ADS-B؛ تکنولوژی پخش اطلاعات موقعیت به کمک GPS چطور پرواز‌هارا امن‌تر می‌کند؟

ADS-B دقیقا چیه؟ رمزگشایی یک اسم پیچیده

اسم کامل این سیستم هست Automatic Dependent Surveillance–Broadcast. بیاید این کلمه‌ها رو یکی یکی باز کنیم تا ببینیم هر کدوم چه معنی‌ای میدن.

• Automatic (خودکار): این بخشش یعنی سیستم به طور اتوماتیک و بدون نیاز به دخالت خلبان یا شخص دیگه‌ای کار میکنه. هواپیما به صورت پیوسته و خودکار اطلاعاتش رو ارسال میکنه. لازم نیست خلبان دکمه‌ای رو فشار بده یا چیزی رو فعال کنه. سیستم همیشه روشنه و داره کارش رو انجام میده.
• Dependent (وابسته): این کلمه خیلی مهمه. «وابسته» یعنی این سیستم برای اینکه کار کنه، به سیستم‌های ناوبری خود هواپیما وابسته است. یعنی هواپیما اول باید موقعیت دقیق خودش رو از طریق ماهواره‌های مسیریابی مثل GPS یا سیستم‌های مشابه (که بهشون میگن GNSS) پیدا کنه، بعد اون موقعیت رو برای بقیه بفرسته. پس دقت کل سیستم به دقت سیستم ناوبری خود هواپیما بستگی داره.
• Surveillance (نظارت): خب این کلمه هم مشخصه. هدف اصلی این تکنولوژی، نظارت بر ترافیک هواییه. یعنی یه روش جدیده برای اینکه بدونیم هر هواپیما کجای آسمونه و به کدوم سمت میره. این سیستم داره به تدریج جایگزین روش‌های قدیمی‌تر مثل رادار میشه.
• Broadcast (پخش همگانی): این قسمت یعنی هواپیما اطلاعاتش رو مثل یه ایستگاه رادیویی برای همه پخش میکنه. اون نمیدونه چه کسایی دارن به این اطلاعات گوش میدن و براش هم مهم نیست. هر کسی که تجهیزات لازم برای دریافت این سیگنال‌ها رو داشته باشه، چه برج مراقبت، چه یه هواپیمای دیگه و چه حتی یه علاقه‌مند به هوانوردی با یه گیرنده شخصی، میتونه این اطلاعات رو دریافت کنه. هیچ ارتباط دو طرفه یا پرسش و پاسخی در کار نیست؛ فقط یه پخش یک طرفه است.

پس اگه بخوایم یه جمع‌بندی خودمونی داشته باشیم، ADS-B یعنی: یک سیستم نظارتی که در اون، هواپیما به صورت «خودکار» و با وابستگی به GPS خودش، موقعیت و اطلاعات دیگه‌اش رو برای همه «پخش» میکنه.

تفاوت ADS-B با رادار چیه؟

برای اینکه بهتر بفهمیم ADS-B چقدر متفاوته، خوبه که یه نگاهی به سیستم‌های قدیمی‌تر یعنی رادار بندازیم. ما دو نوع رادار اصلی داریم: رادار نظارتی اولیه (PSR) و رادار نظارتی ثانویه (SSR).

• رادار نظارتی اولیه (PSR): این همون راداریه که توی فیلم‌ها زیاد دیدیم. یه آنتن بزرگ که میچرخه و امواج رادیویی قدرتمندی رو میفرسته. این امواج وقتی به بدنه یه هواپیما میخورن، بازتاب پیدا میکنن و به آنتن برمیگردن. سیستم با اندازه‌گیری جهت آنتن و مدت زمانی که طول کشیده موج بره و برگرده، موقعیت هواپیما رو پیدا میکنه. نکته مهم اینه که این رادار نیازی به همکاری هواپیما نداره و به اصطلاح «غیرهمکار» هست.
• رادار نظارتی ثانویه (SSR): این سیستم یکم هوشمندتره. رادار یه سیگنال پرسشی یا «استعلام» به سمت هواپیما میفرسته. هواپیما یه دستگاهی به اسم «ترانسپوندر» داره که این سیگنال رو میگیره و بهش جواب میده. این جواب شامل اطلاعاتی مثل کد شناسایی و ارتفاع هواپیماست. پس این سیستم «همکار» هست و به تجهیزات هواپیما نیاز داره.

