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Automatic Dependent Surveillance

System der Flugsicherung
Portabler ADS-B-Empfänger von Garmin

Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B; deutsch etwa Automatische Aussendung zugehöriger/abhängiger Beobachtungsdaten) ist ein System der Flugsicherung zur Anzeige der Flugbewegungen im Luftraum.

FunktionBearbeiten

Die Luftfahrzeuge bestimmen selbständig ihre Position, beispielsweise über Satellitennavigationssysteme wie GPS mit European Geostationary Navigation Overlay Service und GLONASS. Die Position und andere Flugdaten, wie Flugnummer, Flugzeugtyp, Zeitstempel, Geschwindigkeit, Flughöhe und geplante Flugrichtung werden kontinuierlich – typischerweise einmal pro Sekunde – ungerichtet auf 1090 MHz abgestrahlt. Daher bezeichnet man das Verfahren als ADS-B (broadcast), genauer als ADS-B out für output. Ebenfalls möglich ist der Versand auf Anforderung. Das System heißt dann ADS-C (contract) oder auch ADS-A (adressed).

Die Flugkontrolle empfängt die Daten aller Verkehrsteilnehmer (als ADS-B out) und bereitet sie grafisch auf. Diese Informationen sind denen, die aus Bodenradar gewonnen werden, deutlich überlegen. Werden die gesamten Verkehrsdaten über ADS-B in (in für input) an die Flugzeuge übermittelt, verfügen Piloten und Fluglotsen über dieselbe Übersicht über den Flugverkehr, das sogenannte Cockpit Display of Traffic Information (CDTI).

Die Reichweite der ADS-B-Ausstrahlung beträgt bis zu 200 Seemeilen (370 km) für Empfangsstellen am Boden. ADS-B Signale können auch über Satelliten im Low Earth Orbit (LEO) empfangen werden, ein Service, der von der Firma Aireon über das Iridium Next-System angeboten wird.[1] Da ein einzelner Satellit über eine Reichweite von bis zu 2000 Seemeilen (3700 km) verfügt, kann somit die ganze Erde effektiv abgedeckt werden, inklusive bislang nicht überwachter Gebiete über den Ozeanen oder den Polarregionen.

TechnikBearbeiten

ADS-B in seiner standardisierten Form benutzt den sogenannten 1090 Extended Squitter Datalink, welcher auf der existierenden Mode S-Technologie basiert. Dementsprechend teilt ADS-B viele Charakteristiken: Die Frequenz ist ebenfalls 1090 MHz, die Modulation eine Puls-Pausen-Modulation, die Bandbreite 1 MBit/s und die Länge der Nachrichten beträgt 112 bit. Es gibt keine Kollisionsprävention über ein primitives zufälliges Backoff-Verfahren hinaus, was zu hohen Verlustraten in viel benutzten Lufträumen führt.

NutzungBearbeiten

Primär wird ADS-B von der Flugsicherung eingesetzt zur Ortung und Überwachung von Luftfahrzeugen zur Erhöhung der Sicherheit durch verbesserte Informationen für den Piloten über die Flugzeugumgebung. ADS-B verursacht dabei geringere Kosten als konventionelles Radar und erhöht die Qualität der Ortung von Luftfahrzeugen durch eine im Vergleich zum Radar höhere Update-Rate. ADS-B wird heute in Regionen benutzt, in denen es keine flächendeckende Radarüberwachung gibt, z. B. Alaska oder Australien. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Verwendung als Ersatz für das Bodenradar zur Überwachung der Luftfahrzeuge, sowie auch gleichzeitig von Bodenfahrzeugen auf dem Vorfeld und den Rollbahnen von Flughäfen.

Einige Webdienste wie z. B. Flightradar24 werten diese Daten ebenfalls aus.

Bei vielen neu ausgelieferten Verkehrsflugzeugen gehören ADS-B-Transponder zur Standardausrüstung.

Jeder Iridium-NEXT-Satellit wird mit einem ADS-B-Empfänger ausgestattet. Satellitengestütztes ADS-B ermöglicht die Flugverkehrskontrolle in Regionen, die heute nicht durch ein Flugsicherungsradar abgedeckt werden. Durch die ADS-B-Empfänger auf den Iridium-NEXT-Satelliten ist der weltweite, lückenlose Empfang von ADS-B-Signalen möglich.

Zeitplan der Einführung von ADS-BBearbeiten

  Folgende Teile des Absatzes scheinen seit 2016 nicht mehr aktuell zu sein.: Langfristige Auswirkungen bis 2016 - wir haben aber bald 2019
Bitte hilf mit, die fehlenden Informationen zu recherchieren und einzufügen.

Der Zeitplan der Einführung wird bestimmt durch die Ausrüstung von ADS-B Transpondern in den Luftfahrzeugen, Kosten für die Ausrüstung, angenommenen Nutzen und die Regularien der Luftfahrtbehörden. Die Kosten der Ausrüstung von Luftfahrzeugen mit ADS-B-Transpondern ist relativ gering und bietet eine Reihe von Vorteilen für die Flugsicherung und die Luftraumnutzer. Dennoch hinkt die Upgrade-Geschwindigkeit hinter den Erwartungen zurück. Der momentane Zeitplan in Europa (durch Eurocontrol) und in den USA (durch die Federal Aviation Administration) sieht eine zwingende Ausstattung mit ADS-B für Flugzeuge im überwachten Luftraum bis zum Jahr 2020 vor und Industriebeobachter fürchten bereits, dass dieser Zeitplan zu knapp bemessen ist.

