Radarový letištní radar - Airport surveillance radar
Radar letiště (ASR), je radarový systém používaný na letištích pro detekci a zobrazení přítomnost a polohu letadel v koncové oblasti , vzdušný prostor kolem letišť. Je to hlavní systém řízení letového provozu pro vzdušný prostor kolem letišť. Na velkých letištích obvykle řídí dopravu v okruhu 60 mil (96 km) od letiště pod nadmořskou výškou 25 000 stop. Sofistikované systémy na velkých letištích se skládají ze dvou různých radarových systémů, primárního a sekundárního sledovacího radaru. Primární radar se obvykle skládá z velké rotující parabolické antény, která zametá vertikální paprskovitý paprsek mikrovln kolem vzdušného prostoru obklopujícího letiště. Detekuje polohu a dosah letadla pomocí mikrovln, které se od povrchu letadla odrážejí zpět k anténě. Radar sekundárního přehledového se skládá z druhé otočné antény, často namontován na základní antény, která se dotazuje na transpondéry letadel, který vysílá signál zpět rádiové obsahující identifikaci letadla, tlakové nadmořské výšky, a stavový kód nouzové, která je zobrazena na radarová obrazovka vedle návratu z primárního radaru.
Pozice letadla jsou zobrazeny na obrazovce; na velkých letištích na několika obrazovkách v operačním sále na letišti volalo v USA Terminal Radar Approach Control (TRACON), sledovaný řídícími letového provozu, kteří řídí provoz komunikací s piloty letadel pomocí rádia. Jsou odpovědní za udržování bezpečného a řádného provozu a přiměřeného rozstupu letadel, aby se zabránilo srážkám ve vzduchu .
Primární radar
Radar byl vyvinut během druhé světové války jako vojenský systém protivzdušné obrany. Primární přehledový radar (PSR) se skládá z velké parabolické „antény“ namontované na věži, takže může nerušeně skenovat celý vzdušný prostor. Přenáší pulsy mikrovlnných rádiových vln v úzkém vertikálním paprskovitém paprsku o šířce asi jednoho stupně. V USA pracuje primární radar na frekvenci 2,7 - 2,9 GHz v pásmu S se špičkovým vyzařovaným výkonem 25 kW a průměrným výkonem 2,1 kW. Miska se otáčí konstantní rychlostí kolem svislé osy, takže paprsek skenuje celý okolní vzdušný prostor přibližně každých 5 sekund. Když mikrovlnný paprsek zasáhne vzdušný objekt, mikrovlny se odráží a část energie (někdy nazývaná „echo“) se vrací do antény a je detekována radarovým přijímačem. Protože mikrovlny cestují konstantní rychlostí velmi blízkou rychlosti světla , může radar načasováním krátkého intervalu mezi vysílaným pulsem a vracející se „ozvěnou“ vypočítat dosah od antény k objektu. Poloha objektu je zobrazena jako ikona na zobrazení mapy, která se nazývá „radarová obrazovka“. Obrazovka může být umístěna v kontrolní věži nebo na velkých letištích na více obrazovkách v operační místnosti na letišti, která se v USA nazývá Terminal Radar Approach Control (TRACON). Hlavní funkcí primárního radaru je určit polohu, směr a dosah k letadlu. Řídící letového provozu nepřetržitě sledují polohy všech letadel na obrazovce radaru a pomocí rádia dávají pokyny pilotům, aby udržovali bezpečný a řádný tok letového provozu ve vzdušném prostoru.
Sekundární radar
Potřeba sekundárního radarového systému se vyvinula z omezení primárního radaru a potřeba více informací řídícími letového provozu kvůli rostoucímu poválečnému objemu letového provozu. Primární radar zobrazuje „návrat“ bez rozdílu od jakéhokoli objektu ve svém zorném poli a nedokáže rozlišit mezi letadly, drony, meteorologickými balóny, ptáky a některými vyvýšenými rysy terénu (tzv. „ Pozemní nepořádek “). Primární radar také nedokáže identifikovat letadlo; předtím, než řídicí jednotka identifikovala sekundární radarová letadla a požádala rádiové letadlo, aby zamávalo křídly. Dalším omezením je, že primární radar nemůže určit nadmořskou výšku letadla.
