ЭКСПЕРТНОЕ СООБЩЕСТВО

UAT: аэронавигация двойных стандартов

Про развитие линии передачи данных АЗН-В UAT в США.
2 АВГУСТА / 2019 / ВРЕМЯ ЧТЕНИЯ: 7 МИНУТ
Фото вышки в Örnsköldsvik
Авиация общего назначения (АОН) и использование нижнего воздушного пространства играют значимую роль для экономики США. По оценкам FAA США, АОН создает порядка 7,6 млн рабочих мест и 39 млрд. долларов экономического эффекта.
Пилоты АОН, а это 90% гражданских воздушных судов, зарегистрированных в США, летают именно в нижнем воздушном пространстве, которое является важной составляющей общего воздушного пространства. В нижнем ВП используют правила визуальных полетов (ПВП), для АОН не является обязательным постоянное диспетчерское сопровождение, а обеспечение безопасности полетов имеет свои особенности.
Исторически сложилось, что США используют две линии передачи данных АЗН-В. И если стандарт 1090ES широко распространен в мире, и о нем много написано, то вот с UAT ситуация иная. Некоторые российские производители радиотехнического оборудования регулярно ссылаются на опыт применения двух стандартов АЗН-В в США, предлагая РФ пойти по этому пути. Sky Review исследовал данный вопрос, и мы готовы рассказать нашим читателям о том, что представляет собой UAT, об истории этой ЛПД. А также о том, как американские пользователи воздушного пространства используют два стандарта АЗН-В сейчас, и почему данный опыт неприемлем для России.
Аляска
Задачи увеличения уровня безопасности полетов АОН сформировали предпосылки создания UAT еще в 90-х годах XX века, а проект, который неофициально считается отправной точкой внедрения данного стандарта, был развернут на Аляске там, где авиационное сообщение играет решающее значение.
UAT (Universal Access Transceiver)
timeandnavigation.si.edu
В 90-е гг. XX века в США был опубликован план перехода от наземного радиолокационного наблюдения вторичными радиолокаторами к совместной спутниковой и наземной системе наблюдения, который обозначил стратегию обновления аэронавигации в стране.

Линия передачи данных UAT развивалась в несколько этапов. В 1995 году были созданы первые прототипы, а одним из наиболее значимых моментов развития, c которого началось распространение UAT в США, была программа Capstone. Ее главной задачей было повышение авиационной безопасности полетов на Аляске, поскольку штат имел самый большой процент авиационных инцидентов в США на тот момент времени.
«В 90-е авиационные происшествия здесь случались буквально через день, а примерно каждые девять дней кто-нибудь погибал,»
— рассказывает менеджер программы FAA Capstone Джон Хэлинен.
При этом, АОН для региона жизненно необходима по причине труднодоступности населенных пунктов. Полеты здесь связаны с дополнительным риском из-за переменчивой погоды и горной местности.
«В Накнеке у нас две деревни, расположенные всего в пяти милях друг от друга, но большую часть года вы не можете проехать из одной в другую, потому что между ними есть река, но нет моста. Только одна школа, поэтому дети из Южного Накнека в старших классах летают в нее на самолете. В других регионах у нас есть дети, которые летают на самолетах, чтобы заниматься спортом. Иногда доставку пиццы отправляют на самолете, ну и, конечно же, самые важные вещи, которые поддерживают здесь жизнь — еда, топливо, многое из этого тоже доставляют по воздуху.»
— продолжает Джон Хэлинен.
Работы в рамках Capstone выполнялись в несколько этапов и включали как оборудование бортов, так создание соответствующей наземной инфраструктуры. В рамках первого этапа аппаратура была установлена на 200 самолетах местного базирования, а на 10 существующих аэродромах была развернута сеть наземных станций. Использовались наземные приемопередатчики и вспомогательное оборудование в горах для ретрансляции сигналов АЗН-В. Благодаря наземным станциям пилотам на бортовые дисплеи также выводилась информация от вторичных радиолокаторов, которые могли видеть необорудованные АЗН-В воздушные суда.
Позиция АЗН-В в пустыне
Universal Access Transceiver (UAT):
History, Description, Operational Experience and Implementation Status / www.icao.int
«Полагаю, что ниже 10 000 футов во всей Аляске нет радиолокационного покрытия. Мы заметили, что даем людям возможность летать не только по ПВП (VFR), но и переходить к ППП (IFR) тогда, когда это действительно более эффективно и безопасно,»
— говорит Джон Хэлинен.
