Systémy dohledu leteckého provozu

Radar - airplaneLetecká doprava je jedna z nejrychlejších a nejbezpečnějších dopravních služeb, které jsou v současné době dostupné. V každém jediném okamžiku je během dne v provozu více než 100 000 letadel. Za poslední rok bylo přepraveno bezmála 3,3 mld. pasažérů. To by nebylo možné bez nepřetržitého vývoje nových technologií jak pro letadla samotná, letiště a pozemní řízení. Se vzrůstajícím počtem letů se z nebe stává přímo dálnice. Aby vše probíhalo bez komplikací, je nutné provoz na takové dálnici dohlížet a řídit. Od doby druhé světové války, kdy se ve vojenství začaly objevovat první radiolokátory, se vývoj dostal až k využívání satelitů umístěných na oběžné dráze Země.

(rozpracováno)

Rádiová zařízení

Valná většina z provozovaných letadel je vybavena základním komunikačním zařízením, kterým je VHF radiostanice. Tato radiostanice slouží pro předávání zpráv mezi letadlovými a leteckými stanovišti, ale také mezi letadlovými stanicemi navzájem. Komunikace probíhá v kmitočtovém pásmu 118 MHz až 136,975 MHz amplitudovou modulací a kmitočtovým rastrem 25 kHz. Pro případ tísně je vyhrazen komunikační kanál o kmitočtu 121,5 MHz. Kmitočty 108 MHz až 117,975 MHz jsou určeny pro účely radionavigace. Přesná povolená pásma lze nalézt na internetových stránkách ČTÚ.

Dříve se kromě standardního radiolokátoru využívalo tzv. pozemních rádiových zaměřovačů (VDF – VHF Direction Finder). Tento systém využívá několik pozemních leteckých stanovišť, které určují pozici VHF zdroje signálu (letadlová radiostanice) pomocí trigonometrie.

Podobně jako potřebují množství informací o leteckém provozu pozemní letecká stanoviště, jsou na to podobně i vlastní letadla. Ta se mohou řídit pomocí husté sítě pozemních majáků (NDB – Non-Directional Beacon), které nepřetržitě vysílají všesměrově signál o kmitočtech 190 kHz až 1750 kHz. Tento signál je přijímán automatickým rádiovým kompasem (ADF – Automatic Direction Finder) a za použití referenčního magnetického kompasu určuje magnetický kurz.

VORNovějšími verzemi jsou zařízení VOR (VHF Omni-Directional Range) a DVOR (Doppler VOR). Ta vytvářejí pomyslnou růžici 360čar prostorem, udávající magnetický kurz od takového majáku. Prostorová navigace (RNAV ) využívá těchto informací společně s výstupem palubního dálkoměru (DME – Distance Measuring Eaquipment). (D)VOR pracuje v kmitočtovém pásmu 108 MHz až 117,95 MHz s rastrem 50 kHz. V pásmu 108 MHz až 112 MHz se střídá s kmitočty ILS/LLZ (Instrument Landing System/Localizer). Rozsah 112 MHz až 117,95 MHz je využit pro traťové body mezinárodního provozu.

Letiště - Praha - mapa

Letiště – Praha – mapa

Již jsem zmínil palubní dálkoměr DME. Ten pracuje na principu sekundárního radaru, kde je z letadlové stanice vyslán v kmitočtovém pásmu 962 MHz až 1213 MHz směrem k pozemnímu odpovídači signál, který je odpovídačem s posunem 65 MHz a zpožděním 50 µs vyslán zpět. Na základě vráceného signálu vypočte palubní dálkoměr DME vzdálenost od DME odpovídače (majáku).

