האבולוציה של מערכות מכ"ם ובדיקת חומרים אלווטוניים הייתה כוח מניע מאחורי המודרניזציה של מערכות ניהול אוויר (ATM) בעולם.כפי שתנועת האוויר העולמית צפויה להכפיל את שני העשורים הבאים, הביקוש לנאמנות גבוהה, מודעות בזמן אמת למצב בזמן אמת הפכה לחריפות של מעקב משני (SSR) ומערכות מכ"ם ראשוניות, בעוד יסוד, מוגדלים ומקרים רבים מוחלפים על ידי טכנולוגיות מהירות יותר, אשר מאפשרות שיפור יעיל יותר של אבטחה, וצמצום יעילות יותר.

טכנולוגיות מובילות

ראדאר נשאר אבן הפינה של גילוי התנועה האוויר והעקב, אבל מערכות מודרניות עברו הרבה מעבר לרוטב כלים פרבוליים רוטטניים.אימוץ של אנטנות סרוקנות Active אלקטרונית סריקות (AESA) בשילוב עם עיבוד אווירי סינתטי ו- beamforming דיגיטלי, שיפר באופן דרמטי את גילוי של כלי מסדרונות שיתופיים ולא-אקואקטיביים, כמו גם תופעות מזג אוויר וסיכוןי קרקעיים.

ראשי התיבות של AESA Radar

מערכות מכ"ם שלבד-ארי משתמשות אלפי משדרים / קולטן (T/R) מודולים שעובדים יחד כדי לנווט אלקטרונית את קרן המכ"ם מבלי להעביר את האנטנה.זה מאפשר כמעט מיידיות של דבורים, המאפשרת מכ"ם יחיד כדי לעקוב אחר מטוסים, לבצע סריקות אוויריות ממושכות (AESA) ולבצע פונקציות אחרות.

יכולת סריקה מהירה של מכ"מים בשלבי-ריי היא בעלת ערך מיוחד באזורי תמרון טרמינל עסוקים (TMAs) שבו מספר מטוסים מתאספים בגבהים שונים ובמהירויות.ביקורים יכולים לקבל עדכונים כל 2-3 שניות, ומאפשרים להם להנפיק הוראות מדויקות יותר ולהגיב מהר לסטיות בלתי צפויות.

« « SAR)

מכ"ם סינתטי משתמש בתנועה של פלטפורמת המכ"ם - באופן קטי מטוס או לוויין - כדי לסנתז קצב אנטנה גדול מאוד, לייצר תמונות ברזולוציה גבוהה של הקרקע ומכשולים. בעוד SAR כבר זמן רב בשימוש עבור חישה מרחוק ורנסנס צבאי סיור, יישום שלה ב- ATM גדל עבור מודעות שטח ורץ בזיהוי גבוה של SAR יכול להופיע מכשולים חזותיים, כמו גרפים חזותיים, לא יכול להופיע, כמו ⁇ ויזואליים, כמו ויזואליים, לא יכול להופיע ⁇ ויזואלית, כמו ⁇ ⁇ ויזואלית, ⁇ ויזואלית, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ויזואלית, ייתכן ⁇ ⁇ ויזואלית, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בהקשר של מעקב, SAR באוויר יכול לספק תמונות בזמן אמת לבקרי תנועה אווירית עבור תנועות קרקעיות ניטור בשדות התעופה, במיוחד מזג אוויר מתפורר כאשר מצלמות אופטיות אינן יעילות. Spaceborne SAR, כגון אלה המופעלים על ידי סוכנות החלל האירופית (Sentinel-1), תורמים גם לבטיחות התעופה העולמית על ידי שינוי קו החוף, אזורים מבול, וולקני, זרמיים המשפיעים על פעילות גופנית, למרות שלעתים קרובות לא משמש מעקב אחר מצב של כלי רכב.

