ADS-Bのしくみ：NextGenの基盤の検討

概要

ADS-Bは、FAAの次世代交通システム（NextGen）の基盤です。それは国家の空域システムをより効率的なものに変えるのを助けるために開発されました。航空交通システムはNextGenの実装を通じて、非常に必要とされる近代化計画を経るでしょう、そしてADS-Bは主要なコンポーネントです。

ADS-Bの主な役割は、航空管制官に正確な航空機の位置情報を提供することです。それは何年もの間使われてきたレーダーの上のステップです。

ADS-BはAutomatic Dependent Surveillance-Broadcastの略です。 GPS衛星信号を使用して、航空管制官やその他の参加航空機に航空機の情報を継続的にブロードキャストします。 ADS-Bは、航空業界が今まで見た中で最も正確な監視システムです。それは航空機がより直接的なルートを飛ぶことを可能にし、混雑を緩和し、二酸化炭素排出量を減らしそして航空機オペレータの時間とお金を節約するでしょう。

コンポーネント

• GNSS衛星コンステレーション：ADS-Bは衛星ベースのシステムです。データは衛星のセットから航空機の搭載GPSデバイスに継続的に送信され、そこで解釈されてADS-B地上局に送信されます。
• 地上局：米国には衛星データを受信し、そのデータを航空管制局に送信する地上局が少なくとも700あります。
• IFR認定、WAAS対応のGPS受信機：ADS-Bが機能するには、航空機に互換性のあるGPS受信機が装備されている必要があります。
• 既存のトランスポンダーで使用するための、Mode Sトランスポンダーまたは978 MHzユニバーサルアクセストランシーバー（UAS）との1090 MHz Extended Squitterリンク。後者のオプションは、米国内で18,000フィート未満の距離で飛行する航空機に使用できます。

使い方

ADS-Bは、衛星信号と航空機アビオニクスシステムを使用して航空機データを解釈し、それを継続的かつほぼリアルタイムで航空管制官に送信することによって機能します。衛星信号は航空機のGPS受信機によって解釈されます。 ADS-Bテクノロジは、航空機のアビオニクスから衛星データと追加データを取得して、航空機の位置、速度、高度、および40を超えるその他のパラメータの非常に正確な画像を作成します。このデータは地上局に送信され、次に航空管制官に送信されます。

その地域の他の適切に装備された航空機もデータを受信し、パイロットの状況認識を高めます。

ADS-Bには、ADS-B InとADS-B Outの2つの異なる機能があります。

• ADS-B Outは、FAAが対処した最初の主な機能です。 ADS-B Outが可能な航空機は、その位置、速度、高度を航空管制官や他のADS-B装備の航空機にブロードキャストすることができます。 FAAの命令によると、現在トランスポンダーを必要としている空域で飛行したいすべての航空機は、2020年1月1日までにADS-B Out機能を装備していなければなりません。
• ADS-B Inはオプション機能のままです - 少なくとも今のところ。 ADS-B In機能により、航空機のコックピットディスプレイにリアルタイムで交通情報や気象情報を受信できます。 ADS-B In機能は、現在のTCASシステムよりも正確なデータとより多くのデータパラメータを提供するため、今日の交通システム（TCASなど）をはるかに超えています。たとえば、TCASは航空機からの垂直距離を表示できますが、横方向は表示できません。 ADS-B Inは、他の多くのデータとともに、参加している他の航空機の速度、位置、高度、ベクトルを表示します。

エラーと制限

現在、ADS-Bの最大の制限は、国内のほぼすべての航空機に必要な機器を設置するコストです。このプログラムは飛行をより安全で効率的にしますが、ほとんどのフライト部門や一般の航空パイロットはコストを正当化するのに苦労しています。

ADS-Bのシステムエラーはほとんどありません。対照的に、それはその信頼性で知られています。だが、誰もが作ることができるというわけではない、とADS-B（そして一般にGPS）はハッカーやGPS妨害のようなシステムインフラストラクチャ攻撃に対して脆弱であると一部の専門家は主張する。さらに、ADS-BはGNSSシステムに依存しているため、タイミングエラーや衛星気象エラーなどの通常の衛星エラーがADS-Bに影響を及ぼす可能性があります。

現在の状態

FAAによると、組織はすべてのネットワークADS-Bセンサーを完成させました。これらのステーションは、28のTRACON施設にわたってADS-B搭載航空機に気象サービスと交通情報を提供しています。 230のATC施設のうち、100を超えるATC施設が現在ADS-Bを使用しており、残りは2019年までに完全装備される予定です。FAAはその任務により、2020年1月1日までにすべての航空機をADS-B Out装備にする必要があります。

実用

さまざまな航空機やオペレータに必要な特定の種類の機器を中心にした不確実性があります。機器の設置は、飛行中の機器および現在設置されている機器の種類によって異なります。

たとえば、オペレータが米国外または18000フィート以上で飛行しない限り、WAAS対応のIFR認定のGPSユニットとモードCトランスポンダがすでに取り付けられている航空機には、978 MHz UASリンクで十分です。その場合、1090 MHzのESリンクが必要になります。しかし、1090 MHz ESリンクはTIS-BまたはFIS-Bと互換性がありません。つまり、オペレータは交通情報を取得するための別の方法（TCASなど）を見つける必要があります。

また、航空機にWAAS対応のGPSユニットをまだ持っていないオペレータは、978 MHzのUASまたは1090 MHzのESリンクと、場合によってはモードCまたはモードSのトランスポンダとともに新しいGPSユニットを購入する必要があります。

一度使用すると、ADS-Bは貴重なツールであり、航空交通管制官やパイロットに最も正確なデータを提供します。全国的に実施されたとき、利益はプラスです。

しかし、ADS-Bが非常に高価で複雑であるという議論はありません。 FAAは、長期的な利益がコストを上回ることを期待していますが、このプロジェクトは航空機の所有者を困難な立場に置きます。