ADS-B

ADS-B (באנגלית: Automatic dependent surveillance—broadcast. בתרגום חופשי: שידור אוטומטי עצמי לעקיבה) מערכת מעקב אחרי מטוסים, על בסיס שידור עצמי שלהם ונועדה לאפשר מעקב ללא תלות בכיסוי מכ"ם.

המערכת מבוססת על כך שהמטוסים יודעים את מיקומם העצמי במרחב באמצעות מערכת ניווט אינרציאלית או מערכת ניווט לווינית ומשדרים את מיקומם העצמי, כמו גם נתונים נוספים, באופן תדיר, מה שמאפשר את המעקב אחריהם.

מקלט ADS-B נייד

את השידורים יכולות לקלוט תחנות קרקעיות ובהתאם, מערכת ADS-B קרקעית יכולה להחליף את המכ"ם המשני של שדות תעופה או מכ"מים של יחידות בקרה אזרחיות. מטוסים שהותקנה בהם יכולת ADS-B-IN יכולים גם הם לקלוט את שידורי המערכת.

ADS-B היא מרכיב מרכזי בתוכניות לקידום התעופה האזרחית, הן בארצות הברית (Next Gen), הן באירופה (SESAR), הן באוסטרליה והן בהודו. בנוסף, ADSB מהווה מרכיב גם בתוכניות של הארגון הבינלאומי לתעופה אזרחית, ה־ICAO.

מפברואר 2019 באוסטרליה, טיסה בכללי IFR מחייבת ADS-B. החל מינואר 2020 - חלק גדול מכלי הטיס בארצות הברית יהיו חייבים להתקין מכשירי ADS-B-OUT (שידור נתונים). גם באירופה ובקנדה, המערכת נפרשת והחובה הרגולטורית להתקנתה נכנסת לתוקף.

תיאור המערכת

איור של מערכת ADS-B, מתוך אתר ה־FAA, בנוגע ל־NEXTGEN

המערכת כוללת שני "מכלולים לוגיים" נפרדים, ADSB-OUT, שמשדר נתונים מהמטוס החוצה ו־ADSB-IN שכולל את היכולת לקלוט נתונים המשודרים בתדר ובפרוטוקולים המתאימים - מתחנות קרקעיות או ממטוסים שנמצאים בטווח שמאפשר קליטה מהם.

בנוסף, מטוסים שיש להם ADS-B-IN והם מנויים לשירות TISB, יכולים לקבל תשדורות של "תמונה אווירית" מתחנה קרקעית. למוד פעולה זה יש יתרון מכיוון שהתחנה הקרקעית יכולה לשדר "תמונה אווירית" הכוללת גם "מטרות" ADS-B וגם "מטרות" מכ"ם וכך, למטוס הקולט יש תמונה מלאה יותר שכוללת גם מטוסים שאין להם משדר (ADS-B (ADS-B-OUT.

שרות נוסף שהמערכת יכולה לאפשר הוא שרות FISB, שרות המפיץ "ידיעות טייס" ובכללן דיווחי מזג אוויר, ידיעות לטייס (NOTAMS), ידיעות בנוגע למצב בשדות תעופה רלוונטיים וכדומה.

יתרונות המערכת

למערכת יתרונות רבים ובכללם:

• יכולת לשדר (או לקבל) נתוני מיקום, גובה, מהירות, טווח מהמטוס המשדר, זיהוי ואות קריאה (לרוב גדול של המטוסים האזרחיים אין מכ"ם המאפשר "לראות" מטוסים אחרים).
• יש תחנות קרקעיות שיכולות לממסר בין מטוסים שיש להם ADS-B המשדר בתדרים שונים.
• במקומות שבהם יש שירות FISB, אפשר לקבל דיווחי מזג אוויר (לרוב המטוסים האזרחיים אין מכ"ם מזג אוויר).
• במקומות שבהם יש שירות TISB, אפשר לקבל תמונה אווירית גם בנוגע למטוסים שאין להם ADS-B-OUT
• עלות תחנה קרקעית נמוכה בהרבה בהשוואה לעלות של מכ"ם