حالا ADS-B کجای این داستانه؟ ADS-B هم یه سیستم «همکار» هست، چون به تجهیزات خود هواپیما وابسته است. اما یه فرق اساسی با رادار ثانویه داره: ADS-B نیازی به سیگنال پرسشی یا استعلام از زمین نداره. هواپیما منتظر نمیمونه که کسی ازش سوالی بپرسه؛ خودش به طور مداوم اطلاعاتش رو پخش میکنه. این باعث میشه اطلاعات خیلی سریع‌تر و با دقت بیشتری به دست گیرنده‌ها برسه.

برای مقایسه بهتر، این جدول رو ببینید:

نوع سیستم	مستقل از تجهیزات هواپیما؟	نیازمند همکاری هواپیما؟
رادار نظارتی اولیه (PSR)	بله؛ اطلاعات توسط رادار زمینی به دست میاد.	نه؛ به تجهیزات هواپیما وابسته نیست.
رادار نظارتی ثانویه (SSR)	نه؛ اطلاعات توسط ترانسپوندر هواپیما فراهم میشه.	بله؛ به یک ترانسپوندر فعال نیاز داره.
ADS-B	نه؛ اطلاعات توسط خود هواپیما فراهم میشه.	بله؛ به عملکرد ADS-B نیاز داره.

یکی دیگه از مزیت‌های بزرگ ADS-B نسبت به رادار، دقت و سرعت به‌روزرسانی اطلاعاته. دقت رادار هرچقدر هواپیما از آنتن دورتر میشه، کمتر میشه. همچنین برای تشخیص تغییر سرعت هواپیما، رادار باید چند بار آسمون رو جارو کنه که این کار چند ثانیه طول میکشه. اما ADS-B هر ثانیه یک بار موقعیت دقیق خودش رو که از GPS گرفته، گزارش میده. این یعنی برج مراقبت و بقیه هواپیماها یه تصویر زنده و خیلی دقیق از وضعیت ترافیک دارن.

دو روی سکه: ADS-B Out و ADS-B In

سیستم ADS-B از دو بخش اصلی تشکیل شده که مکمل همدیگه هستن: «ADS-B Out» و «ADS-B In». فهمیدن تفاوت این دوتا خیلی مهمه چون قوانین و کاربردهاشون با هم فرق داره.

ADS-B Out: هواپیما حرف میزنه

ADS-B Out در واقع همون بخش «فرستنده» یا «سخنگو»ی سیستم هست. این قابلیته که به هواپیما اجازه میده اطلاعاتش رو به بیرون بفرسته. وقتی میگیم یه هواپیما به ADS-B مجهز شده، منظور اصلیمون اینه که قابلیت ADS-B Out رو داره. این همون بخشیه که در بسیاری از کشورها، از جمله آمریکا و کشورهای اروپایی، نصبش اجباری شده.

هواپیما دقیقا چه اطلاعاتی رو پخش میکنه؟

• موقعیت دقیق GPS (طول و عرض جغرافیایی)
• ارتفاع بارومتریک (ارتفاعی که فشارسنج هواپیما نشون میده)
• سرعت زمینی (Ground Speed)
• شناسه هواپیما (یک کد ۲۴ بیتی منحصر به فرد به اسم ICAO Address و همچنین شماره پرواز یا کد ثبت هواپیما)
• و داده‌های دیگه مثل وضعیت اضطراری (اگه خلبان اعلام کرده باشه).

این اطلاعات، همونطور که گفتیم، حدودا هر ثانیه یک بار ارسال میشن. این داده‌ها توسط گیرنده‌های زمینی که متعلق به کنترل ترافیک هوایی (ATC) هستن و همچنین توسط هواپیماهای دیگه‌ای که در نزدیکی قرار دارن، دریافت میشن. هدف اصلی ADS-B Out اینه که جایگزین رادار بشه و به کنترلرها یه تصویر دقیق‌تر و به‌روزتر از موقعیت هواپیماها بده. با این اطلاعات دقیق، کنترلرها میتونن هواپیماها رو با فاصله کمتری از هم مدیریت کنن که این یعنی افزایش ظرفیت و کارایی حریم هوایی.

