B. Ці наземні трансляції зазвичай доступні тільки тоді, коли поруч є літак із активним ADS-B Out.

Для роботи ADS-B Out необхідні два бортових авіоніки:

Супутниковий навігаційний пристрій високої надійності (наприклад, GPS або інший сертифікований GNSS приймач),

Радіопередавач даних ADS-B.

Існує кілька типів сертифікованих лінків передачі даних ADS-B, найпоширеніші працюють на частотах 1090 МГц (модифікований Mode S транспондер) або 978 МГц.

FAA рекомендує літакам, що літають нижче (5486 м), використовувати частоту 978 МГц для розвантаження 1090 МГц каналу.

Переваги

ADS-B надає безліч переваг як для пілотів, так і для авіадиспетчерів, покращуючи безпеку та ефективність польотів.

За допомогою системи ADS-B In пілот може бачити інформацію про інші літаки навколо, якщо ті обладнані ADS-B Out. Ця інформація включає висоту, курс, швидкість і відстань до інших літаків.

Крім того, у США сервіс TIS-B може надавати дані про літаки, які не мають ADS-B Out, якщо є відповідне наземне обладнання і радарне покриття. ADS-R ретранслює повідомлення між літаками на різних частотах UAT і 1090 МГц.

Літаки, оснащені ADS-B In через універсальний транспондер доступу (UAT), можуть також отримувати метеорологічну інформацію, таку як погодні зведення та радарні зображення через сервіс FIS-B, а також отримувати повідомлення про обмеження польотів (TFR) та NOTAM.

Наземні станції ADS-B набагато дешевші в установці та експлуатації у порівнянні з традиційними первинними та вторинними радіолокаційними системами.

На відміну від комерційних погодних сервісів у повітрі, в США використання ADS-B та його додаткових сервісів не потребує абонплати: власник літака сплачує тільки за обладнання та його встановлення, а Федеральне управління цивільної авіації США (FAA) забезпечує безкоштовне адміністрування і трансляцію даних.

Безпека

Ситуаційна обізнаність ADS-B суттєво підвищує безпеку польотів для авіаційної спільноти завдяки покращенню ситуаційної обізнаності. Пілоти, що мають ADS-B In у кабіні, бачать на своїх дисплеях положення інших літаків у повітряному просторі та мають доступ до детальної метеорологічної інформації в реальному часі. Також пілоти отримують оперативні повідомлення — наприклад, про тимчасові обмеження польотів чи закриття злітно-посадкових смуг.

Покращена видимість Навіть літаки, обладнані лише ADS-B Out, отримують переваги завдяки тому, що диспетчери можуть точніше й надійніше відстежувати їхнє положення. Завдяки ADS-B і пілоти, і диспетчери бачать однакову картину повітряного простору. Літаки з ADS-B Out легше виявити та обійти іншим літакам, обладнаним ADS-B In. У минулому системи, як-от TCAS (система попередження зіткнень у повітрі), дозволяли виявляти тільки інші літаки, що також мали TCAS. ADS-B же дозволяє бачити всі літаки з ADS-B Out поблизу.

Крім того: ADS-B забезпечує покриття в прикордонних зонах дії радарів (де раніше можливості були обмежені). Точність даних залишається стабільною незалежно від відстані. Передача позиційної інформації оновлюється кожну секунду (на обох частотах — 1090ES та 978 МГц UAT). Порівняно з традиційним радаром, який має обмеження за дальністю та потребує кілька секунд між обертаннями антени для визначення швидкості цілі, ADS-B надає безперервну точну інформацію. ADS-B сприяє безпеці, забезпечуючи: Радароподібне розділення повітряних суден за правилами ППП у районах без радарного покриття. Покращене стеження за польотами за правилами ВПП. Покращення заходу на посадку та моніторингу зайнятості злітно-посадкової смуги для зменшення кількості інцидентів на землі. Більш точне реагування на пошуково-рятувальні операції. Допомогу пілотам у спостереженні за іншими повітряними суднами та уникненні зіткнень. Візуальне розділення в умовах ВПП та МВПП (маргінальні умови). Реальне відображення погоди в кабіні. Реальне відображення повітряного простору в кабіні.

Ефективність

Зменшення впливу на довкілля Технологія ADS-B забезпечує більш точну інформацію про положення літака. Це дозволяє диспетчерам авіаруху направляти літаки до та з завантажених повітряних просторів із меншими стандартами розділення, ніж це було можливо раніше

Зменшуються: час очікування дозволів, необхідність векторування для розведення бортів, кількість тримань (holding patterns).

Результат: зменшення викидів шкідливих речовин, зниження витрат палива, покращення екологічної ситуації.