פגיעות המערכת לתקיפות "סייבר"

מערכת ה־ADSB פותחה, ככל הנראה, ללא התייחסות לאפשרות שגורמים עוינים ינסו לחבל בה ובהתאם, היא לא כוללת מנגנוני אימות זהות, הצפנת תוכני המסרים וכדומה. מספר האקרים הדגימו כיצד ניתן, באמצעות אמצעים זולים יחסית, להקים תחנות לקליטת שידורי ה־ADS-B ובאמצעות "רדיו מוגדר על ידי תוכנה", לייצר הודעות ADS-B חוקיות וכך להכניס למערכת "מטרות מזויפות"..

תרומה לבטיחות

מכיוון שלמטוסי התעופה האזרחית אין מכ"ם לגילוי מטוסים, מניעת ההתנגשות בין מטוסים מבוצעת באחת משתי גישות בסיסיות. כאשר טסים לפי VFR, האחריות למניעת התנגשות מוטלת על הטייסים. בהתאם, טיסה על פי כללי טיסת ראייה אפשרית רק במזג אוויר טוב. רוב הטיסות בעולם ובעיקר, טיסות של מטוסים גדולים עם הרבה נוסעים או מטען, מתבצעות לפי כללי טיסת מכשירים. כאשר טסים לפי כללי טיסת מכשירים, האחריות למניעת התנגשויות מוטלת על הבקר. מניעת ההתנגשויות נשענת על מרווחי גובה, מרווחי טווח מינימום באותו נתיב, שמירת מהירות קבועה וכיוצא באלו. בעת טיסות לפי כללי טיסת מכשירים אין לטייסים יכולת לבקר את מרווחי הבטיחות ובעיקר, כאשר הטיסות מתבצעות בתוך עננים או במצבים של ראות לקויה. קביעת המרווחים על ידי הבקר, כמו גם בקרת המרווחים מתבצעים בעיקר תוך הישענות על אותות המכ"ם ואולם חלק ניכר מהעולם - לא נמצא בכיסוי מכ"ם ובפרט מרחבי הטיסה שמעל האוקיינוסים.

תצוגה של TCAS על גבי EHSI

כדי לשפר את הבטיחות ולאפשר לטייסים לדעת, כאשר נוצרים נתיבי התנגשות, מסיבה כלשהי, שולבו בתעופה האזרחית שתי גישות. הגישה הראשונה נשענת על מערכת חוקר/משיב שבאמצעותה, המטוסים "יודעים" כאשר מטוס אחר ניכנס לנתיב שעלול לסכן את המטוס. מערכת זו נקראת מערכת למניעת התנגשות באוויר (Traffic collision avoidance system, TCAS). יתרונה הגדול של המערכת היא העובדה שהיא נשענת על תקשורת חוקר/משיב בין המטוסים עצמם ובהתאם, המערכת עובדת גם באזורים שבהם אין כיסוי מכ"ם. חסרונה הגדול של המערכת נעוץ בעובדה שהיא עובדת רק אם לשני המטוסים יש מערכת מתאימה.

מערכת ADS-B נותנת לבקרים מערכת אמינה שהדיוק שלה אינו תלוי בטווח מהתחנה הקרקעית. מצב זה מאפשר לבקרים לתת בקרה טובה יותר ולכאורה, מקטין את הסיכויים לטעות. מערכת ה־ADSB-IN, מאפשרת לטייסים תמונה אווירית רצופה ובהתאם, היא נותנת להם לזהות מצבים של נתיבים מסוכנים, זמן רב לפני שנוצרת סכנת התנגשות ממש.

מערכות ה־ADS-B וה־TCAS "מדברות" ביניהן וכך ה־TCAS "יודע" על מטרות בטווחים שבהם החוקר/המשיב עדיין לא קולט.

למערכת יש גם תרומה ישירה במצבים של חילוץ והצלה, היא מאפשרת לדעת כאשר מסלול הנחיתה לא פנוי והיא תומכת בקליטת דיווחי מזג אוויר ונתוני תמונה אווירית אחודה מהקרקע, היכן שניתן שירות כזה.