Digital Beamforming ו- Software-Defined Radar

Digital beamforming (DBF) לוקח את טכנולוגיית בשלבי-ריי צעד נוסף על ידי דיגיטציה של אותות מכל רכיב אנטנה לפני שילובם.זה מאפשר מכ"ם ליצור מספר רב של דבורים במקביל בכיוונים שונים, כל אחד מותאם לתפקוד ספציפי (למשל, ניוון אחד למעקב אחר מטוסי קרב, עוד עבור זיהוי אווירי נשימה), מכ"ם מוגדר (SDR) מאפשר העדכונים ושיקום מחדש של מערכות למידה גמישות יותר, תוך שיפור של מערכת הפעלה של חומרת אבטחה ו-D.

קידום ב-Surveillance Avionics

מעקב אחר כוחות אוויריים מקיף את המערכות הנטועות והבסיסיות המספקות מיקום, זהות ומידע סטטוס על מטוסים.השינוי מ המעקב אחר מערכות שיתוף פעולה עצמאיות מכ"ם, כמו ADS-B ורחבות שטח רב-הטרנס (WAM) מייצג שינוי פרדיגמה ב-ATM. טכנולוגיות אלה מנצלות ניווט לווייני מודרני וקישורים דיגיטליים להשגת דיוקים או מעל מכ"ם קונבנציונליים, לעתים קרובות בעלויות נמוכות יותר ותחזוקה.

בדיקה אחרונה ב-3 בנובמבר 2010. ^ AS-B)

ADS-B היא טכנולוגיה מעקב שבה מטוס משודר באופן אוטומטי את המיקום שלו, מהירות, גובה וזיהוי שמקורו GNSS (GPS) וחיישנים אחרים על הסיפון.השידור מתקבל על ידי תחנות קרקע ומטוסים אחרים המצוידים ב-ADS-B ב. ADS-B הפך אבן הפינה של ATM מודרני, מחייב את רוב המטוסים הפועלים במרחב האווירי של FAA ורשויות תעופה רבות אחרות.

שתי גרסאות קיימות: ADS-B Out (transmit Only) ו-ADS-B In (קבלה) בעוד ADS-B Out נדרש לגישה אווירית, ADS-B In מאפשר תצוגות של מידע על תעבורה (CDTI), המאפשר לטייסים לראות סביב תנועה ומזג אוויר על מפת דלק מתקדמת.

עם זאת, ADS-B יש פרצות: GNSS אות jamming ו spoofing יכול להפיג דוחות עמדה, והמערכת מסתמכת על מטוסים המשדרים נתונים נכונים. Mitigations כוללים מנגנוני אימות (למשל, ADS-B עם קודים אימות הודעה) ו המעקב ההיברידי הממזג ADS-B עם ריבוי מידע ורדאר.

Multilateration Systems (WAM ו- DME)

רב-החלציה האזורית (WAM) משתמשת ברשת של תחנות קרקע מבוזרות גיאוגרפיות המדגימות את ההבדל של ההגעה (TDOA) של אותות הנפלטים על ידי מטוסים (Mode A/C, Mode S, או ADS-B) על ידי פתרון משוואות מרובות-טרמדומים, המערכת קובעת את עמדת המטוס עם דיוק מכ"ם, במיוחד באזורים הרריים או מובנים שבהם היא לעתים קרובות כיסוי אווירי נמוך.

ריבוי מבוסס DME (DME-MLT) עובד דומה אך משתמש בסיגות ציוד מרחוק ולא בתשובות טרנספר.טכניקה זו יכולה לאתר מטוסים שאין להם תוקף מתפקד, מתן גיבוי למעקב ראשוני. Multilateration הוא גם מפתח למעקב על פני השטח על מסלולי טיסה וקווי מוניות, שבו העברת כלי רכב ועמדות מטוסים מתבצעים כדי למנוע את המסלולים.

מצב S ו- Enhanced Surveillance

מצב S (Select) הוא פרוטוקול מכ"ם מעקב משני המאפשר חקירה סלקטיבית של מטוסים בודדים, הפחתת התשובה נפוצה יותר בתנועה צפופה.מצב S transponders יכול לנתק שפע של נתונים מעבר לזהות בסיסית וגובה, כולל מהירות אווירית, כותרות מגנטיות, זווית רול, מסלול זווית מסלול זווית מסלול, וגובה נבחר (באמצעות מצב S יסודי מעקב ושיפור של מעקב) תחזיות מדויקות יותר של מערכות אבטחה ואוטומציה מדויקת (DPTSD).