ADS-B In: هواپیما گوش میده

ADS-B In بخش «گیرنده» یا «شنونده»ی ماجراست. این قابلیت به هواپیما اجازه میده اطلاعاتی که بقیه هواپیماها از طریق ADS-B Out میفرستن رو دریافت کنه و روی یک نمایشگر در کابین خلبان نشون بده. این نمایشگر که بهش «CDTI» یا «نمایشگر اطلاعات ترافیک در کابین» میگن، به خلبان کمک میکنه که از ترافیک اطرافش آگاهی کامل داشته باشه.

اما ADS-B In فقط به اطلاعات بقیه هواپیماها محدود نمیشه. در مناطقی مثل آمریکا، هواپیماهای مجهز به ADS-B In میتونن دو نوع سرویس اطلاعاتی خیلی کاربردی رو هم از ایستگاه‌های زمینی دریافت کنن:

1. TIS-B (سرویس پخش اطلاعات ترافیک): فرض کنید شما توی هواپیمایی نشستید که ADS-B In داره، ولی یه هواپیمای قدیمی نزدیک شماست که اصلا ADS-B Out نداره. شما چطور میتونید اون رو ببینید؟ اینجاست که TIS-B وارد عمل میشه. ایستگاه زمینی اون هواپیمای قدیمی رو با رادار معمولی میبینه، بعد اطلاعات موقعیتش رو از طریق سیگنال ADS-B برای شما میفرسته. در نتیجه، شما روی نمایشگر خودتون حتی هواپیماهایی که ADS-B ندارن رو هم میبینید. این سرویس یه جور پل بین دنیای قدیم و جدیده.
2. FIS-B (سرویس پخش اطلاعات پرواز): این یکی از جذاب‌ترین قابلیت‌های ADS-B In برای خلبان‌های هوانوردی عمومی (General Aviation) هست. این سرویس به صورت رایگان، اطلاعات آب و هوایی و پروازی رو مستقیما به کابین خلبان میفرسته. این اطلاعات شامل موارد زیر هستن:
   • گزارش‌های هواشناسی متنی (مثل METAR و TAF)
   • تصاویر رادار هواشناسی (NEXRAD)
   • هشدارهای مهم جوی (SIGMET و AIRMET)
   • محدودیت‌های موقت پروازی (TFR)
   • و اطلاعات دیگه مثل NOTAM ها (اطلاعیه‌های هوانوردی).

برخلاف ADS-B Out، نصب ADS-B In در بیشتر موارد اجباری نیست. اما مزایای ایمنی اون اونقدر زیاده که خیلی از خلبان‌ها به صورت داوطلبانه اون رو نصب میکنن. یک مطالعه که اطلاعات عملیاتی و حوادث بین سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۷ رو بررسی کرده، نشون داده که نرخ حوادث برای هواپیماهای مجهز به ADS-B In بین ۴۰ تا ۶۰ درصد کاهش پیدا کرده. این یعنی آگاهی از محیط اطراف، به طور چشمگیری ایمنی پرواز رو بالا میبره.

فناوری پشت صحنه: چطور کار میکنه؟

حالا که با مفاهیم اصلی آشنا شدیم، بیاید یکم فنی‌تر به ماجرا نگاه کنیم و ببینیم چه تجهیزاتی برای این کار لازمه و از چه فرکانس‌هایی استفاده میشه. هر سیستم ADS-B روی هواپیما از دو جزء اصلی تشکیل شده:

1. یک منبع موقعیت‌یابی ماهواره‌ای با دقت بالا: معمولا یک گیرنده GPS که قابلیت WAAS (Wide Area Augmentation System) رو داره. WAAS یه سیستمیه که خطاهای سیگنال GPS رو تصحیح میکنه و دقتش رو خیلی بالاتر میبره.
2. یک دیتالینک (واحد ADS-B): این همون دستگاه فرستنده و گیرنده است که اطلاعات رو روی فرکانس‌های رادیویی مشخصی ارسال میکنه.