תרומה ליעילות התעופה האזרחית

מערכת ה־ADSB תורמת ליעילות התעופה האזרחית בממדים שלהלן:

• ניהול טוב יותר של "זרם תנועת המטוסים"
• השתלבות טובה יותר לתוך נתיבים ושמירה על מרווחי בטיחות
• יכולת לצמצם את המרווחים בין נתיבים מקבילים
• שרותי פיקוח טיסה במקומות בהם אין מכ"מים
• תכנון גישות לנחיתה במסלולים עקומים ותוך הנמכה רצופה - מה שמביא לחיסכון בדלק ומצמצם את הרעש וזיהום האוויר על הקרקע, באזורים שסביב שדות תעופה.
• יכולת לדחות את ההחלטה על מעבר מתהליכי נחיתה בכללי טיסת ראייה לנחיתה בכללי טיסת מכשירים

השכבה הפיזית ודרישות ההפעלה כתלות בסוג המרחב האווירי

קיימים שני סוגי "דאטה־לינק" (Data Link) שנועדו לשרת את ה־ADSB.

(Universal Access Transceiver (UAT

תקשורת בתדר 978 מגה־הרץ שנועדה לשרת, בעיקר, מטוסים שמיועדים לטוס בגובה נמוך מ־18,000 רגל, בדרך כלל, מטוסי תעופה כללית. בארצות הברית, יש למעלה מ־160,000 מטוסים כאלה ובהתאם, הקצאת תדר זה נועדה בעיקר כדי להבטיח שלמטוסי הנוסעים והמטען הגדולים, שטסים, רוב הזמן, מעל 18,000 רגל, יוותר רוחב פס מספק לטובת ה־ADS-B.

ADSB Requirements by Airspace type

1090MHZ extended squitter

תקשורת בתדר 1,090 מגה־הרץ שנועדה לשרת את מטוסי הנוסעים והמטען, הגדולים יותר, שטסים, רוב הזמן, מעל גובה 18,000 רגל. דאטה לינק זה אמור להיות ממומסר באמצעות לווייני אירידיום נקסט.

בארצות הברית, החל מ־2020, חובה על כל מטוס שטס בגובה מעל 18,000 רגל, להפעיל ADSB-OUT בתדר 1,090MHZ. מעל גובה 10,000 רגל, ובמרחבים הקרובים לשדות תעופה, כמו גם באזורים מסוימים נוספים, חובה להפעיל את אחד משני סוגי ה"דאטה לינק".

מכיוון שמכשירים הפועלים בתדר שונה, לא יכולים "לדבר" האחד עם השני, רק מטוסים שיש להם גם ADSB-IN והם גם נמצאים בטווח רלוונטי מתחנה קרקעית והם גם מנויים לשירות הפצת מידע מתחנה קרקעית מתאימה, כזו שמפיצה את תמונת ה ADS-B המתקבלת משני התדרים השונים - יוכלו לראות את התמונה האווירית המלאה, כפי שמתקבלת משני התדרים השונים (ובדרך כלל, זו תהיה תמונה שתכיל גם מטרות מכ"ם, לגבי מטוסים שאין להם בכלל ADSB-OUT).

במטוסים בהם מותקן משיב מכ"ם (המקביל האזרחי למערכת זיהוי עמית־טורף - זע"ט), כולל תמיכה במוד S, התקנת יכולת ה ADS-B לא מצריכה "קופסאות חומרה" חדשות אלא שדרוג שמאפשר תמיכה בפרוטוקולים, בהודעות ובפורמט העבודה של ה־ADS-B בלבד.

פרישה ושימוש בחתך מדינות

אוסטרליה

אוסטרליה הצטיידה ביותר מ־70 תחנות קרקעיות שנותנות לה כיסוי מלא של כל מרחב היבשת - מגובה 30,000 רגל ומעלה. בנוסף, כל המטוסים שרשומים באוסטרליה חויבו לשאת מיכשור ADS-B החל מה־2 בפברואר 2017 כתנאי לטיסה בכללי טיסת מכשירים (IFR).