מצב S הוא גם הבסיס של מערכת מניעת תנועה והימנעות מדבקות (TCAS /ACAS), המשתמשת בנתונים Mode S לתאם יועצים לפתרון בין המטוס.הדור האחרון, ACAS X (Active Surveillance), להתאים את ההיגיון שלה לסביבות אוויר שונות ומפחיתה את אזהרות קצב הסי.S ו- ACAS בעבודה בתיאום עם ADS-B כדי לספק מעקב שכבתי, על מנת להבטיח GNSS אינו זמין.

שילוב והשפעה על ניהול תעבורת אוויר

הערך האמיתי של משככי המכ"ם וההתקדמות המעקבית האלה עולה כאשר הם משולבים במערכות ATM חלקה.מנועי היתוך נתונים משלבים קלטות מחיישנים מרובים - רדאר, ADS-B, רב-הההההירממות, מוד S ולוויינים - כדי ליצור תמונת מעקב מאוחדת כי הוא עקבי וזמן. גישה משולבת זו תומכת בספקטרום המלא של פעולות ATM, מניהול שער-to-gate כדי לשלוט באזורים.

שיפור בטיחות

שיעור העדכון המוגבר והדיוק העמיד של מעקב מודרני להפחית ישירות את הסיכון להתנגשויות.צמצם את מינימה ההפרדה (מ-5 מיילים ימיים ל-2.5 NM או אפילו 0.5 NM על מסלולים מקבילים מעוקלים) הם אפשריים כי בקרים יכולים להסתמך על מעקב קצר-מציאותי (Druway) במערכות טרה-בית התעופה באמצעות מעקב מרובות לאחריות ו- ADSB, לספק אזהרות אוטומטיות עבור כלי רכב מאובטחים ו-ARM (ATS) לפני למערכות למערכות , אפילו , , רזולוציה של הטייסים מבוססי טרה-תא) יש שיפור , כמו מעקב (D) של מערכת אבטחה, , כמו מעקב (DT) של טרה-CO-T) של טרה-T) של טרה-תא) של , בנוסף, כמו מעקב (DT) של , , טרה-תא הטייסים, בנוסף, כמו מעקב (D-תא) של מערכות למניעת הריון (DT) של מערכת אבטחה, כמו מעקב ב-שדה התעופה, כמו מעקב ב-תא הטייסים, כמו מעקב (DT) של מערכות למניעת הריון (טיס-בת הטייסים, כמו מעקב (DTS) של מערכות למניעת הריון (DT) של מערכות למניעת

יתר על כן, מעקב משולב תומך בהימנעות מזג אוויר משופר. מכ"מים מזג אוויר בשלבי-ריי מספקים עדכונים מהירים יותר (30 שניות לעומת 5 דקות לדופלר קונבנציונלי), נותן לטייסים ושולחים מידע עדכני יותר על תאים מפוצצים, מיקרוביסטרים, והפרעות.זה מוביל לעיכובים הקשורים פחות מזג אוויר והפרעות.

יכולת ויציבות

מעקב מתקדם מרחיב ישירות את יכולת המרחב האווירי.עם צמצום מינימה ההפרדה, יותר מטוסים יכולים לפעול בבטחה באותו מרחב אוויר, הקלה על עומס במרכזים מרכזיים.אופטימיזציה של חסימה המותרת על ידי מעקב גבוה דיוק וחיזוי מסלול מאפשר למטוסים לטוס פרופילים - פעולות עלייה מתמדת (CCO) ופעולות ירידות רציף (CDO) - אשר לחסוך דלק ולהפחית את הרעש.

ניהול זרימה מבוסס זמן (TBFM) מערכות להשתמש בנתונים מעקב כדי לקבוע בדיוק את זרמי ההגעה, צמצום ורצף שינויים. יוזמות דומות באירופה, כגון תוכנית SESAR, להסתמך על ריבוי של זמן ו- ADS-B כדי לתמוך במגזריזציה דינמי ומבצעי נתיב חינם. במרחב האווירי באוקיינוסי, ADS-B מבוסס חלל אפשרה להפחית את ההפרדה לאחר מכן מ -30 עד 15NM ולהפחית את יכולת הבקרה של האוויר האטלנטי.