دو نوع دیتالینک یا فرکانس اصلی برای ADS-B وجود داره که هر کدوم کاربرد خاص خودشون رو دارن:

۱. ۱۰۹۰ MHz Extended Squitter (1090ES)

این سیستم روی فرکانس ۱۰۹۰ مگاهرتز کار میکنه که همون فرکانسیه که ترانسپوندرهای قدیمی «Mode S» و سیستم‌های جلوگیری از برخورد (TCAS) ازش استفاده میکنن. در واقع، 1090ES یه جور نسخه پیشرفته‌تر از همون پیام‌های Mode S هست که اطلاعات بیشتری مثل موقعیت GPS رو به پیام‌های قبلی اضافه میکنه. به این پیام‌های طولانی‌تر «Extended Squitter» میگن.

این سیستم به عنوان استاندارد جهانی برای ADS-B انتخاب شده. هواپیماهای مسافربری، جت‌های تجاری و هواپیماهای با عملکرد بالا در سراسر دنیا از این سیستم استفاده میکنن. در آمریکا، پرواز در ارتفاع بالای ۱۸٬۰۰۰ فوت (کلاس A) فقط با این سیستم مجازه. یکی از نکات مهم درباره 1090ES اینه که سرویس‌های رایگان آب و هوا (FIS-B) رو پشتیبانی نمیکنه.

۲. ۹۷۸ MHz Universal Access Transceiver (978UAT)

این سیستم روی فرکانس ۹۷۸ مگاهرتز کار میکنه و بیشتر برای هواپیماهای هوانوردی عمومی در آمریکا طراحی شده که معمولا در ارتفاع‌های پایین‌تر (زیر ۱۸٬۰۰۰ فوت) پرواز میکنن. اداره هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) خلبان‌ها رو تشویق کرده که از این سیستم استفاده کنن تا از شلوغی بیش از حد فرکانس ۱۰۹۰ مگاهرتز جلوگیری بشه.

بزرگترین مزیت 978UAT اینه که از سرویس‌های TIS-B (ترافیک) و FIS-B (آب و هوا) پشتیبانی میکنه. این یعنی خلبان‌های هواپیماهای کوچیک میتونن به صورت رایگان به اطلاعات ارزشمندی دسترسی داشته باشن که قبلا باید برای اونها اشتراک‌های گرون قیمت تهیه میکردن. البته هواپیماهایی که از UAT استفاده میکنن، همچنان باید یه ترانسپوندر معمولی هم برای ارتباط با رادارهای قدیمی داشته باشن.

چالش ارتباط بین دو سیستم

اینکه دو استاندارد مختلف وجود داره، یه چالش به وجود میاره: هواپیمایی که از 1090ES استفاده میکنه نمیتونه به طور مستقیم سیگنال هواپیمایی که 978UAT داره رو دریافت کنه و برعکس. برای حل این مشکل، ایستگاه‌های زمینی نقش مترجم رو بازی میکنن. این ایستگاه‌ها سیگنال‌های هر دو فرکانس رو میگیرن و بعد اطلاعات مهم رو روی فرکانس دیگه بازپخش میکنن. به این سرویس ADS-R (سرویس بازپخش ADS-B) میگن. البته این راه حل، ایستگاه زمینی رو به یک نقطه ضعف بالقوه تبدیل میکنه؛ اگه ارتباط با ایستگاه قطع بشه، این دو نوع هواپیما دیگه نمیتونن همدیگه رو ببینن.

چرا ADS-B اینقدر مهمه؟ مزایا و کاربردها

پیاده‌سازی ADS-B در سراسر جهان فقط یه تغییر تکنولوژیک ساده نیست؛ بلکه یه جهش بزرگ در ایمنی، کارایی و ظرفیت کل سیستم حمل و نقل هواییه. بیاید مزایای این سیستم رو از جنبه‌های مختلف بررسی کنیم.

