Como é garantida a separação do radar entre os alvos primário e secundário?

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Os radares de controle de tráfego aéreo têm duas características: a maioria dos centros ATC usa os dois e exibe a saída de ambos em uma única tela:

  • Radar de vigilância primário (PSR) é um verdadeiro sistema de radar que detecta aeronaves (e também objetos que não são da aeronave, como pássaros, balões, clima, peças separado aeronave, o chão...) saltando ondas de rádio sobre elas. O PSR é valioso porque pode detectar não apenas aeronaves com transponders funcionando e respondendo, mas também aeronaves sem transponders em funcionamento e os objetos acima mencionados não relacionados a aeronaves, mas potencialmente de interesse para aeronaves. No entanto, para maximizar a quantidade de espaço aéreo coberto por varredura 360º, o feixe de radar da maioria dos transmissores civis de PSR é em forma de leque; a qualquer momento, o feixe cobre (para todos os efeitos) apenas um único azimute, mas se espalha por uma ampla gama de ângulos de elevação. O radar não tem como determinar o ângulo de elevação de um sinal refletido de retorno, que torna a maioria dos sistemas PSR inúteis para discernir a altitude e introduz alguma imprecisão e uma quantidade variável de imprecisão na posição no solo de um alvo (como o objeto que produz o retorno pode ser localizado em qualquer lugar ao longo de um segmento de arco vertical na distância inclinada do alvo no plano do feixe do radar).1
  • Radar de vigilância secundário (SSR) não é, estritamente falando, radar. Em vez de emitir ondas de rádio da população local de objetos voadores, ela chama, em essência, “Há alguém aí?” Às cegas; aeronaves equipadas com transponder ouvem essa chamada, e o transponder da aeronave transmite a posição, altitude, velocidade do ar, direção, número do voo, tipo de aeronave, licença, registro, comprovante de seguro etc., permitindo que o sistema SSR plote o exato posição da aeronave geradora do retorno, juntamente com as outras várias informações interessantes acima mencionadas. Isso torna o SSR extremamente útil, especialmente em espaço aéreo congestionado, mas não pode detectar nada sem um transponder, com um transponder quebrado ou com o transponder desligado. O SSR está planejado para ser substituído por ADS-B, que funciona essencialmente exatamente da mesma maneira, exceto que o transponder da aeronave transmite todas as informações acima mencionadas às cegas, sem sendo solicitado, eliminando a necessidade de um transmissor SSR grande e caro para cada instalação ATC.

Aqui está uma ilustração da diferença na determinação e exibição das informações posicionais do alvo entre os radares primário e secundário:

Descrição da imagem aqui

Separar alvos secundários um do outro é (supondo que os controladores de tráfego aéreo e os pilotos envolvidos estejam prestando atenção e fazendo o que deveriam), obviamente, trivial; você só precisa evitar que duas ou mais aeronaves ocupem a mesma posição na mesma altitude e ao mesmo tempo. Separar alvos primários um do outro também é bastante trivial, apesar das informações posicionais confusas e da falta de informações sobre altitude; duas ou mais aeronaves que ocupam segmentos de arco vertical diferentes (e, portanto, separados um do outro) aparecerão como dois ou mais alvos separados; portanto, o truque é impedir que duas ou mais aeronaves ocupem o mesmo segmento de arco. Se você estiver lidando apenas com alvos primários, a separação entre as aeronaves pode ser garantida mantendo os pontos na tela afastados um do outro.

Se, no entanto, você estiver lidando com uma mistura de e alvos secundários, vejo um problema surgindo: como as informações posicionais são determinadas de maneira diferente para alvos primários e secundários, uma aeronave em uma determinada posição pode aparecer em um dos dois locais diferentes na tela, dependendo se é um alvo primário ou secundário :

Anatomia de uma colisão iminente no ar

Deveria ser óbvio imediatamente que o mesmo efeito poderia ser produzido se os objetivos primário e secundário fossem produzidos por diferente aeronave; duas aeronaves perigosamente próximas umas das outras podem parecer separadas para o controlador por uma distância segura, se uma das aeronaves for um alvo primário e a outra um alvo secundário.

Como resolver este problema?