קנדה

חברת מתן שרותי הנווט בקנדה, Nav Canada, משתמשת במערכות ADS-B כבר מ־2009. הרשויות הקנדיות משתמשות במערכת, בעיקר, כדי לתת שרותי בקרה באזור מפרץ הדסון וזאת מכיוון שהאזור לא מכוסה על ידי מכשירי מכ"ם. הקנדים מתכוונים לפרוש תחנות ADS-B בכל צפון קנדה כדי לאפשר שרותי בקרה באזור הארקטי.

האיחוד האירופאי

לפי דו"ח בנוגע לפרישת מערכי SESAR, נכון להיום (2019) יש באיחוד כ־130 מערכות קרקעיות מותקנות ומספר זה אמור להתייצב על כ־180 מערכות במהלך שלוש השנים הקרובות.

איסלנד

חברת תפעול שדות התעופה ושרותי הנווט באיסלנד, מפעילה תחנות ADS-B המאפשרות מתן שרותי בקרה באזור צפון מזרח האוקיינוס האטלנטי. התחנות פרושות באיסלנד, איי פארו וגרינלנד.

סין

סין התקינה מערך של שמונה תחנות קליטה קרקעיות במרכז סין, בשיתוף פעולה עם חברה אמריקאית. מערכת זו כללה שימוש ראשון של ADS-B UAT מחוץ לארצות הברית. כבר במרץ 2009, המערכת צברה למעלה מ־1.2 מיליון שעות טיסה - מבלי שהתקבלו דיווחים על אירועים בטיחותיים כלשהם.

שוודיה

שוודיה התקינה 12 תחנות קרקעיות כבר ב 2009. תחנות אלו, בין השאר, יתנו שירות FISB, TISB ואותות לתיקון דיפרנציאלי של שגיאות ה־GPS.

ארצות הברית

על פי הערכות שונות, בארצות הברית, נכון ל־2018 מותקנו כבר למעלה מ־40,000 כלי טיס. לפי הערכות ה־FAA, בארצות הברית יש למעלה מ־160,000 כלי טיס של "תעופה כללית" בנוסף על כמה עשרות אלפי מטוסים המשמשים לטיסות נוסעים ומטען במסגרת מפעיל אווירי מסחרי. לפי האתר של AOPA, ארגון הטייסים ובעלי המטוסים שמייצג את עולם התעופה הכללית, נכון לאוקטובר 2018 מותקנו 61,101 מטוסים.ה־FAA מפרסם את סטטוס ההתקנות העכשווי, כולל עדכון חודשי קבוע באתר שלו.

הודו

הודו השלימה הצטיידות בתחנות קליטה קרקעיות כבר ביוני 2014. מערך זה מכסה את כל הודו, חלקים ממפרץ בנגל ומהים הערבי.

איחוד האמירויות הערביות

איחוד האמירויות הערביות התקינה שלוש תחנות ADSB קרקעיות והן משולבות ביחד עם מערכי הבקרה המסורתיים, מבוססי המכ"ם, כך שכל המדינה מכוסה בכל הקשור לנתיבים בגובה.

שימוש במקלטים המוצבים על גבי לוויינים

Coverage of Earth by the Iridium satellites

הוכחות היתכנות

מספר הוכחות היתכנות ליכולת קליטת האות של מערכות ה־ADSB מלוויינים נמוכים בוצעו על ידי חברות שונות.

פרישה גלובלית

חברת Aireon פיתחה יכולת לממסר את אותות ה־ADSB באמצעות מקלטים שהיא שילבה על מערך לוויני ה"אירידיום נקסט". פרישת מערכת זו הושלמה במהלך ינואר 2019. באמצעות מערכת זו ניתן לקבל תמונה אווירית מלאה, בכל מקום בעולם, ברציפות וכל הזמן, כולל באזור הקטבים.

אתרי אינטרנט שעושים שימוש במערכת ה־ADSB

• FlightAware
• FlightRadar24
• OpenSky Network
• VariFlight
• Radarbox24
• ADSBHub
• PlaneFinder
• ADSBExchange

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא ADS-B בוויקישיתוף