Программа Capstone более шести лет работала над повышением безопасности полетов на Аляске, прежде всего за счет развертывания АЗН-В, и показала хорошие результаты — резкое снижение частоты авиационных происшествий на 40% по сравнению с не оборудованными АЗН-В самолетами. В итоге, успешный опыт Аляски и развитая АОН в штатах (по данным AOPA, это Калифорния, Техас, Флорида, Округ Колумбия, Огайо, Аризона и т. д.) способствовали масштабированию решений. В рамках программы развития аэронавигации США NextGEN технология АЗН-В UAT становится одним из важнейших звеньев. UAT первым из стандартов АЗН-В сертифицируют в США, а сеть станций АЗН-В покрывает практически всю территорию страны.
Особенности UAT
ЛПД АЗН-В UAT работает на частоте 978 МГц и доступна для ПВС США, которые летают ниже 18 000 футов над уровнем моря. В чем же заключается ориентированность UAT на авиацию общего назначения? Ключевое отличие UAT от 1090ES — возможность принимать дополнительные данные. FAA использует эту возможность для передачи информаций о погоде (FIS-B) и воздушном движении (TIS-B).
FIS-B был специально создан для использования пилотами авиации общего назначения из-за высокой значимости изменений погоды для полетов АОН. FIS-B создали абсолютно бесплатным сервисом, что должно было привлечь большее внимание к технологии. Сервис включает в себя расширенную информацию о погоде, а также о временных ограничениях на полеты (temporary flight restrictions (TFRs), объединяет информацию от различных источников: NEXRAD, METAR, TAF, данные по ветрам и т. д. Информация может выводиться на портативных устройствах, начиная с iPad под управлением Garmin Pilot и заканчивая сертифицированным дисплеем на панели ВС. Перечень погодных сервисов UAT представлен ниже. Стоит также отметить, что FIS-B является исключительно консультативной службой.
Позиция АЗН-В в пустыне
What is the difference between ADS-B UAT and ADS-B ES?
Aviation
Другой важный сервис – TIS-B, и он уже доступен не только на UAT, а также на 1090ES при условии оснащения бортов приемниками АЗН-В In.
Позиция АЗН-В в пустыне
FAA ADS-B ADS-B In Pilot Applications
FINDING THE RIGHT ADS-B OUT SOLUTION
sportys.com
TIS-B позволяет видеть ПВС необорудованные АЗН-В. Координаты ПВС определяются наземными вторичными радиолокаторами — самолет должен быть в пределах зоны действия радиолокатора, способного обеспечить данные для TIS-B, иметь ответчик. Далее полученная информация ретранслируется для всех самолетов в радиусе обслуживания средствами АЗН-В. Приемник АЗН-В In на борту ПВС будет получать эту информацию, после чего она будет выводиться пилоту. TIS-B так же, как и FIS-B, носит рекомендательный характер.

Если подвести промежуточный итог, то говоря кратко, UAT позволит получать расширенные и бесплатные данные о погоде, и используют его ниже 18 000 футов. UAT имеет схожую структуру и идентичную другому стандарту (1090ES) скорость передачи данных — 1 Мбит в секунду.
Сдвоенная система
В 2002 году FAA США объявило о создании двойной линии с использованием 1090 МГц (1090ES). 1090ES позволяет летать на всех высотах, а также за пределами США, поскольку почти все системы АЗН-В в мире работают на частоте 1090 МГц.
Часть пилотов АОН принимают решение устанавливать оборудование 1090ES, поскольку летают в близлежащие страны: Канаду, Мексику, на Кубу, на Карибы. Дополнительно производители коммерческих лайнеров способствуют глобализации 1090ES, устанавливая оборудование прямо на заводе. EASA (Европейское агентство по авиационной безопасности) в 2012 году подтвердило использование 1090ES для обеспечения всеобщей совместимости. Ниже представлена наглядная графика использования 1090ES и UAT в разных классах воздушного пространства США. Стоит обратить внимание на то, что 1090ES допускается к использованию на всех высотах, тогда как UAT только до 18 000 футов.