1: Alguns sistemas PSR (principalmente sistemas militares, pois é muito mais fácil vetorizar uma aeronave para interceptar um invasor se você souber sua altitude e sua localização exata) do fornecer informações de altitude; alguns deles funcionam usando um “feixe de lápis” estreito, que permite a determinação do ângulo de elevação de um alvo ao custo de tempos de varredura bastante aumentados, enquanto outros usam um par de radares em diferentes alturas e medem a diferença de distâncias inclinadas para o alvo entre os dois radares, permitindo que a altitude do alvo seja determinada usando trigonometria.

por Sean 10.04.2019 / 05:02

5 respostas

Os transponders do modo C transmitem apenas um código de grito (igual ao modo A) e altitude; portanto, o erro de alcance devido à distância inclinada é o mesmo para SSR e PSR, e os dois podem ser facilmente mesclados. O modo S adiciona alguns outros detalhes, mas nenhum que seja relevante aqui.

O ADSB transmite lat / long (e muitas outras coisas), portanto, não possui erro de alcance inclinado. No entanto, as mensagens ADSB também contêm o mesmo código de grito e altitude que no modo A / C / S, o que significa que os destinos ADSB podem ser mesclados trivialmente com seus destinos SSR correspondentes.

10.04.2019 / 06:09

Normalmente, as informações de vigilância de várias fontes (PSR, SSR, ADS-B, multilateração etc.) são combinadas em uma única "trilha do sistema" usando um Filtro de Kalman. O sistema ATM possui código específico para lidar com faixas cruzadas, onde os rótulos podem ficar confusos, e os controladores têm procedimentos para corrigir isso quando isso acontece.

O sistema ATM faz o possível para evitar a exibição de vários alvos para a mesma aeronave.

10.04.2019 / 05:21

Disseram-me que a separação com alvos primários é geralmente não Assured.

A saída primária do radar geralmente contém muita 'desordem no solo', como carros nos rotores de rodovias e turbinas eólicas - pode filtrar reflexos de objetos estáticos, mas estes estão se movendo e o sistema não pode ter certeza -, portanto, encontrar um alvo primário relevante em é bem difícil

Portanto, os controladores só procuram alvos primários se tiverem outra indicação de que uma aeronave deveria estar lá - porque está se comunicando por rádio, mas não possui transponder ou falhou, ou porque outro piloto já relatou uma aeronave que não está se comunicando no momento. todos na área (planadores, balões e muitas vezes não têm rádio, e você não precisa disso no espaço aéreo descontrolado).

Observe que a precisão de um radar de área não é tão alta, talvez uma milha; portanto, o erro inclinado geralmente fica abaixo da resolução. E como o radar secundário coleta respostas do transponder às varreduras do radar primário, não há problema em corresponder os alvos secundários com os primários correspondentes.

10.04.2019 / 07:29

De fato, um transponder não transmite a posição, altitude, direção do voo ou qualquer outra coisa que você disse. O transponder civil padrão transmite apenas duas ou três informações:

  1. O código do transponder de dígito 4 digitado pelo piloto.
  2. Se o piloto pressionou ou não o botão "ident" nos últimos segundos do 12.
  3. A pressão barométrica atual, medida pela porta estática (apenas para o Modo C).

As informações de posição são derivadas da resposta do transponder exatamente da mesma maneira que é para o radar primário: a direção é determinada com base na direção em que a antena estava no momento em que enviou o interrogatório e a distância com base no tempo que levou para a resposta para voltar. Isso significa que o erro de inclinação é exatamente o mesmo para o radar primário e para o secundário.

10.04.2019 / 18:53

Normalmente, os radares PSR e SSR são co-localizados. UMA combinador de enredos no local do radar os combina (ou não) e transmite relatórios para o sistema ATM como reforçado com SSR, somente SSR ou apenas PSR.

Então, expandindo um pouco a resposta de @Greg Hewgill, o sistema ATM recebe informações de vários sites de radar e, possivelmente, de outras fontes, como o ADS-B. Na maior parte do mundo desenvolvido, exceto em regiões extremamente escassamente povoadas, as aeronaves geralmente estão cobertas por vários locais de radar, que podem estar a dezenas ou mesmo centenas de quilômetros de distância. Como a Terra é curva, o plano "horizontal" em um local de radar é diferente do de um radar 200 a quilômetros de distância. As posições devem não apenas ser corrigidas no alcance inclinado, mas também convertidas em um "plano do sistema" comum, para que os relatórios de posição para a mesma aeronave de radares diferentes possam ser correlacionados à mesma faixa do sistema. Ocasionalmente, dados ausentes de SSR de um radar geralmente podem ser obtidos de um radar diferente (exceto, é claro, em casos como falha no transponder).

11.04.2019 / 18:01