Die britische Zivilluftfahrtbehörde (CAA) hat die ergänzende Änderung CAP670 Air Traffic Services Safety Requirements Effective 15th December 2021 veröffentlicht, in der dargelegt wird, welche Überwachungsausrüstung zur Unterstützung der Bereitstellung eines Fluginformationsdienstes (FIS) verwendet werden kann.
In diesem PilotAware-Papier wird beschrieben, wofür die Bodenstation ATOM verwendet werden kann und wie geeignet das verwendete VRS-Display ist.
Im Januar 2022 waren über 240 PilotAware ATOM Stationen in Großbritannien installiert, und jede Woche kommen 2 hinzu. Etwa 120 davon befinden sich auf Landebahnen, Flugplätzen und Segelfluggeländen. Eine ATOM Station nutzt eine sehr kostengünstige, innovative, kooperative und disruptive Technologie unter Verwendung von COTS-Geräten.
Unter Verwendung des offenen VRS-Systems zeigt PilotAware ATOM GRID mehr Flugzeug-EC-Typen an als jedes andere System. Dazu gehören;
- ICAO genehmigt ADSB von Transpondern (DF17),
- Mode-S-Transponder (mit Multilateration),
- nicht zertifizierte elektronisch auffällige EG-Vorrichtungen CAP1391 (DF18)
- EG-Quellen im 860-MHz-Band für Nicht-Luftfahrtanwendungen
o Flarm,
o PilotAware,
o Fanet+.
o OGN-Tracker
Die Regeln der CAA für die Verwendung von nicht zugelassenen Systemen wie PilotAware ATOM wurden in der Veröffentlichung der ergänzenden Änderung CAP 670 präzisiert.
Ergänzende Änderung GAP 670. Nummer: 2021/02 Ausgestellt: 15. Dezember 2021 Version: 1 Inkrafttreten: 15. Dezember 2021.
Der Zweck der ergänzenden Änderung der Sicherheitsanforderungen für Flugverkehrsdienste (CAP 670) ist
(i) die Bereitstellung der technischen Mindestspezifikationen für ein kooperatives Überwachungssystem zur Verwendung durch einen Flugsicherungsdienstleister (Air Navigation Service Provider, ANSP) zur Unterstützung der Erbringung von Fluginformationsdiensten (FIS);
(ii) eine Beschreibung der Funktionalitäten einer Fluginformationsanzeige (FID), die als Teil eines kooperativen Überwachungssystems zur Unterstützung des FIS verwendet werden kann.
Ist es daher möglich, ein PilotAware ATOM GRID System zu verwenden, um einen Fluginformationsdienst auf Ihrer Landebahn oder Ihrem Flugplatz anzubieten?
Ein Fluginformationsdienst (FIS) ist ein Flugverkehrsdienst (ATS), der bereitgestellt wird:
- für alle Flüge mit einem Flugsicherungsdienst im kontrollierten Luftraum;
- für die Teilnahme an VFR-Flügen im Luftraum der Klasse E;
- zur Teilnahme an IFR- und VFR-Flügen im unkontrollierten Luftraum der Klasse G
- durch Fluglotsen (ATCOs) oder Fluginformationsdienstbeauftragte (FISOs).
Der genaue Wortlaut lautet: "Hinweis: EG-Quellen in einem nicht luftfahrtgeschützten Frequenzband können zur Ergänzung der oben genannten Quellen verwendet werden und dürfen nicht zur Ergänzung von Fluginformationsdiensten verwendet werden".
Die ergänzende Änderung CAP670 kategorisiert die derzeitigen elektronischen Auffälligkeitssysteme als
(i) Zugelassen, einschließlich ICAO-zugelassener ADSB von einem 1090-Transponder (DF17) und Mode-S-Übertragungen, die durch SSR und MLAT identifiziert werden.
(ii) Nicht zertifizierte elektronische Auffälligkeitsvorrichtungen (EC). CAP670 definiert diese als konform mit "Industrienormen für diese EC-Geräte wurden in CAP1391, Electronic Conspicuity Devices" veröffentlicht. Die einzigen CAP1391-Geräte, die derzeit im Vereinigten Königreich eingesetzt werden, sind daher SkyEcho 1 oder 2.
(iii) EG-Quellen in einem nicht luftfahrtgeschützten Band. Dies ist das, was die EASA das 860er Band nennt und Flarm, PilotAware, Fanet+ OGN Tracker umfasst.
Daraus ergibt sich, dass der gesamte vom PilotAware ATOM GRID-System angezeigte Verkehr für die Situationswahrnehmung des gesamten von der ATOM Station empfangenen Verkehrs genutzt werden kann. Derzeit dürfen diese Informationen jedoch nicht für Fluginformationsdienste verwendet werden, weder von Fluglotsen (ATCOs) noch von Fluginformationsdiensten (FISOs).