ILS (Instrument Landing System) je systém určení pro řízení přesného přiblížení na přistání. Skládá se z kursového majáku (LLZ – Localizer), sestupového majáku (GP – Glide Path Beacon) a polohového návěstidla (MARKER), případně majáku DME. Podobně jako (D)VOR pracuje LLZ v kmitočtovém pásmu 108 MHz až 111,975 MHz. Pracovní pásmo GP je 329,15 MHz až 335 MHz s roztečí 150 kHz. LLZ a GP obsahují shodně 40 kanálů, které jsou spolu párovány. Pokud je integrován DME, je s LLZ také kmitočtově spárován. Kmitočet MARKER je specifikován 75 MHz. ILS obsahuje funkci MONITOR, která v případě poruchy celý systém z bezpečnostních důvodů odpojí.

MLS - TRSB (credit: Aircraft Technical Book Company)ILS má také svého modernějšího a dokonalejšího následovníka. Tím je mikrovlnný systém řízení přesného přiblížení na přistání (MLS – Microwave Landing Systém). Definované kmitočtové pásmo je 5 031 MHz až 5 090 MHz. Systém se obsahuje pět různě umístěných antén dovolující operační rozsah ve směru přistání 80° s elevací 0,9° – 15° a maximální dosaženou výškou cca 6000 m. První anténa slouží pro zjišťování azimutu (AZIMUTH), další má na starosti sestup (ELEVATION), podrovnání (FLARE), zpětný azimut (BACK AZIMUTH) a DME. Anténa pro DME je součástí kompletu s anténou AZIMUTH. Dosah systému je přibližně 37 km.

Radarová zařízení

Při řízení letového provozu (ATC – Air Traffic Control) se uplatňují další technologie. Jedněmi z prvních zařízení se staly radary (RADAR – RAdio Direction And Range). Ty pracují na principu vysílání vysokofrekvenčního signálu, zpětného příjmu energie odražené od vzdálených objektů a využití tzv. Dopplerova jevu. Radaru je využívání jak v případě řízení letového provozu, tak také při navigaci letadel vzhledem k Zemi a ostatním letadlům, a hlášení meteorologických anomálií v letové trase před letadlem. Radarová technika obvykle využívá přidělených kmitočtových pásem mezi 1 GHz a 70 GHz.

Typické radary jsou označovány jako primární přehledové radary (PSR – Primary Surveillance Radar). Pro využití PSR není potřeba žádného technického vybavení. Obecně platí, že vyšší vlnové délky signálu se používají pro menší vzdálenosti a větší detail. V případě meteorologických radarů (AWR – Airborn Weather Radar, WARP – Weather and Radar Processor), pracujících s velmi malou vlnovou délkou, lze rozpoznat odrazy signálu od jednotlivých kapek deště. Moderní palubní radary mají zabudován speciální mód (MAP), sloužící k detekci a zobrazení terénních překážek. Stále ještě používaný přesný přibližovací radar (PAR) je postupně nahrazován systémy ILS a MLS.

Primární přehledový radar je doplněn sekundárním přehledovým radarem (SSR – Secondary Surveillance Radar). Na rozdíl od PSR jde o systém, který pouze nedetekuje pozici letadel na základě odrazu vysokofrekvenčních impulzů, ale spolupracuje s dalšími systémy na palubě letadla. Takovým systémem je transponder (transmitter-responder). Transponder odpovídá na každý přijatý dotaz definovanou kódovanou zprávou. SSR je založen na technologii IFF (Identification Friend or Foe), která byla vyvinuta během druhé světové války. K identifikaci letadel se používají tzv. módy. Ve zkratce jde o typ identifikace letadla definovaným kódem. Momentálně se používají mód 1 až mód 5 a mód S. Většina z nich je určena pro vojenské letectví. Mód 3 se rozděluje na mód A a mód C, přičemž oba jsou kompatibilní s módem S.

2 komentáře u „Systémy dohledu leteckého provozu

    1. Zdeněk Břicháček Autor příspěvku

      QFH plánuji postavit, ale zatím pro příjem NOAA zkouším Turnstile anténu. Je to sice bída, ale pro vyzkoušení příjmu signálu ze satelitů a ověření jejich viditelnosti zatím postačí.

Napsat komentář