Die Richtlinie 1207/2011 der Europäischen Gemeinschaft vom 22. November 2011 schreibt vor das Flugzeuge mit einem Abfluggewicht von mehr wie 5,7 Tonnen oder einer Geschwindigkeit von mehr wie 250 Nautische Meilen pro Stunde bis zum 2. Januar 2020 mit ADS-B Sendern auf Basis der Mode S Transponder Technologie ausgerüstet werden müssen.[2] Als Frequenz wird 1090 Megahertz vorgeschrieben. Versuche, eine Aufrüstungsverpflichtung für kleinere oder langsameren Flugzeuge durchzusetzen scheiterten im Jahre 2017. Zu gross waren die Bedenken, dass allzu viele Mode S Transponder die Frequenz 1090 verstopfen könnten.[3] Für die allgemeine Luftfahrt wird es keine Verpflichtung geben Broadcast Signale auf der Frequenz 1090 MHz auszusenden. Es gibt Überlegungen die Frequenz 978 Megahertz für solche Zwecke zu benutzen. (ADS-B UAT)

Kurzfristige Entwicklungen (2006–2008) In diesen Jahren wurden ADS-B-Feldversuche durchgeführt und eine zunehmende Anzahl älterer Verkehrsflugzeuge mit ADS-B-Avionik nachgerüstet.

  • Schweden. Die schwedische Luftfahrtbehörde baute in den Jahren 2006–2007 ein flächendeckendes System von 12 Bodenstationen aus.[4]
  • Australien. Australien führt Feldversuche in Queensland durch, um die Machbarkeit von ADS-B als Alternative zu radargestützten Überwachungssystemen zu testen. Es wird erwartet, dass durch ADS-B Kosteneinsparungen und erhöhte Sicherheit besonders in den Gebieten erreicht werden, die bisher nicht vollständig durch Radar abgedeckt sind.

Mittelfristige Entwicklungen (2008–2015) Neben der weiteren Verbreitung von ADS-B-Transpondern bei Verkehrsflugzeugen, ist zu erwarten, dass eine größere Anzahl von Bodenstationen in Betrieb genommen sein wird.

Langfristige Auswirkungen (ab 2016)

  • Eine nahezu vollständige Ausrüstung der Flotten der Luftverkehrsgesellschaften wird es ermöglichen, die Vorteile von ADS-B in größerem Umfang zu nutzen.
  • Durch eine größere Genauigkeit der Luftraumüberwachung könnte es möglich werden, geringere Staffelungsminima einzuführen und dadurch die Kapazität des Luftraums zu erhöhen.
  • Durch ADS-B soll eine größere "Situation Awareness" erreicht werden. Wissen Piloten von der Existenz anderer Verkehrsteilnehmer, können sie die Situation besser einschätzen.
  • Besonders bei Flügen über Regionen, die nicht durch Radar abgedeckt werden kann die Position des Flugzeuges trotzdem ermittelt werden, da ADS-B Signale von Satelliten empfangen und weitergeleitet werden.
  • Dadurch entfallen teuere Investitionen in Satelliten, bzw. Kurzwellen Kommunikationseinrichtungen zur Übermittlung der Position in den Flugzeugen, da ADS-B lediglich eine Software-Erweiterung eines bestehenden Transponder mit Mode-S bedeutet.

Verwandte SystemeBearbeiten

Sprachbasierte UKW-Funksysteme für das Air Traffic Management erreichen in naher Zukunft ihre Kapazitätsgrenze. Das EU-Projekt SESAR trifft unter anderem eine Auswahl von datenbasierten Systemen. So könnte das Traffic Alert and Collision Avoidance System ausgebaut werden. Die Erweiterung des Sekundärradars durch Mode S Extended Squitter (ES) wird wahrscheinlich in Zukunft zugunsten von VDL Mode4 im Self Organising TDMA-Verfahren (STDMA) nicht weiter verfolgt werden.

Speziell für die Bedürfnisse der Kleinfliegerei (hohe Flugzeugdichte, häufige Flugwegänderungen, kostengünstig, platz- und energiesparend) wurde ein ADS-B-Konzept namens FLARM umgesetzt. Es hat sich seit der Einführung 2004 rasant weltweit verbreitet, obschon es auf einem proprietären Funkprotokoll aufbaut. Mitte 2014 waren annähernd 25.000 Systeme im Einsatz. Die geringe Reichweite von FLARM (< 5 km) erlaubt aber keine größere Übersicht über den Luftraum. Außerdem gibt es (aus diesem Grund) auch keine Bodenstationen, die einen Überblick z. B. außerhalb des Platzverkehrs bieten könnten. FLARM ist von der Konzeption her ein Kollisionswarngerät, ursprünglich gedacht für Segelflugzeuge.

In der Schifffahrt arbeitet das AIS nach einem ähnlichen technischen Prinzip wie ADS-B. Ein dem CDTI ähnliches System zur Visualisierung der hiermit gewonnenen Daten an Bord ist in der Schifffahrt das ECDIS.

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Woodrow Bellamy III: Space-based ADS-B: Going Live in the North Atlantic Airspace. Avionics International, abgerufen am 26. Oktober 2019 (englisch).
  2. Durchführungsverordnung (EU) Nr. 1207/2011 der Kommission vom 22. November 2011 zur Festlegung der Anforderungen an die Leistung und die Interoperabilität der Überwachung im einheitlichen europäischen Luftraum
  3. Dr. Michael Erb: Die Zukunft von ADS-B in Europa. AOPA Germany, 4. April 2019, abgerufen am 26. Oktober 2019.
  4. Sweden Announces Plans for Nationwide ADS-B Network – Swedavia. Airport Technology, 26. September 2006, abgerufen am 26. Oktober 2019 (englisch).