Позиция АЗН-В в пустыне
Are You Ready for ADS-B? Jeppesen.com / Newsletters
В США важную роль также играет возможность ретрансляции данных ADS-R (1090/UAT). ADS-R позволяет самолету с АЗН-В In видеть соседние воздушные суда с АЗН-В Out независимо от типа ЛПД (1090ES или UAT). ПВС, работающие на одной и той же частоте АЗН-В, обмениваются информацией напрямую и не требуют применения ADS-R.
Сейчас производители США часто делают совмещенные транспондеры. Благодаря относительно близким частотам двух стандартов: 978 МГц (UAT) и 1090 МГц (1090ES) такое бортовое оборудование может быть достаточно компактным. На рынке существует ряд решений разных компаний. К примеру, оборудование Garmin позволяет передавать АЗН-В Out UAT, а принимать сигнал UAT и 1090ES. Что позволяет одновременно соответствовать требованиям FAA, которые подразумевают оборудование воздушных судов к 2020 году транспондерами АЗН-В Out, а также иметь возможность принимать данные АЗН-В 1090ES.
Дополнительные затраты
Интересным фактом является то, что другая страна с активно применяемой АОН — Австралия — отказалась от применения сдвоенной системы из-за больших затрат на ее реализацию и избыточности. Вместо этого был сделан акцент на использовании возможностей АЗН-В 1090ES Out/In, чтобы обеспечить возможность ПВС видеть друг друга напрямую.
Позиция АЗН-В в пустыне
Australian Goverment
Civil Aviation Safety AuthorityChapter 4 Surveillance and ADS-B
Россия находится в схожей ситуации, поскольку АЗН-В разворачивается «с чистого листа», а дополнительные затраты для создания двойной инфраструктуры АЗН-В нецелесообразны. В особенности, когда АЗН-В 1090ES способно удовлетворить текущие и возрастающие потребности отечественной авиации.
Применение двух линий передачи данный для АЗН-В остается отличительной чертой США, и это связано с особенностями использования АОН и спецификой временного периода, когда АЗН-В внедрялось в стране. Отметим, что с момента развертывания UAT ни одна страна в мире не стала использовать подход с двумя стандартами. При этом, сами США дополнительно внедрили 1090ES на всех высотах, а пилоты АОН устанавливают оборудование 1090ES.
Производители также обеспечены работой по созданию дополнительной аппаратуры АЗН-В. Добавим, что австралийское правительство создало ряд рабочих групп для анализа целесообразности повторения опыта США в Австралии и пришло к выводу, что два стандарта АЗН-В — это избыточное решение. Потребности могут быть полностью обеспечены за счет АЗН-В Out/In 1090ES, а государство и отрасль не готовы оплачивать развертывание сдвоенной инфраструктуры.
В завершение
Отметим, что в соответствии с требованиями FAA, АЗН-В In остается необязательным в США, хоть и несет в себе ряд преимуществ, например, возможность принимать данные АЗН-В Out напрямую от соседних ВС. АЗН-В In 1090ES позволяет: видеть воздушные суда с UAT в пределах 15 морских миль (при условии применения ретрансляции ADS-R); получать данные о воздушных судах от вторичных радиолокаторов (при использовании TIS-B); видеть воздушные суда с АЗН-В Out 1090ES, данные от которых будут приниматься напрямую на потенциально гораздо большие расстояния. При использовании UAT также добавляются данные FIS-B, о которых мы рассказывали выше и НОТАМ. В AOPA США отмечают, что эта информация будет позже расширена и дополнена сводками о молниях, турбулентности, обледенениях и т. д.
Технологии АЗН-В In UAT/1090ES наряду с 4G/5G тестируются и для применения на БПЛА. DJI объявила об установке АЗН-В In с поддержкой UAT и 1090ES на нескольких моделях дронов уже с 2020 года. Одним из важных преимуществ применения АЗН-В является то, что коммерческая авиация и АОН уже использует передатчики АЗН-В Out UAT/1090ES и транслируют свои данные в широковещательном диапазоне. Соответственно, оборудованные приемниками АЗН-В In дроны сразу получает возможность видеть окружающие их ПВС в режиме реального времени. Технология также является одной из составных частей системы предупреждения и уклонения от столкновений беспилотников — DAA.
ПОДЕЛИТЬСЯ:
Подписка на Sky review
Отправляем анонсы уже вышедших и будущих материалов, никакого спама.
Нажимая на кнопку «Подписаться» выше, вы даете свое согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности (читать).
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ: