PilotAware tillhandahåller den bästa informationen om situationsmedvetenhet. Läs vidare för att se vad som finns tillgängligt och hur det görs.
Den information som tillhandahålls omfattar betydligt fler upptäckta trafiktyper än något annat system....
... även avancerade flyginformationstjänster som Weather RADAR, individuella flygföljningsdata för SAR, Airprox-rapportering och kontroll av tillförlitligheten hos alla EC-enheter.
Hur går det till och hur säkerställer vi att PilotAware fortsätter att ligga i framkant när det gäller innovation inom situationsmedvetenhet?
Svaret är att PilotAware är en komplett infrastruktur och inte bara en enkel EC-enhet (Electronic Conspicuity) från punkt till punkt.
Direkt detektering
De flesta EC-enheter, oavsett vilken frekvens de sänder på, använder endast direkta punkt-till-punkt-överföringsvägar för att upptäcka andra flygplan.
Direkt överföring och detektering är en enkel och välanvänd teknik, men direkt detektering har flera svagheter som måste övervinnas om ett system som enbart förlitar sig på den tekniken ska vara tillförlitligt, ha tillräcklig integritet och vara framtidssäkert för avancerade tjänster.
Som framgår av diagrammet nedan innebär Direct Detection att ett flygplan, utrustat med elektronisk signalering ombord, sänder sin GPS-position som sedan fångas upp av andra flygplan med liknande utrustning.
Detta leder ofta till den felaktiga slutsatsen att om alla flygplan använde samma anordning skulle alla kunna se alla andra och det skulle råda perfekt harmoni för alla att "se och bli sedd". Tyvärr skulle detta inte vara fallet. Det är inte så enkelt och i följande stycken visas varför.
De viktigaste frågorna som måste lösas när man använder Direct Detection på en enda teknik är följande;
- blockering av signal från flygplansskrov (mörkläggning),
- topografisk signalblockering,
- frekvensöverbelastning vid användning av äldre signalmoduleringstekniker,
- enskilda punkter av misslyckande,
- olika krav på situationsmedvetenhet för luft-till-luft och luft-till-mark (ATC),
- olika användningsområden för flygning, t.ex. segelflygning kontra kommersiell luftfart.
- Driftskompatibilitet mellan alla system, inklusive drönare.
Direct Detection är därför inte den fullständiga lösningen och den behöver lite hjälp på traven. Med hjälp kan dock alla ovanstående svagheter övervinnas.
PilotAware-enheterna började naturligtvis, precis som de andra, med Direct Detection som huvudsaklig överföringsväg. Följande tabell visar vad en PilotAware-användare kommer att upptäcka och visa med hjälp av detta första enkla steg av interoperabilitet.
Redan i detta tidiga skede upptäckte PilotAware fler EC-typer än något annat system eftersom vi inkluderade en 1090 MHz-mottagare och intelligent programvara för att även upptäcka Mode-C-, Mode-S-, ADSB- och CAP1391-sändningar på flygbandet.
†I detta tidiga utvecklingsskede (2016) visades Mode-C- och Mode-S-sändningar som mål utan bäring eftersom de inte sänder GPS-koordinater på ett naturligt sätt. Men med över 12 000 flygplan i Storbritannien som sänder Mode-C/S-signaler var detektion av dessa enheter en betydande förbättring jämfört med ingenting alls. Denna svaghet övervanns med introduktionen av PilotAware ATOM GRID 2018, som visas nedan.
De olika europeiska EG-sändningarna
För att kunna upptäcka och visa flygplan som sänder på olika frekvenser krävs en förmedlings- eller översättningstjänst. Detta görs av PilotAware-infrastrukturen.
De europeiska EG-typerna och de modulationstekniker som används är
Varför finns det inte bara ett system?
Du kanske har hört talas om att frekvensöverbelastning är ett problem på flygfrekvensen 1090 MHz. Detta beror på att flygfrekvensbandet använder en mycket gammal (1930-talet) överföringsteknik som kallas PPM (Pulse Position Modulation). Denna teknik är känslig för frekvensstockning i områden med mycket trafik och dess användning måste prioriteras för kommersiella flygplan för att undvika de oacceptabla kostnaderna för ett grossistbyte till en mer effektiv modern moduleringsteknik.