افزایش چشمگیر ایمنی

• آگاهی موقعیتی بهتر برای خلبان: با ADS-B In، خلبان‌ها میتونن تمام ترافیک مجهز به ADS-B Out اطرافشون رو روی نمایشگر ببینن. این اطلاعات شامل ارتفاع، جهت، سرعت و فاصله اون هواپیماهاست. این قابلیت به خصوص در شرایط دید کم یا در فرودگاه‌های شلوغ، به خلبان کمک میکنه تا از خطرات احتمالی دوری کنه.
• کاهش خطرات روی باند فرودگاه: یکی از کاربردهای مهم ADS-B، نظارت بر سطح فرودگاهه. با این سیستم، کنترلرهای برج مراقبت و خلبان‌ها میتونن موقعیت دقیق هواپیماها و خودروهای خدماتی رو روی نقشه فرودگاه ببینن که این به کاهش چشمگیر خطر برخورد روی باند (Runway Incursion) کمک میکنه.
• پاسخ سریع‌تر در عملیات جستجو و نجات: اگه هواپیمایی دچار سانحه بشه، آخرین موقعیت گزارش شده توسط ADS-B خیلی دقیق‌تر از راداره و میتونه به تیم‌های نجات کمک کنه تا محل حادثه رو سریع‌تر پیدا کنن.
• پوشش در مناطق بدون رادار: در مناطق دورافتاده، کوهستانی یا اقیانوسی که پوشش رادار وجود نداره، ADS-B میتونه نظارت کامل رو فراهم کنه و به کنترلرها اجازه بده تا جداسازی استاندارد رو مثل مناطق تحت پوشش رادار انجام بدن.

افزایش کارایی و ظرفیت

• جداسازی دقیق‌تر هواپیماها: چون موقعیت گزارش شده توسط ADS-B خیلی دقیق‌تر از راداره، کنترلرها میتونن با خیال راحت هواپیماها رو با فاصله کمتری از هم هدایت کنن. این یعنی هواپیماهای بیشتری میتونن به صورت همزمان در یک فضای هوایی پرواز کنن که به معنی افزایش ظرفیت و کاهش تاخیرهاست.
• مسیرهای پروازی بهینه‌تر: با داشتن اطلاعات دقیق از ترافیک، میشه مسیرهای مستقیم‌تر و بهینه‌تری برای هواپیماها طراحی کرد. برای مثال، به جای اینکه هواپیماها برای فرود به صورت پله پله ارتفاع کم کنن، میتونن از پروفایل‌های فرود پیوسته و بهینه استفاده کنن که باعث صرفه‌جویی در مصرف سوخت و کاهش آلودگی صوتی و زیست‌محیطی میشه.
• مدیریت بهتر جریان ترافیک: کنترلرها با دیدن تصویر کامل و زنده ترافیک، میتونن جریان ورودی و خروجی هواپیماها به فرودگاه‌های شلوغ رو بهتر مدیریت کنن.

کاهش هزینه‌ها

• هزینه کمتر زیرساخت: نصب و نگهداری ایستگاه‌های زمینی ADS-B به مراتب ارزان‌تر از سیستم‌های راداری بزرگ و پیچیده است. این به کشورها اجازه میده تا با هزینه کمتر، پوشش نظارتی کامل در سراسر خاک خودشون داشته باشن.
• سرویس‌های رایگان برای خلبان‌ها: همونطور که گفته شد، در آمریکا سرویس‌های آب و هوا و ترافیک (FIS-B و TIS-B) به صورت رایگان ارایه میشن، در حالی که قبلا خلبان‌ها باید برای دسترسی به چنین اطلاعاتی هزینه‌های اشتراک ماهیانه پرداخت میکردن.

کاربردهای پیشرفته

ADS-B فقط برای نظارت اولیه نیست، بلکه بستری برای کاربردهای پیشرفته‌تر در آینده فراهم میکنه. بعضی از این کاربردها که همین الان هم در حال توسعه یا استفاده هستن، عبارتند از:

• جداسازی بصری با کمک CDTI (CAVS): در این روش، خلبان با استفاده از نمایشگر داخل کابین، هواپیمای جلویی رو شناسایی میکنه و به کنترلر اطلاع میده که میتونه فاصله بصری رو با اون حفظ کنه. برای انجام این عملیات پیشرفته، شرکت‌های هواپیمایی به مجوز خاصی مثل OpSpec A355 از FAA نیاز دارن.
• روش در مسیر (In-Trail Procedure – ITP): این یک مانور پیشرفته در مسیرهای اقیانوسیه که به هواپیماها اجازه میده با استفاده از اطلاعات دقیق ADS-B، به صورت ایمن از هم سبقت بگیرن یا ارتفاعشون رو تغییر بدن. این کار هم به مجوز خاصی مثل OpSpec A354 احتیاج داره.
• مدیریت فاصله در کابین (ASPA-FIM): این قابلیت به خلبان اجازه میده تا فاصله زمانی دقیقی رو با هواپیمای جلویی خودش در هنگام تقرب به فرودگاه حفظ کنه که باعث افزایش کارایی و ظرفیت باند میشه.