Die ergänzende Änderung CAP 670 enthält Informationen darüber, wie Überwachungssysteme eingesetzt werden sollten. Dies ist sehr nützlich, auch wenn das ATOM GRID nur zur Situationswahrnehmung verwendet wird. Daher werden einige der Informationen im Folgenden wiedergegeben, um zu zeigen, was von der CAA als beste Praxis angesehen wird. Dazu gehören Informationen über Anzeigen, Karten, Tests, MLAT, Energie usw. Wir hoffen, dass diese Informationen nützlich sind, um das ATOM GRID System an Ihrem Standort optimal zu nutzen.
Die Software PilotAware ATOM verwendet das Open-Source-VRS, das auch in den von der CAA initiierten Versuchen in Goodwood und Barton eingesetzt wird. Das VRS ist ein hervorragendes Display, und die nachstehenden Kommentare beziehen sich ausschließlich auf die Verwendung des VRS zur Situationserkennung. Das VRS ist KEIN zugelassenes Fluginformationsdisplay (FID).
Am besten sollte der Bildschirm so angebracht werden, dass er bei allen Umgebungslichtverhältnissen in verschiedenen Blickwinkeln sowohl vertikal als auch horizontal lesbar ist.
Die folgenden Aufzählungspunkte entsprechen den Anforderungen der ergänzenden Änderung CAP 670.
- Die Höhenangaben von MLAT basieren auf dem barometrischen Druck.
Für die Darstellung im VRS stehen Überwachungsdaten aus mehreren Überwachungsquellen zur Verfügung. Die einzelnen Quellen sind auswählbar.
- Die Meldungen für alle Arten von EG-Geräten zeigen die neuesten Positionsdaten an.
- Mehrere Zielmeldungen für ein und dasselbe Flugzeug aus verschiedenen EG-Quellen werden anhand des eindeutigen ICAO-Codes miteinander verknüpft, wobei die jüngste Meldung verwendet wird.
- Informationen zur Flugkennung, Position und Höhe werden regelmäßig im VRS aktualisiert.
- Die Positionen der Luftfahrzeuge sind nicht zu korrigiert (oder extrapoliert) werden, um Bewegungen zwischen dem Zeitpunkt des Empfangs oder der Anwendbarkeit der Daten und dem Zeitpunkt der Anzeige zu berücksichtigen.
- Die Vorhersagedaten werden nicht angezeigt.
- Das FRS verfügt über die folgenden Bedienerfunktionen,
- Etiketten werden verwendet, um in alphanumerischer Form anzugeben: Identität des Luftfahrzeugs (z. B. Flugkennung, SSR-Code und Luftfahrzeugregistrierung).
- Eine durchgezogene Linie veranschaulicht die frühere Position eines ausgewählten Flugzeugs.
- Flugzeugpositionsziele werden entfernt, wenn eine Zeit lang keine Daten empfangen wurden.
- Bei Bedarf verschiebt das VRS die Etiketten automatisch, um eine Überlappung der Etiketten zu verhindern, und stellt Führungslinien bereit.
Die im VRS angezeigten Karten basieren auf allgemeinen Bodenkarten, Luftraumkarten, die auf kontrollierten oder unkontrollierten Quellen beruhen, sowie auf benutzerdefinierten Karten oder Kartenmerkmalen.
In der ergänzenden Änderung CAP 670 wird empfohlen, dass der Anbieter von Fluginformationsdiensten die Leistung der von ihm verwendeten Ausrüstung überprüft. Dies wird auch von PilotAware empfohlen, wenn das ATOM GRID-System für die Situationswahrnehmung verwendet wird, da die Leistung des Systems aufgrund der Topologie des Standorts von Ort zu Ort variiert.
Der ergänzende Änderungsantrag CAP 670 lautet
Die Leistungsanforderungen an die Genauigkeit und die Ziellatenz von ADS-B liegen außerhalb der Kontrolle der Flugsicherungsorganisation, und die CAA wird fortlaufende Tests in Auftrag geben, um nachzuweisen, dass die CAP1391-Geräte die nationalen Anforderungen weiterhin erfüllen. Die Flugsicherungsorganisation führt jedoch ihre eigenen Tests durch, um sicherzustellen, dass das Anzeigesystem alle erforderlichen Leistungsparameter erfüllen kann.
- CAP 1391 und andere mitgeführte Geräte weisen bei falscher Positionierung eine erhebliche Blockierung der Flugzeugzelle auf, insbesondere wenn keine abgesetzten Antennen verwendet werden können, um das Problem zu entschärfen. Dies äußert sich darin, dass die Ziele nur sporadisch erfasst und auf dem VRS angezeigt werden. Das ATOM GRID minimiert das Problem, indem es Erkennungen von mehreren Bodenstationen zusammenführt und die Informationen mit benachbarten ATOM Stationen teilt. Wenn die Informationen jedoch nur von einer einzigen Bodenstation empfangen werden, ist die Spur schlecht und wird nur gelegentlich angezeigt. Bitte beachten Sie, dass dies ein Fehler der Übertragung des mitgeführten Geräts und nicht des Empfangs durch das ATOM GRID ist.
- Es ist eine gute Idee, die Positionsgenauigkeit und Latenz für jeden luftgestützten Zieltyp (z. B. ADS-B, Flarm PilotAware Mode-S/3D oder MLAT) zu überprüfen, indem die Position des Flugzeugs auf der Strecke bzw. auf der Landebahn oder die Positionsmeldungen der Piloten anhand der visuellen Referenzpunktmarkierungen (VRP) überprüft werden, obwohl letztere notorisch ungenaue Positionsmeldungen sein können.
- Bei Mode-S-Sendezielen, die mit MLAT erfasst werden, gibt es an jedem Standort eine Höhe, in der das Flugzeug nicht von den terrestrischen Abfragegeräten der Flugsicherungsorganisationen abgefragt wird. Dies hat zur Folge, dass das Ziel in einer bestimmten Höhe aus dem VRS verschwindet. Diese Höhe kann auf manchen Flugplätzen bis zu 300 Fuß betragen. Erkundigen Sie sich, wie hoch diese Höhe an Ihrem Standort ist. Beachten Sie, dass hoch fliegende Verkehrsflugzeuge, die TCAS verwenden, eine Abfrage bereitstellen, so dass es möglich ist, bis zum Boden zu multilaterieren, wenn genügend Empfänger in Reichweite sind, aber es kann nicht garantiert werden, dass genügend Empfänger in Ihrem Gebiet vorhanden sind.
- Es ist von Vorteil, wenn Sie wissen, in welchem Gebiet die Situationswahrnehmung schwierig oder nicht möglich ist. Sie lernen Ihr Gebiet kennen, und wenn die Erfahrung zeigt, dass die Multilateration in einem bestimmten Gebiet nicht so gut ist, kann dies durch die Installation eines 360 RADAR 1090MHz-Empfängers behoben werden, um das Defizit zu beheben.
- Die gleiche Übung gilt für verschiedene Flugzeugtypen und EG-Typen. Lassen Sie Ihre Kollegen wissen, ob ihr EC spasmodisch ist. Verwenden Sie PilotAware VECTOR, um sie dazu zu bringen, ihre EC-Signatur zu verbessern.
- Die Multilateration (MLAT) ist eine Form der unabhängigen kooperativen Überwachung. MLAT-Systeme nutzen die Ankunftszeitdifferenz (TDOA) der vorhandenen 1090-MHz-Übertragungen von Flugzeugen zwischen mehreren Bodenempfängern, um die Position des Flugzeugs zu bestimmen
- PilotAware verwendet Daten von über 1300 360 RADAR-Standorten in Großbritannien. Diese Daten werden von Mode-S-Transpondern gesammelt, die nur von Abfragesystemen Dritter abgefragt wurden. Weder 360 RADAR noch PilotAware beschäftigt Abfragesysteme, daher ist dies ein Best-Effort-Service.
- Das PilotAware-System verwendet über 1300 1090-MHz-Empfänger in ganz Großbritannien, um genaue MLAT-Daten zu liefern. Alle ATOM Standorte tragen zu den 360 RADAR-Standorten bei und werden durch diese ergänzt. Diese Standorte wurden nicht so positioniert, dass sie an jedem Ort eine optimale Leistung erbringen, aber die Leistung ist aufgrund der schieren Menge der verfügbaren Standorte gut. Die Leistung wird an jedem einzelnen Standort durch die Hinzufügung von strategisch platzierten, kostengünstigen 360-RADAR-Empfängern optimiert.
- Die verfügbare Anzahl von Empfängern im PilotAware-Netz und in den 360 RADAR-Netzen ist so bemessen, dass der Verlust von Daten eines einzelnen Empfängers oder Abfragesystems nicht zu einem Verlust der Abdeckung führt.
- Das nationale Breitbanddatennetz wird für die Verbindung der über 1300 Sensoren und der zentralen Server der Systeme PilotAware und 360 RADAR genutzt. Aufgrund der Größe des Netzes gibt es eine eingebaute Redundanz, und die Verbindungen zu den ATOM Stationen sind verschlüsselt. Dies eignet sich hervorragend für eine Situationserkennungslösung und wird auf seine Eignung für künftige erweiterte Dienste geprüft.
Das PilotAware-System mildert den Verlust einzelner Sensoren ab, indem es die erforderliche Anzahl von Sensoren im gesamten Vereinigten Königreich überzeichnet. Die MLAT-Treue könnte jedoch durch die Installation von mehr Sensoren an bestimmten Orten verbessert werden. Wenn Sie feststellen, dass MLAT in einem bestimmten Gebiet um Ihren Standort weniger zuverlässig ist, kann die Installation eines zusätzlichen 360-RADAR-Empfängers helfen.