För att komma till rätta med detta använder modernare system som PilotAware, Flarm och Fanet+ det reglerade men olicensierade ISM-bandet (Industrial, Scientific and Medical). Detta ger betydligt större möjligheter att tillhandahålla innovativa lösningar som inte är praktiskt tillgängliga på Aviation-bandet. Det minskar också trycket på Aviation Band så att det kan användas effektivt för kommersiell luftfart.
ISM-bandet har antagits av EASA som kallar det SRD-860-bandet. I ovanstående diagram över EC-typer hänvisar FSK till den modernare modulationsteknik som används och som inte lider av frekvensöverbelastning och som tillåter större innovation. Detta gör att system kan utvecklas för att uppfylla de olika användningsområdena inom luftfarten, t.ex. GA, segelflygplan, UAV osv.
PilotAware ATOM GRID.
ATOM GRID var den första PilotAware-teknik som introducerades för att upptäcka alla dessa andra europeiska EC-sändningar och återutsända dem på SRD-860-bandet så att de kan upptäckas av PilotAware-användare. Diagrammet nedan visar ATOM 3 antenner som fångar upp alla EC-sändningar och sänder dem vidare till PilotAware-användare, om de inte fångas upp av Direct Detection.
1090MHz (ADSB, CAP1391, Modes-C/S) är Aviation Band. Reglerad och licensierad.
Både (869.25MHz) och 868MHz (Flarm) är på EASA 860 Band. Reglerat men olicensierat.
Detta innebär att fler innovationer är möjliga när du använder SRD-860 Band.
Diagrammet nedan visar hur denna universella detektering av alla sändande flygplan går till.
Följande tabell visar vad en PilotAware-användare kommer att upptäcka och visa på en Electronic Flight Bag, Smart Tablet eller skärm med hjälp av förmedlings- och återutsändningstjänsten ATOM GRID.
Av tabellen framgår att alla Flarm-, Fanet+- och OGN-trackers nu kommer att upptäckas och visas på surfplattor som är anslutna till PilotAware-enheter när de befinner sig inom räckhåll för minst en ATOM .
Dessutom, med hjälp av ATOM GRID och information från 360 RADAR Ltd, har alla Mode-S-sändningar nu försetts med latitud och longitud med hjälp av PilotAware Mode-S/3D multilaterationsteknik.
För GA-flygplan i Storbritannien ger Direct Detection plus ATOM GRID Rebroadcasts detektering av 12 000+ Mode-S-sändningar, 5000+ PilotAware-sändningar, 4000+ Flarm- och Fanet+-sändningar och 3000+ ADSB- och CAP1391-sändningar.
†Mode-C-sändningar förblir tillsvidare ointressanta mål.
Multipel detektering och återutsändning med hjälp av ATOM GRID
Följande diagram visar hur ATOM GRID på ett unikt sätt upptäcker, översätter och återutsänder signaler från flygplan som använder andra elektroniska signalanordningar än PilotAware. PilotAware-användare kan alltså se fler flygplan än något annat system med lägsta möjliga latens (fördröjning).
Detektering, översättning och förmedling av alla signaler för att skapa interoperabilitet är dock bara en del av ATOM GRID-berättelsen.
Med över 320 ATOM i Storbritannien upptäcks flygplan under flygning av flera (upp till 10+) ATOM samtidigt. Denna detektering från flera vinklar bidrar till att minimera störning av flygplanssignaler som orsakas av dålig installation eller användning av dåligt placerad eller utformad handbagageutrustning.
Antalet flygplan som upptäcks ökar eftersom detekteringsområdet förbättras och detekteringen nu inte är en direkt funktion av sändningseffekten eller mottagarkänsligheten hos enheten i flygplanet.
- Den andra vägen, för EC-data, genom ATOM GRID ger en redundans i datavägen som inte är tillgänglig för andra system.
- Systemets övergripande integritet förbättras jämfört med enbart Direct Detection.
Inget annat EC-system gör detta.
Bilden nedan visar ett typiskt flygplan som detekteras av ATOM GRID. De gröna vektorerna visar PilotAware-överföringen som plockas upp med ljusets hastighet av enskilda stationer. ATOM kommer naturligtvis att fånga upp alla EC-enheter oavsett vilken EC-typ de använder. Dessa sändningar kan användas individuellt eller kollektivt för att spåra varje flygplan utan förlust.
Detta gör att PilotAware kan spåra flygplan på lägre höjder än traditionell primär och sekundär RADAR, som utgör ryggraden i de flesta ATC-tjänster i Europa.
Följande diagram visar några av de över 300 ATOM som finns installerade i Storbritannien.
More ATOM stations are installed in Europe and the Network is growing by about 4 stations a week. If you want to install an ATOM station at your location please contact ATOM@pilotaware.com to learn how we will subsidise the installation and provide the best Situational Awareness Flight Information Display for you.
SKY-GRIDTM
ATOM GRID förändrade spelplanen, men det krävdes mer innovation för att komma till rätta med de återstående svagheterna hos Direct Detection och ATOM GRID självt.
Ingen EC RADAR-enhet kan se runt hörn, bakom berg eller på mycket låga nivåer utan lite hjälp. Det är därifrån uttrycket "att flyga under RADAR" kommer. Denna hjälp tillhandahålls nu av PilotAware SKY-GRIDTM
När det gäller att göra det komplicerade enkelt ger den senaste programvaran SKY-GRIDTM markstationsfunktionalitet till alla flygplan som flyger med PilotAware. Det är som att ha egna satelliter som tittar ner för att se runt hörn, bakom berg eller lokalisera flygplan och drönare som flyger på mycket låga nivåer utanför räckvidden för ett ATOM GRID-markstationsnätverk.
Följande diagram visar hur Sky-GRIDTM Data Relay tillhandahåller funktioner som inte är tillgängliga för något annat EC-system. SKY-GRIDTM är nu tillgängligt och bidrar till att öka antalet flygplan som PilotAware-infrastrukturen kan se.
Enkelt uttryckt fungerarSKY-GRIDTM så här
- Det röda PilotAware-utrustade flygplanet befinner sig inom räckhåll för minst 1 markstation som sänder med ljusets hastighet med liten fördröjning.
- Det orange PilotAware-flygplanet (eller drönaren) är inte inom räckhåll för någon markstation. I det här fallet blockeras det av berget.
- Det röda flygplanet upptäcker det orange flygplanet och inser att det INTE är anslutet till en markstation.
- Det röda flygplanet vidarebefordrar det orange flygplanets position till ATOM :s markstation, också det med ljusets hastighet. ATOM kommunicerar detta till PilotAware-servrarna på ett ögonblick, så att det orange flygplanets position inte går förlorad för flyginformationsskärmarna för situationsmedvetenhet eller resten av nätverket.
- Det röda flygplanet vidarebefordrar sedan positionerna för alla flygplan i närheten av det orange flygplanet så att piloten i det orange flygplanet kan se vad han skulle ha sett om det hade varit anslutet till GRID via servrarna.
SKY-GRIDTM övervinner därför topografiskt mörker, förbättrar situationsmedvetenheten på låg nivå, ger ytterligare redundans, förbättrar den övergripande systemintegriteten och minskar antalet enskilda felkällor ytterligare.
SKY-GRIDTM tillhandahåller markstationsfunktioner till alla PilotAware-utrustade flygplan.
Inget annat EC-system gör detta.
PilotAware iGRID
PilotAware iGRID introducerades 2022 och förbättrar PilotAware-infrastrukturen ytterligare.
PilotAware iGRID lägger till en4:e datalänk till PilotAware-enheter för att;
- Tillhandahåller en dataväg med högre bandbredd.
- Öka redundansen i datavägen.
- Förbättra integriteten.
- Dessutom minskar antalet enskilda felkällor.
Programvaran PilotAware iGRID länkar din PilotAware-enhet till PilotAware-servrarna via din mobiltelefon. Även om mobiltelefonnätet i sig inte är lämpligt för tillförlitlig och exakt Electronic Conspicuity är det mycket bra som en redundant länk och för överföring av flyginformationstjänster.
Med hjälp av tidsstämplade data kan PilotAware iGRID nu användas för Enhanced Traffic, Weather RADAR och andra tjänster som programvaruuppgraderingar, licensförnyelse, diagnostik och säkerhetstjänster i framtiden.
Implementering av iGRID uppnås helt enkelt genom att lägga till en liten WiFi-dongle och ladda ner den senaste iGRID-programvaran.
Kombinera alla tekniker tillsammans.
Genom att kombinera alla dessa tekniker ser PilotAware-användaren verkligen fler flygplan med större noggrannhet än något annat EC-system som finns tillgängligt idag. De kraftfulla datorer som är inbyggda i varje PilotAware-enhet, i varje ATOM och i PilotAware-servrarna ger den spjutspetsteknik som säkerställer att du får de senaste trafikuppgifterna från flera källor oavsett vilken EC-teknik som används.