Sekundární přehledový radar (SSR), nazývaný také radarový majákový systém řízení letového provozu (ATCRBS), měl svůj původ v systémech Identification Friend or Foe (IFF) používaných vojenskými letadly během druhé světové války. Všechna letadla musí nést automatizovaný mikrovlnný vysílač s názvem transpondér . Sekundární radar je rotující plochá anténa, často namontovaná na horní části primární radarové paraboly, která přenáší úzký vertikální vějířovitý mikrovlnný paprsek na frekvenci 1030 MHz v pásmu L se špičkovým výkonem 160 - 1500 W. je vyslýchán tímto signálem, vysílá transpondérový maják letadla kódovaný identifikační mikrovlnný signál na frekvenci 1090 MHz zpět do sekundární radarové antény. Tento kódovaný signál obsahuje čtyřmístné číslo zvané „kód transpondéru“, které identifikuje letadlo, a tlakovou nadmořskou výšku letadla z výškoměru pilota . Tyto informace se zobrazují na obrazovce radaru vedle ikony letadla pro použití řídícím letového provozu. Kód transpondéru přidělí letadlu řídící letového provozu před vzletem. Řídicí jednotky používají výraz „squawk“, když přiřazují kód transpondéru, např. „Squawk 7421“.
Transpondéry mohou reagovat jedním z několika různých „režimů“ určených dotazovacím pulzem z radaru. Existují různé režimy od režimu 1 do 5 pro vojenské použití, do režimu A, B, C a D a režimu S pro civilní použití. Pouze transpondéry režimu C hlásí nadmořskou výšku. Rušná letiště obvykle vyžadují, aby všechna letadla vstupující do jejich vzdušného prostoru měla odpovídač režimu C, který může hlásit nadmořskou výšku, kvůli jejich přísným požadavkům na výškové vzdálenosti letadel; tomu se říká „ závoj režimu C “.
Typy
Vzhledem ke své zásadní bezpečnostní misi, extrémním požadavkům na provozuschopnost a potřebě být kompatibilní se všemi různými typy systémů letadel a avioniky je návrh letištního radarového dohledu přísně kontrolován vládními agenturami. V USA je za vývoj letištního radarového dozoru odpovědný Federální letecký úřad (FAA). Všechny ASR mají společné požadavky na detekci letadel do vzdálenosti 60 mil a nadmořské výšky 25 000 stop. Upgrady jsou vydávány v „generacích“ po pečlivém testování:
ASR-7
Jedná se o zastaralý systém, který je zcela mimo provoz.
ASR-8
ASR 8 je analogickým předchůdcem ASR 9. Vojenská nomenklatura pro radar je AN / GPN-20. Jedná se o stárnoucí radarový systém, který je zastaralý, není logisticky podporován, neposkytuje digitální vstupy do nových automatizačních systémů terminálů a neposkytuje kalibrovaný produkt intenzity srážek ani žádné informace o pohybu bouře. Jedná se o přemístitelný polovodičový radar do každého počasí s dvoukanálovým, kmitočtovým spektrem, dálkovým ovládáním a anténou s dvojitým paprskem. Radar poskytuje řadičům azimut dosahu letadel v okruhu 60 námořních mil . ASR 8 použil klystron jako stupeň výkonového zesilovače vysílače se zátěží 79 kV a 40A. Tyto dvě provozní frekvence mají minimální odstup 60 MHz.
Označení americké armády / námořnictva AN / GPN-20 odkazuje na upravenou verzi ASR 8 používanou USAF obsahující magnetronovou trubici jako vysílač. Pro zlepšení frekvenční stability magnetronu je ladění magnetronu řízeno AFC.
ASR-9
Současnou generací radaru je ASR-9 , který byl vyvinut společností Northrop / Grumman a poprvé instalován v roce 1989, instalace dokončena v roce 1995. Vojenská nomenklatura pro radar je AN / GPN-27. V současné době působí na 135 místech a podle plánu má pokračovat v používání nejméně do roku 2025. ASR-9 byl prvním letištním přehledovým radarem, který detekoval počasí a letadla se stejným paprskem a dokázal je zobrazit na stejné obrazovce. Má digitální procesor MTD (Moving Target Detection), který využívá dopplerovský radar a mapu rušení, která poskytuje pokročilou schopnost eliminovat pozemní a povětrnostní rušení a sledovat cíle. Je teoreticky schopen sledovat maximálně 700 letadel současně.
