Varför kan inte flygtrafikstyrningsradar bestämma höjderna för de primära målen?

3

Det finns två typer av avkastningar som visas på en flygtrafiktjänstens radarskärm:

  • Sekundär retur är inte strängt talande, radar returnerar alls, men snarare sänder signaler automatiskt från ett flygplanets transponder, innehållande kodad plats, höjd, flyghastighet, identifiering , flygplan, flygplanstyp etc., data som hämtas från flygplanets instrument ombord. Dessa är mycket värdefulla men kan självklart endast användas med flygplan utrustade med en funktionell transponder som har sagt transponderen påslagen och överför icke-falska data.

  • Primär retur , däremot, är sanna radaravkastningar - Direkt reflektioner av radarns stråle från ytan av ett flygplan, fågel, moln, skräp, missil, träd, UFO , ballong, hagelsten eller vad som än händer att vara i luften just nu. Eftersom de bara kräver att ett objekt placeras där radarstrålen kan nå den, är de till stor nytta för att spåra flygplan med icke-funktionella transpondrar (till exempel ett allmänt elektrisk fel eller helt enkelt en felaktig transponder ), flygplan i stridszoner (för vilka sändning av en identifieringssignal skulle vara ett bra sätt att skjutas ner), bitar aircraft , flockar av fåglar eller vad som helst andra icke-transpondera utrustade objekt som man har en önskan att spåra.

En gemensam begränsning ges för primärradaravkastning är att de inte ger någon höjdinformation, utan endast positionsinformation. Men det här är inte meningsfullt, eftersom det är nödvändigt att bestämma positionen för ett mål, att man vet att dess höjdvinkel, azimut och avstånd i förhållande till radarinstallationen (utan att känna till målets avstånd, kan placeras var som helst längs en linje som sträcker sig från radarens läge ut till oändligheten, utan att känna till sin höjdvinkel kan den vara placerad [inom höjdsbegränsningarna för objektet som genererar målet] var som helst längs en cirkelbåge som sträcker sig från horisonten till zeniten vid det angivna avståndet från radaren utan att veta dess azimut kan vara placerad var som helst längs en horisontell cirkel centrerad i himlen direkt ovanför radaren), och om höjdvinkeln, azimuten och avståndet för målet är alla kända, så också pinnar nerför målets höjd - inte bara dess plats. Dessutom kan militära radarer göra och tillhandahålla höjdinformation för primära mål (de skulle vara värdelösa på annat sätt, eftersom avlyssning av fiendens flygplan kräver att man vet både sin position och dess höjd och det är osannolikt att fiendens flygplan tvingar en radars begäran att tillhandahålla en transponderbjörnsignal det skulle hjälpa oerhört att skjuta ner dem), vilket har visat sig värdefullt flera gånger; till exempel olycksutredningen som så småningom producerades NTSB: s allra första AAR använde data från en militär luftförsvarsradar för att fastställa att en 727 som kraschade in i Lake Michigan hade stigit stadigt in i vattnet utan att nivelleras i stället för att leda en okontrollerad utflykt från nivåflygning, medan, för det senaste, primära avkastning som mottogs vid flera militära radarplatser i Massachusetts visade att EgyptAir Flight 990 drog ut ur sitt första dyk innan du gjorde en andra och sista gången .

Så vad förhindrar civila ATC radars att visa höjdinformation för primära mål?

    
uppsättning Sean 05.12.2018 05:11

5 svar

2

Den civila primära övervakningsradaren (PSR) ger inte höjdvinkel, och således kan ingen höjdinformation visas. Platsen är därför inte heller korrekt, men det spelar ingen roll för ATC-ändamål.

Civil ATC behöver inte information om höjd eller höjd för att ge trafikavskiljning vid användning av PSR. De enkla ser till att prickarna på skärmen inte kolliderar. För trafikskillnad behöver du inte veta flygplanets exakta position. så länge tomterna är separerade på 2D-skärmen, kommer viljan att separeras i 3D-världen. Typiska PSR-skärmar är baserade på ett platt världsantagande; de plottar bara azimut och intervall. Så länge tomterna är separerade med 5NM, oavsett vad höjdskillnaden mellan flygplanet är, är de säkert separerade för ATC-ändamål.

Som du korrekt observerade, om du vill bestämma den exakta 3D-positionen för flygplanet baserat på en primärradar, behöver du azimut, räckvidd och höjdvinkel. De PSR som används av den civila flygtrafiken kontrollerar inte höjdvinkeln, eftersom det skulle kräva mer sofistikerad radarhårdvara och skulle därför vara dyrare.