Der ergänzende Änderungsantrag CAP 670 empfiehlt,
Die Struktur, auf der die Empfänger/Sender und Antennen montiert sind, muss ausreichend stabil sein, um allen zu erwartenden Wetterbedingungen in der Betriebsumgebung standzuhalten, insbesondere im Hinblick auf die maximale Windgeschwindigkeit und Vereisung. Wenn möglich, sollten die in der Betriebsumgebung zu erwartenden maximalen Windgeschwindigkeits-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen angegeben werden.
Dies ist ein sehr guter Rat, wenn die ATOM Antennen fachgerecht installiert werden sollen.
Ergänzende Änderung CAP 670 Staaten
Die Stabilität der Stromversorgung des Netzes muss mit den Anforderungen an die Verfügbarkeit und die Kontinuität des Dienstes vereinbar sein".
Dies gilt für die Installation von PilotAware ATOM Stationen ebenso wie für die Installation von EC-Systemen im Flugzeug. Power over Ethernet hat sich als sehr zuverlässig erwiesen.
Ergänzende Änderung CAP 670 Staaten
Der Erfassungsbereich und die Entdeckungswahrscheinlichkeit in den unteren Höhenschichten müssen den Leistungsanforderungen entsprechen, die für die beabsichtigte Anwendung in den unteren Höhenschichten des interessierenden Bereichs erforderlich sind. Anmerkung: Der Erfassungsbereich und die Entdeckungswahrscheinlichkeit des MLAT-Systems können in den verschiedenen Höhenstufen erheblich variieren.
Dies ist ein sehr wichtiger Grundsatz, nicht nur für MLAT-Ziele, sondern für alle EC-Ziele, einschließlich ADSB, PilotAware Flarm und CAP1391, die alle über UHF-Sichtliniensignale erfasst werden. Die Sichtlinie zu einem EC-Ziel von einer Bodenstation in sehr geringer Höhe ist sehr problematisch und verhält sich proportional zur Anzahl der verfügbaren Bodenstationen an einem Ort. In Gebirgsregionen wird dies durch die topografische Verdunkelung noch verschärft.
Mit dem PilotAware-System wird dies durch den Einsatz von PilotAware SkyGRID minimiert, das während des Fluges PilotAware-Rosetta-Datensensoren verwendet, um nach unten zu schauen, Informationen zu sammeln und an benachbarte Stationen in Reichweite und somit an die nationalen Server weiterzuleiten. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelnes Ziel nicht durch topografische oder flugzeugseitige Verunreinigungen verloren geht. Diese neueste Technologie steht den zentralisierten ANSP-Systemen nicht zur Verfügung, die auf die Nutzung von Luftfahrtfrequenzen beschränkt sind.
Die ergänzende Änderung CAP 670 ist ein begrüßenswertes Dokument, in dem anerkannt wird, dass Technologie und Innovation schneller voranschreiten als die Regulierung, was insbesondere für die Entwicklung der elektronischen Auffälligkeit gilt. Es wird anerkannt, dass viele (mehr als 120) Flugplätze eine hochfunktionelle und dennoch extrem kostengünstige Technologie installiert haben, die ein Situationsbewusstsein für mehr Flugzeuge bietet als die traditionellen zentralisierten Systeme, die von ihren größeren kommerziellen Nachbarn verwendet werden.
Das Dokument kommt zu dem Schluss, dass Systeme wie PilotAware ATOM GRID und SkyGRID zwar ihre Vorzüge haben, aber für die Bereitstellung von Fluginformationsdiensten (FIS) nicht voll akzeptabel sind. Andererseits sind sie so ausgereift, dass sie zur Verbesserung des lokalen Situationsbewusstseins eingesetzt werden können, um die Flugsicherheit zu erhöhen, wie dies bereits in vielen dokumentierten Fällen geschehen ist.
Allerdings wurde die neue Technologie noch nicht so intensiv getestet wie die bestehenden Systeme in den vergangenen 80 Jahren. In dieser Hinsicht war das Internet bei seiner Einführung Anfang der 1990er Jahre auch noch nicht so weit, aber seine disruptive Technologie hat sich als unverzichtbar erwiesen.
Folglich werden Unternehmen wie PilotAware ihre Entwicklung fortsetzen, ohne den Zwang, in einem regulierten oder monopolistischen Umfeld zu entwickeln, um die Kunst des Möglichen unter Einsatz aller verfügbaren Technologien zu fördern.
Die Zeit wird über die besten Praktiken bei der Entwicklung der interoperablen elektronischen Auffälligkeit entscheiden.