قوانین بازی: مقررات و الزامات در سراسر دنیا

با توجه به مزایای زیاد ADS-B، کشورهای مختلف در سراسر جهان شروع به اجباری کردن نصب تجهیزات ADS-B Out کردن. البته قوانین و زمان‌بندی‌ها در هر منطقه متفاوته.

ایالات متحده آمریکا (FAA)

آمریکا یکی از پیشگامان اصلی در پیاده‌سازی ADS-B به عنوان بخشی از برنامه بزرگ NextGen (سیستم حمل و نقل هوایی نسل بعد) بوده. FAA از تاریخ ۲ ژانویه ۲۰۲۰، پرواز در بسیاری از حریم‌های هوایی کنترل شده رو بدون تجهیزات ADS-B Out ممنوع کرده. این قوانین در آیین‌نامه فدرال به شماره § ۹۱.۲۲۵ مشخص شدن.

کجا ADS-B الزامیه؟

حریم هوایی	ارتفاع
کلاس A	همه ارتفاع‌ها (بالای ۱۸٬۰۰۰ فوت)
کلاس B	از سطح زمین تا ۱۰٬۰۰۰ فوت
کلاس C	از سطح زمین تا ۴٬۰۰۰ فوت و بالای آن تا ۱۰٬۰۰۰ فوت
کلاس E	در ارتفاع ۱۰٬۰۰۰ فوت و بالاتر (به جز در ارتفاع ۲٬۵۰۰ فوتی از سطح زمین)
Mode C Veil	در محدوده ۳۰ مایلی فرودگاه‌های بزرگ اصلی (از سطح زمین تا ۱۰٬۰۰۰ فوت)

اگه هواپیمایی ADS-B Out نداشته باشه چی میشه؟
اپراتورهای هواپیماهایی که مجهز نیستن یا سیستمشون خراب شده، برای پرواز در این مناطق باید از قبل مجوز بگیرن. این درخواست باید حداقل یک ساعت و حداکثر ۲۴ ساعت قبل از پرواز از طریق یک ابزار آنلاین به اسم ADAPT (ابزار پیش از پرواز مجوز انحراف ADS-B) ثبت بشه.

اگه ADS-B در حین پرواز خراب بشه چی؟
خلبان میتونه به پروازش تا مقصد ادامه بده و کنترل ترافیک هوایی هماهنگی‌های لازم رو با مراکز بعدی انجام میده.

لیست سیاه ADS-B (NSAL):
اگه هواپیمایی اطلاعات غلط یا خطرناک ADS-B ارسال کنه و مالک به هشدارهای FAA پاسخ نده، اون هواپیما وارد لیستی به اسم «No Services Aircraft List» میشه. کنترلرها دیگه اطلاعات ADS-B اون رو نمیبینن و خدمات مبتنی بر ADS-B بهش ارایه نمیدن.

اروپا (EASA/EUROCONTROL)

در اروپا هم ADS-B بخش مهمی از پروژه SESAR (تحقیق در ATM آسمان واحد اروپا) هست. طبق قوانین اتحادیه اروپا، هواپیماهایی که با وزن برخاست بیش از ۵۷۰۰ کیلوگرم یا با حداکثر سرعت کروز بیشتر از ۲۵۰ نات پرواز میکنن، ملزم به داشتن تجهیزات ADS-B Out (نسخه ۲) و همچنین Mode S پیشرفته هستن. این قوانین به تدریج از سال ۲۰۱۷ اجرایی شدن و تا ژوئن ۲۰۲۰ تکمیل شدن.

کانادا

کانادا از سال ۲۰۰۹ از ADS-B برای پوشش مناطق وسیع شمالی خودش مثل خلیج هادسون که قبلا هیچ پوشش راداری نداشت، استفاده میکنه. این کشور هم در حال اجباری کردن ADS-B در حریم هوایی کلاس A و B خودش هست. همچنین یک انجمن غیرانتفاعی به اسم CIFIB در حال ساخت شبکه پخش اطلاعات آب و هوا (FIS-B) در کاناداست که با شبکه آمریکایی کاملا سازگاره.