Höjdvinkelns mervärde är att den exakta positionen inklusive flygplanets höjd kan mätas. Det är dock av begränsat värde. I flygkontrollen är vertikal separering inte baserad på geometrisk höjd men på barometrisk höjd eller flygnivå. Med hjälp av höjningsvinkel skulle primärradaren ge den geometriska höjden. Men den barometriska höjden visade i cockpiten till piloten kan enkelt vara flera hundra eller tusen meter från den geometriska höjden. Så för kommunikationen mellan ATC och piloter är geometrisk höjd mätt av primärradar mestadels användbar.

Flygplan separeras vertikalt genom att placera dem på olika höjder / flygnivåer, baserat på barohöjdmätaren i flygplanet. Denna höjd överförs till den sekundära radarn som tillåter visning av den höjden och separationen baserat på höjdskillnad. Detta är grunden för kommunikation av vertikal positionsinformation mellan ATC och piloter.

Kort sagt överstiger kostnaderna för att lägga till höjdvinkelmätning till civila primära ATC-radar fördelarna.

    
svaret ges 07.12.2018 18:17
4

without knowing its elevation angle, it could be located anywhere along a circular arc extending from the horizon to the zenith at the specified distance from the radar

Jo, inte riktigt. Flygplan är i allmänhet mycket mer begränsade i sin vertikala positionering. Om det finns en avkastning från 30 mil bort, kan det här luftfartyget inte vara overhead. (Och radar har normalt en maximal höjning till strålen, ofta runt 70 grader).

Detta dokument antyder att (åtminstone från och med 1989) bestämning av höjdvinkeln var mycket svår för ATC-primärradar . Det var möjligt genom korskorrelerande information från flera flöden, men att detta inte var rutinmässigt gjort. Dokumentet fokuserar på hur användbart det skulle vara för att hjälpa till att avlägsna grunderna.

Även om någon höjdinformation var tillgänglig, kan den data inte presenteras för controllers om den inte var av användbar precision. Om precisionen var värre än säga 1500 meter, skulle det vara användbart?

Besides, military radars can and do provide altitude information for primary targets

Radarthandledning föreslår att vertikal diskriminering (eller 3D-radar) kräver extrautrustning och är därför dyrare. Eftersom ATC kan få denna information med sekundärradar, undviks kostnaden för att samla den via ett primärsystem i 3D.

Förutom kostnaden skulle äldre 3D-radar skanna en region långsammare än en 2D-radar.

    
svaret ges 05.12.2018 07:15
2

ATC-radarens begränsningar är enkla: de är inte konstruerade för att ge mer än avstånd och rubrik för primära avkastning.

PAR (precision approach radar) är ett exempel på ett radarsystem som tillhandahåller höjdinformation och är konfigurerad för att tillåta regulatorn att tillhandahålla vertikal vägledning för information.

Det finns många radarsystem som tillhandahåller höjdinformation, till exempel på vissa SAM-system (yt till flygmotiv). Det är möjligt, men någon har inte spenderat de extra skattebetalarnas medel för ATC-ändamål.

    
svaret ges 05.12.2018 17:21
2

De nya typerna på marknaden kan göra detta. Se till exempel Thales STAR-NG (Altimetry-alternativ), Hensoldt (tidigare Airbus) ASR-NG, ...

Du kan också uppgradera befintliga radarer, till exempel FAA ASR-9, som du till exempel kan se på webbplatsen för Intersoft.

Det finns dock ett antal begränsningar i prestanda, och ännu viktigare är civila ATC-förfaranden inte utformade för PSR-härledda höjder. Men även om det inte används operativt, ger det fortfarande en fördel i spårning och störning av rot.

    
svaret ges 06.12.2018 20:43
2

Primär (2D) ATC radar ger azimut och snedställd avstånd men inte höjd. Om du använder det snedställda avståndet som ett horisontellt avstånd, kommer det att vara något felaktigt, men eftersom flygplanet inte flyger så högt (och bör inte vara över 10kft MSL alls utan en fungerande transponder) är felet minimalt - och separationsstandarder står för det.

Lägga till elevationssökning (3D) skulle öka kostnad och långsamma skanningsfrekvenser, men lägger till ingenting när de flesta flygplan har transpondrar ändå, så det är effektivare att leva med begränsningarna.

    
svaret ges 05.12.2018 07:41