Збільшення пропускної здатності повітряного руху ADS-B дозволяє: Краще керувати потоками повітряного руху Виконувати об'єднання та розведення потоків літаків. Забезпечувати самостійне розведення між повітряними суднами. Полегшувати візуальні заходи на посадку. Зменшувати інтервали між паралельними підходами. Скорочувати інтервали між літальними апаратами на остаточному етапі заходу. Підвищувати ефективність операцій у висотних ешелонах. Оптимізувати посадкові та злітні траєкторії без необхідності багатоступеневих знижень чи затримок. Підвищувати ефективність наземних операцій в умовах поганої видимості. Підвищувати пропускну здатність повітряного простору майже до рівня візуальних метеоумов у будь-яку погоду.

Також ADS-B дозволяє здійснювати операції на основі траєкторії польоту (trajectory-based operations):

Безперервні, плавні підйоми та зниження без переривань.

Менші затримки та витрати часу на маршрутні польоти.

Підвищення ефективності за рахунок економії палива та зменшення викидів вуглецю.

Інші застосування

Технологія ADS-B підтримує низку застосувань як у повітрі, так і на землі.

Відображення трафіку в кабіні пілотів (CDTI) Індикатор трафіку у кабіні (Cockpit Display of Traffic Information, CDTI) — це універсальний дисплей, який надає екіпажу дані про інші повітряні судна, включно з їхньою позицією.

Інформація для CDTI може надходити з різних джерел, зокрема: ADS-B, TCAS (система попередження про зіткнення), TIS-B (передача інформації про трафік із землі).

Окрім даних про трафік, дисплей CDTI також може показувати: Поточні погодні умови, Рельєф місцевості, Структуру повітряного простору, Перешкоди, Детальні карти аеропортів, Іншу інформацію, релевантну до певної фази польоту.

Уникнення зіткнень у повітрі ADS-B розглядається як потужне доповнення для вдосконалення існуючих систем попередження про зіткнення у повітрі (ACAS). У перспективі функції ACAS можуть повністю базуватися на даних ADS-B без необхідності активного опитування транспондерів інших літаків.

Інші застосування ADS-B включають

Автоматизація управління освітленням аеродромів. Допомога у роботі наземного транспорту аеропортів (наприклад, пожежно-рятувальних машин). Збір даних про точність утримання висоти. Контроль за польотами в авіації загального призначення. Управління конфліктами у повітрі. Моніторинг відповідності повітряних суден до стандартів управління повітряним рухом (ATS). Спотинг літаків (особистий моніторинг через ADS-B-приймачі, створення віртуального радара). Публічні онлайн-платформи для відстеження польотів (на основі краудсорсингу).

Ризики безпеки Літаки з лише транспондерами або без транспондерів взагалі не будуть відображатися в ADS-B системі. Пілоти, які стануть надто залежними або самовпевненими щодо системи ADS-B, можуть створити загрозу безпеці як для себе, так і для інших літаків без ADS-B. Це особливо актуально для планерів без транспондерів.

Планери часто використовують власну систему уникнення зіткнень — FLARM, яка не сумісна з ADS-B. Тому літак з ADS-B без FLARM є потенційною загрозою для планерів із FLARM, і навпаки. Деякі літаки, наприклад буксири планерів, встановлюють обидві системи — і FLARM, і ADS-B.

У 2012 році дослідник безпеки заявив, що ADS-B взагалі не має захисту від втручань через спуфінг — тобто підроблених повідомлень ADS-B, оскільки дані не зашифровані та не автентифіковані. FAA відповіла, що знає про ризики, але не може розкрити методи їхнього пом'якшення, оскільки це засекречена інформація.

Одним із варіантів захисту є використання багатолатерації (), яка дозволяє перевіряти, чи дійсно сигнал ADS-B походить з того місця, яке вказане у повідомленні. Для цього використовується вимірювання часу надходження сигналу на різні приймачі для обчислення відстані.

Через відсутність автентифікації всі отримані дані потрібно перевіряти через первинні радари. Оскільки дані ADS-B передаються у відкритому вигляді, їх може прочитати будь-хто.

Теорія роботи

Система ADS-B має три основні компоненти: Наземна інфраструктура, Бортові компоненти, Операційні процедури.

Джерела навігаційних даних та користувацькі застосування не вважаються частиною самої системи ADS-B.

Фізичний рівень Для передачі позиційних повідомлень ADS-B використовуються два основні варіанти каналів:

Universal Access Transceiver (UAT), 1090 МГц Extended Squitter (1090 ES).

Universal Access Transceiver (UAT)