استرالیا

استرالیا یکی از اولین کشورهایی بود که ADS-B رو به طور گسترده پیاده کرد. این کشور در حال حاضر پوشش کامل ADS-B در ارتفاع بالای ۳۰٬۰۰۰ فوت داره و از سال ۲۰۱۷، تمام پروازهای تحت قوانین پرواز با دستگاه (IFR) ملزم به داشتن این تجهیزات هستن.

سایر کشورها

کشورهای زیادی در آسیا، آفریقا و آمریکای جنوبی هم در حال پیاده‌سازی و اجباری کردن ADS-B هستن. کشورهایی مثل چین، هند، امارات متحده عربی، سنگاپور و ویتنام در مسیرهای پروازی مهم و در ارتفاعات بالا، استفاده از ADS-B رو الزامی کردن. این یک حرکت جهانی برای مدرن‌سازی سیستم نظارت هواییه.

نگاهی به صفحه رادار یک علاقه‌مند

یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های ADS-B اینه که اطلاعاتش به صورت عمومی پخش میشه. این یعنی هر کسی با یه گیرنده ساده و یه کامپیوتر میتونه ترافیک هوایی اطراف خودش رو ببینه. سایت‌هایی مثل ADS-B Exchange با استفاده از شبکه‌ای از هزاران گیرنده داوطلب در سراسر دنیا، این اطلاعات رو جمع‌آوری میکنن و به صورت زنده روی نقشه نشون میدن. جالبه بدونید که این سایت خودش رو «بزرگترین جامعه تامین‌کننده داده‌های ADS-B فیلتر نشده در جهان» معرفی میکنه و اطلاعاتش در اختیار علاقه‌مندان، محققان و روزنامه‌نگاران قرار میگیره.

بیایید نگاهی به یک نمونه از اطلاعاتی که در این سایت‌ها میبینیم بندازیم:

Hex ID	Callsign	Type	Alt. (ft)	Spd. (kt)
a50370	DAL36	A339	۳۷۰۰۰	۵۰۵
a6e4c2	N543TH	C172	۲۷۵۰	۸۷
4952a8	TAP204A	A339	۹۶۲۵▲	۳۰۸
a96ba2	A320	ground	۰

این ستون‌ها چه معنی‌ای دارن؟

• Hex ID: این همون کد ۲۴ بیتی ICAO هست. یک شناسه منحصر به فرد که برای هر هواپیما در جهان ثابته، مثل شماره سریال.
• Callsign: شماره پرواز (مثلا DAL36 که پرواز شرکت دلتا هست) یا شماره ثبت هواپیما (مثلا N543TH که یه هواپیمای ثبت شده در آمریکاست).
• Type: مدل هواپیما. A339 یعنی ایرباس A330-900neo و C172 یعنی سسنا ۱۷۲.
• Alt. (ft): ارتفاع هواپیما به فوت. اگه کلمه «ground» نوشته شده باشه یعنی هواپیما روی زمینه. علامت مثلث رو به بالا (▲) یعنی هواپیما در حال افزایش ارتفاعه و مثلث رو به پایین (▼) یعنی در حال کاهش ارتفاعه.
• Spd. (kt): سرعت هواپیما به نات (گره دریایی). هر نات تقریبا معادل ۱.۸۵۲ کیلومتر بر ساعته.

این فقط بخشی از اطلاعاته. داده‌های دیگه‌ای مثل سرعت عمودی، جهت حرکت و کد اسکوآک (Squawk) هم ارسال میشن که تصویر کاملی از وضعیت پرواز ارایه میدن.

چالش‌ها، نگرانی‌ها و آینده

با وجود تمام مزایا، ADS-B بدون چالش و نگرانی هم نیست.

امنیت و یکپارچگی داده‌ها

یکی از بزرگترین نگرانی‌ها اینه که سیگنال‌های ADS-B نه رمزنگاری میشن و نه هویت فرستنده تایید میشه. در سال ۲۰۱۲، یک محقق امنیتی نشون داد که میشه با تجهیزات نسبتا ارزان، سیگنال‌های ADS-B جعلی ساخت و هواپیماهای خیالی روی صفحه رادار کنترلرها ظاهر کرد. به این کار «Spoofing» میگن و میتونه به طور بالقوه برای ایجاد اختلال در ترافیک هوایی استفاده بشه.