Klystron trubka vysílač pracuje v S-pásmu mezi 2,5 a 2,9 GHz v kruhové polarizace se špičkovým výkonem 1,3 MW a trváním impulzu 1 us a frekvenci opakování pulsů mezi 325 a 1200 pps. Může být přepnut na druhou rezervní frekvenci, pokud dojde k rušení na primární frekvenci. Přijímač má citlivost pro detekci radarového průřezu 1 metr 2 na 111 km a rozlišení dosahu 450 stop. Anténa pokrývá nadmořskou výšku 40 ° od obzoru pomocí dvou podavačů, které vytvářejí dva naskládané překrývající se vertikální laloky vzdálené 4 °; spodní paprsek vysílá odchozí puls a používá se k detekci vzdálených cílů v blízkosti obzoru, zatímco horní paprsek pouze pro příjem detekuje bližší letadla s vyšší nadmořskou výškou a méně pozemského rušení. Anténa má zisk 34 dB, šířku paprsku 5 ° ve výšce a 1,4 ° v azimutu . Rotuje rychlostí 12,5 ot / min, takže je vzdušný prostor skenován každých 4,8 sekundy.
Elektronika je dvoukanálová a odolná vůči chybám. Má subsystém vzdáleného monitorování a údržby; pokud dojde k poruše, vestavěný test detekuje a izoluje problém. Stejně jako všechny letištní sledovací radary má záložní dieselový generátor, který umožňuje pokračovat v provozu i při výpadcích proudu.
ASR-11 nebo digitální letištní přehledový radar (DASR)
Digital Airport Surveillance Radar (DASR) je nová generace plně digitálního radaru, která je vyvíjena jako náhrada za současné analogové systémy. Středisko elektronického systému letectva USA, Federální úřad pro letectví USA , Americká armáda a Námořnictvo USA pořídily systémy DASR za účelem modernizace stávajících radarových zařízení pro americké ministerstvo obrany a civilní letiště. Systém DASR detekuje polohu letadel a povětrnostní podmínky v blízkosti civilních a vojenských letišť. Civilní nomenklatura pro tento radar je ASR-11 . ASR-11 nahradí většinu ASR-7 a některé ASR-8. Vojenská nomenklatura pro radar je AN / GPN-30. Starší radary, některé staré až 20 let, jsou vyměňovány, aby se zlepšila spolehlivost, poskytly další údaje o počasí, snížily náklady na údržbu, zlepšil výkon a poskytla digitální data novým digitálním automatizačním systémům pro prezentaci na displejích řízení letového provozu. Irácké letectvo získal DASR systém.
Zobrazovací systémy
Data ASR se zobrazují na zobrazovacích konzolách Standard Terminal Automation Replacement System (STARS) v řídicích věžích a místnostech Terminal Radar Approach Control (TRACON), obvykle umístěných na letištích.
Standard Terminal Automation Replacement System (STARS) je joint Federální letecký úřad (FAA) a ministerstvo obrany programu (DoD), který nahradil Automatizované radar terminálové systémy (Článek) a další kapacita omezeným, starší technologie systémů na 172 FAA a nahoru do 199 DoD terminálových radarových přibližovacích kontrolních zařízení a přidružených věží.
STARS je používán řídícími ve všech terminálových radarových zařízeních v USA k poskytování služeb řízení letového provozu (ATC) letadlům v oblastech terminálu. Typické služby ATC v oblasti terminálu jsou definovány jako oblast kolem letišť, kde je obsluhován odletový a příletový provoz. Mezi funkce patří oddělení letadel, upozornění na počasí a řízení letového provozu na nižší úrovni. Systém je navržen tak, aby vyhovoval růstu letového provozu a zavedení nových automatizačních funkcí, které zvýší bezpečnost a efektivitu amerického Národního systému vzdušného prostoru (NAS).
Letištní sledovací radar začíná být v USA a dalších částech světa doplňován automatickým závislým sledováním ADS-B . Na jaře 2011 je ADS-B v současné době v provozu ve většině zařízení ATC v USA. ADS-B je technologie založená na GPS, která umožňuje letadlům přenášet jejich určenou polohu GPS do zobrazovacích systémů tak často jednou za sekundu, na rozdíl od jednou za 5–6 sekund u radaru krátkého dosahu nebo jednou za 12–13 sekund po pomalejší rotující radar dlouhého dosahu. FAA požaduje, aby ADS-B byla plně funkční a k dispozici NAS do roku 2020. To umožní vyřazení starších radarů z provozu, aby se zvýšila bezpečnost a snížily náklady. Od roku 2011 neexistuje žádný definitivní seznam radarů, které budou vyřazeny z provozu v důsledku implementace ADS-B.
Viz také
- Zkratky a zkratky v avionice
- Radarový majákový systém řízení letového provozu
- Řízení letového provozu # Pokrytí radaru