יתרונות סביבתיים

על ידי מתן נתיבי טיסה יעילים יותר - מרחקים קצרים יותר, פחות אחזקות, ופרופילים מתקדמים - מעקב מודרני ישירות מפחית שריפת דלק ופליטת CO2. איגוד התחבורה האווירית הבינלאומי (IATA) ציין כי אימוץ גלובלי של ניווט מבוסס ביצועים (PBN) והמשך מעקב מופחת הפרדה יכול לחתוך פליטות תעופה עד 10%.

יתר על כן, שילוב עם מכ"ם מזג אוויר מצמצם את חדירת החדירה למזג אוויר חמור, הימנעות משריפת דלק מיותרת עקב סטייה ארוכה או דחף מופרז. מרכזי התפעול של Airline משתמשים בנתונים של מעקב אחר-דרומיים כדי להתאים את תכנון העומס והעלאה הדלק, עוד יותר צמצום הפסולת.

פיתוח עתידי

מסלול החדשנות במכ"ם ונקודות מעקב אחר Avionics לעבר אוטומציה גדולה יותר, כיסוי רחב יותר, וחוסן מפני הפרעות. מכ"מים מבוססי חלל הפועלים במסלול כדור הארץ התחתון יכולים לספק כיסוי מעקב ראשוני עולמי, תוך חיסול הצורך מכ"ם מבוסס קרקע באזורים רבים.כוח החלל האמריקני ונאס"א חוקרים לווינים עם יכולות AESA ו- SAR שיכולים לשדר מטוסים בזמן אמת לתחנות קרקעיות, הפחתת יכולת הפחתת שניות לצמצום.

בינה מלאכותית (AI) ולמידה מכונה (ML) מוחלים על מנת לזהות היתוך נתונים של חיישן וזיהוי אנומלי. אלגוריתמים AI יכולים לזהות דפוסים עדינים של סכסוכים בלתי אפשריים, לחזות הפרות הפרדה, ולהמליץ על פעולות בקר.הם גם לעזור בקביעת מטוסים שאינם פעילים (למשל, מזל"טים תעופה כללי, ידידותי) כדי להפחית את החששות מפני אבטחת סייבר מקבל תשומת לב מוגברת; מעקב מודרני משלב , אימות של התקפות של שירות נגד הכחשה והגנתיות והגנתיות.

התפתחות מבטיחה נוספת היא השימוש במעקב שיתופי בניהול תנועה בלתי מאויש (UTM) מערכות עבור מל"טים.פעילות בקווי הרוחב נמוכה דורשת רשתות מעקב צפופות בעלות נמוכה – לעתים קרובות תערובת של ADS-B, מעקב תלוי אוטומטית -contract (ADS-C), ו מכ"מ מבוסס קרקע - כדי להבטיח הפרדה וציות להגבלות אוויריות.

הגופים הסטנדרטיים כגון ה-FLT:0 (International Civil Aviation Organization) (ICAO)FLT:1 ממשיכים לפתח דרישות מעקב באמצעות תוכנית ניווט האוויר הגלובלי (ganP) המתעוררים מושגים כמו מגדלי בקרה וירטואליים, תחנות טייס מרוחקות, ומונית אוויר אוטונומית מלאה תדרוש אפילו שילוב הדוק יותר של מעקב בצמיחה גבוהה לתוך הבד רחב יותר.

מסקנה

ההתקדמות בדאר ובדיקת avionics שינתה את ניהול התנועה האווירית מגישה תגובתית, ממוקדת מכ"ם לגישה פעילה, עשירה בנתונים, ומערכת מחוברת גלובלית.שלב-ארי ו-AESA מספקים עדכונים מהירים ויכולת רב תפקודית, בעוד מכ"ם סינתטי מגביר את הפערים בשטח ומודעות המכשולת שלו.