البته FAA و سازمان‌های دیگه از این خطر آگاه هستن و راهکارهایی برای مقابله با اون دارن. یکی از این راهکارها استفاده از سیستمی به اسم «مولتی‌لاتریشن» (MLAT) هست. در این روش، چند گیرنده زمینی زمان دقیق دریافت سیگنال از یک هواپیما رو با هم مقایسه میکنن و از این طریق میتونن موقعیت فیزیکی منبع سیگنال رو تایید کنن. اگه موقعیت ادعا شده در پیام ADS-B با موقعیت فیزیکی محاسبه شده خیلی فرق داشته باشه، سیستم متوجه میشه که سیگنال جعلیه.

حریم خصوصی

برای خلبان‌های هوانوردی عمومی، ADS-B یه نگرانی دیگه هم به همراه داره: از بین رفتن ناشناسی. در گذشته، خلبان‌هایی که تحت قوانین پرواز بصری (VFR) پرواز میکردن، میتونستن از کد ترانسپوندر عمومی ۱۲۰۰ استفاده کنن. اما در سیستم ADS-B، هر هواپیما با کد منحصر به فرد ICAO خودش شناسایی میشه. این یعنی هر پروازی قابل ردیابی و ثبت شدنه.

برای حل این مشکل، FAA دو راهکار ارایه داده:

1. LADD (محدود کردن نمایش داده‌های هواپیما): مالکین هواپیما میتونن درخواست بدن که اطلاعات پروازشون از سایت‌هایی که داده‌هاشون رو از FAA میگیرن، حذف بشه. البته این روش کامل نیست چون هر کسی با گیرنده شخصی خودش هنوز میتونه هواپیما رو ببینه.
2. PIA (آدرس ICAO حریم خصوصی): این یک برنامه پیشرفته‌تره که به اپراتورهای هواپیماهای مجهز به 1090ES اجازه میده یک آدرس ICAO موقت و جایگزین دریافت کنن. این آدرس در پایگاه داده عمومی ثبت نشده و به مالک هواپیما مرتبط نیست. برای استفاده از این سیستم، مالک باید از یک «کال ساین شخص ثالث» هم استفاده کنه که توسط شرکت‌هایی مثل FltPlan.com، ForeFlight یا FlightAware ارایه میشه.

آینده: ADS-B در فضا

شاید هیجان‌انگیزترین تحول در آینده ADS-B، دریافت سیگنال‌های اون از فضاست. شرکت‌هایی مثل Aireon و Spire Global در حال مستقر کردن گیرنده‌های ADS-B روی ماهواره‌هایی در مدار پایینی زمین (LEO) هستن.

این کار چه مزیتی داره؟
پوشش جهانی کامل! ایستگاه‌های زمینی نمیتونن وسط اقیانوس‌ها، در مناطق قطبی یا بیابان‌های بزرگ نصب بشن. اما ماهواره‌ها میتونن سیگنال ADS-B هواپیماها رو از هر نقطه‌ای روی کره زمین دریافت کنن.

این فناوری فضایی به کنترلرهای ترافیک هوایی اجازه میده تا برای اولین بار، نظارت کامل و شبیه به رادار رو بر فراز اقیانوس‌ها داشته باشن. این یعنی به جای استفاده از استانداردهای جداسازی «رویه‌ای» که نیازمند فاصله‌های بسیار زیاد بین هواپیماهاست، میتونن از استانداردهای جداسازی «نظارتی» با فاصله‌های خیلی کمتر استفاده کنن. نتیجه این کار، مسیرهای پروازی بهینه‌تر، صرفه‌جویی در سوخت و افزایش ظرفیت در مسیرهای شلوغ بین‌المللی مثل اقیانوس اطلس شمالی خواهد بود. این فناوری همچنین میتونه در پیدا کردن هواپیماهای گمشده، مثل پرواز MH370 مالزی، نقش حیاتی داشته باشه.

سازمان بین‌المللی هوانوردی غیرنظامی (ICAO)، ADS-B فضایی رو یک «برابرساز فناوری» میدونه که به کشورهای در حال توسعه اجازه میده با هزینه کمتر به قابلیت‌های نظارتی پیشرفته دسترسی پیدا کنن. این فناوری دیگه یک ایده نیست و در حال حاضر در بسیاری از مناطق جهان به صورت عملیاتی استفاده میشه.