Framtiden
PilotAware Ltd fortsätter att förnya sig i snabb takt med hjälp av all tillgänglig teknik.
Tills det finns en eller flera gemensamma frekvenser tillgängliga som uppfyller kraven för alla användningsområden inom luftfarten, måste lösningen vara interoperabilitet mellan systemen.
Vi hoppas att detta dokument har visat att PilotAware nu ger svar på interoperabilitetsfrågorna.
Med interoperabilitet menar vi att användarna ska kunna välja den EC som passar deras typ av flygning och inte vara bundna till någon enskild frekvens, vilket vissa förespråkar.
ADSB
Om du för närvarande använder ADSB-out kan du få allt ovan genom att helt enkelt integrera en billig PilotAware Rosetta eller Rosetta Fx i ditt nuvarande system.
Om du inte har ADSB-out men har turen att ha en TRIG- eller Funke-transponder med utökad squitter, kan du med hjälp av PilotAware Rosetta konvertera din Mode-S-transpondertransponder till ADSB-out SIL=0 genom att koppla ihop dem med en billig gränssnittskabel.
Detta kommer sedan att förbättra din EC att ge;
- ADSB in och ut, SIL=0
- PilotAware in och ut,
- Flamma in
- Fanet+ i
- Mode-S/3D i
- SkyGRIDTM
- iGRID
Hur du uppgraderar till ADSB-out förklaras här
FLARM
Om du för närvarande använder Flarm kan du få allt ovan genom att helt enkelt integrera en billig PilotAware Rosetta FX i ditt nuvarande system.
Rosetta Fx är en helt ny utveckling från PilotAware Ltd tillgänglig under Q3 2023. Rosetta FX kopplas i serie med din befintliga Flarm-enhet för att tillhandahålla PilotAware-funktionalitet.
Rosetta FX har de flesta av funktionerna i PilotAware Rosetta men har utvecklats specifikt för Flarm-operationer.
Rosetta FX innehåller:
- Flera alternativ för strömtillförsel
- Plug and play med Flarm-enheter
- Fjärrkontroll Alternativ för intern eller extern antenn
- Alternativ för intern eller extern GPS
- Dedikerat ADSB-in-chip
- Dedikerad pilotMedveten in-ut-radio
- Väger 100 gram
- Låg energiförbrukning för lång batteritid.
- Ytterligare sensorer för framtida tillämpningar.
Genom att installera en Rosetta Fx kan du sedan förbättra din EC to give;
- Flarm in och ut
- PilotAware in och ut,
- ADSB-in
- Mode-S/3D i
- SkyGRIDTM
- iGRID
EASA ADS-L protokollspecifikation aktiverad:
PilotAware FX är redo att fjärruppdateras för användning med EASA SRD860-frekvensbandet, vilket är tillåtet enligt AMC1 SERA 6005C Point (a)(3). Detta kommer att ge ett gemensamt protokoll för användning i europeiskt luftrum definierat som U-space.
PilotAware har i samarbete med andra tillverkare bistått EASA i utvecklingen av ADS-L-protokollet och ser fram emot att hjälpa till att integrera GA-flygplan med obemannade flygplan i Europa utan onödiga tillfälliga eller permanenta luftrumsbegränsningar.
SRD860-protokollet förväntas implementeras av EASA under 2024. Rosetta och Rosetta FX kommer att vara redo.
Drönare och UAV:er.
Under 2021 demonstrerade PilotAware Ltd i samarbete med University of Central Lancashire UCLAN autonom BVLOS-flygning med hjälp av PilotAware-infrastrukturen förstärkt med AI för att undvika alla flygplan med alla EC. Den inlämnade artikeln om detta, "Towards mid-air collision-free trajectory for autonomous and pilot-controlled unmanned aerial vehicles", kommer snart att publiceras och kan ses på IEE:s webbplats.
PilotAware is developing Rosetta DX for UAV BVLOS applications available in Q3 2023. For more information please contact atom@pilotAware.com
Använd med tillförsikt
Vi hoppas att den här rapporten har visat att PilotAware arbetar kontinuerligt med innovation för att ta fram de bästa produkterna för Electronic Conspicuity och situationsmedvetenhet som finns tillgängliga i Europa.
Den rättsliga vägen framåt kan vara grumlad av osäkerhet, men PilotAwares vision är tydlig: att tillhandahålla de bästa produkterna och tjänsterna för GA-flyget.
Du kan lita på PilotAware!