11 oktober 2020

Waarom doet PilotAware geen ADS-B out? [Bijgewerkt]

Bij PilotAware is ons gevraagd waarom we PilotAware niet ontwikkelen om ADSB-uit te zenden op 1090MHz, omdat dit de frequentie is die wordt aanbevolen door de CAA voor producten die voldoen aan de Britse publicatie CAP 1391.

Initiële korte respons (leestijd 1minuut 20 seconden)

Het antwoord is dat PilotAware consequent is geweest in zijn antwoord dat het niet de aanzienlijke investering zal doen om een dergelijk apparaat te produceren dat alleen geschikt is voor het VK totdat is aangetoond dat de 1090MHz Aviation Band de fysieke capaciteit heeft om alle GA- en CAT-vliegtuigen aan te kunnen, laat staan drones die op deze frequentie uitzenden. PilotAware denkt, net als ICAO, de FAA in de Verenigde Staten en EASA in Europa, dat dit onwaarschijnlijk is. Luchtvaarttransponders zoals Mode-A, Mode-C, Mode-S en ADSB-out gebruiken allemaal dezelfde 1090MHz band met zijn inherent beperkte capaciteit, modulatietechniek, pulspositiemodulatie (PPM).

In overeenstemming met het huidige EASA-beleid spant PilotAware zich dan ook volledig in om de interoperabiliteit te vergroten tussen de huidige systemen die vrijwillig worden gebruikt door de verschillende luchtvaartgemeenschappen. Dit biedt alle gebruikers de keuze om te gebruiken welke EC het beste bij hen past, aangezien er geen one size fits all is.

Om duidelijk te zijn betekent dit niet dat PilotAware op enigerlei wijze tegen ADSB-uit is. Sterker nog, we hebben software op alle PilotAware units die GPS-berichten uitvoert via een eenvoudige goedkope kabelverbinding met een bestaande transponder (uitgerust met Extended squitter) die er op zijn beurt voor zorgt dat deze ADSB uit zendt met een SIL=0 die aangeeft dat het een niet-goedgekeurde GPS-bron gebruikt. We raden iedereen die dit kan doen aan dit te doen voor een beter situationeel bewustzijn en vliegveiligheid.

Het meer gedetailleerde antwoord. (9 minuten leestijd)

Het acroniem ADSB wordt vaak gebruikt. Als het echter niet in zijn context wordt begrepen, kan het gebruik ervan verkeerd worden begrepen, tenzij een paar basisprincipes worden begrepen. Deze worden hieronder uitgelegd.

ADSB staat voor Automatic Dependent Surveillance Broadcast. Dit is een algemene verklaring die apparatuur beschrijft die  

  1. Automatisch. Er is geen externe stimulans zoals een secundaire surveillanceradar nodig om een transmissie te starten.
  1. Afhankelijk. Het is afhankelijk van een GPS-ingang om zijn locatie door te geven.
  1. Bewaking. Het wordt gebruikt om de positie in ruimte en tijd weer te geven.  
  1. Het is een Broadcast-signaaldat iedereen kan oppikken op de frequentie waarop het wordt uitgezonden.

Dit is een algemene verklaring en kan worden toegepast op andere moderne systemen zoals FLARM, Fanet, PilotAware enz.

In de context van uitzendingen op de gereguleerde luchtvaartfrequenties wordt ADSB geassocieerd met 2 frequenties.

1090MHz met behulp van Pulse Position Modulation (PPM). Deze frequentie werd voor het eerst gekozen voor identificatie van vriend of vijand (IFF) door het leger in de jaren 1940 en is een eenvoudige techniek die weliswaar zeer effectief is, maar zeer inefficiënt in het gebruik van het toegewezen spectrum. 1090MHz is ook gebruikt door alle andere technologieën die na IFF kwamen, zoals Modes A, C en S.  

De internationale standaard

De internationale standaardspecificatie voor ADSB op 1090 MHz is te vinden op.  

RTCA DO-260 minimale operationele prestatienormen voor 1090 MHZ extended squitter automatische afhankelijke surveillance - uitzending (ADS-B) en verkeersinformatiediensten - uitzending (TIS-B)

Deze specificatie beschrijft de vereisten voor ADSB-transponders met een minimaal zendvermogen van 70Watt en wordt wereldwijd gebruikt. ADSB-transponders verzenden een DF17-code om aan te geven dat ze voldoen aan de RTCA DO-260-norm .

UK CAA CAP1391

Dit is een nationale standaard die is geïntroduceerd door de Civil Aviation Authority van het Verenigd Koninkrijk en die de specificatie beschrijft voor een zendontvanger met laag vermogen die ADSB gebruikt op 1090MHZ met behulp van PPM. Deze norm is niet geharmoniseerd door ICAO, FAA of EASA en wordt beschouwd als een norm van een ICAO-lidstaat, niet als een internationale norm. CAP1391 is echter ook door Australië aangenomen als nationale standaard. Het EASA heeft CAP1391 niet geharmoniseerd en daarom kunnen apparaten met deze specificatie momenteel in geen enkele Europese staat worden gebruikt, behalve als ADSB-ontvanger. De fabrikant van CAP 1391-apparaten heeft daarom terecht verklaard dat de zendfunctie moet worden uitgeschakeld bij het verlaten van het Britse luchtruim. ADSB-zendontvangers zenden een code genaamd DF18 uit om aan te geven dat ze voldoen aan de CAP1391 standaard.

978MHz (UAT) Dit is een tweede internationale luchtvaartfrequentie die gebruik maakt van een modernere en veel efficiëntere modulatietechniek genaamd FSK (Frequency Shift Key). Binnen de Verenigde Staten kan het 978MHz UAT-systeem verkeers- en door de overheid gegenereerde grafische weerinformatie gratis verstrekken via deTIS-BenFIS-B toepassing. TIS-B en FIS-B worden gefinancierd door de Amerikaanse federale overheid. De dienst is elders in de wereld niet universeel vanwege de hoge kosten die nationale overheden moeten maken om de grondinfrastructuur op te zetten.

Daarom moet het bij het bespreken van ADSB duidelijk zijn welke versie van ADSB wordt geciteerd.

ADSB als generieke technologie

ADSB 1090MHz PPM in overeenstemming met internationale standaard RTCA DO-26 gebruikt door transponders bij >/=70Watt en DF17 zendend.

ADSB 1090MHz PPM in overeenstemming met de UK CAP1391standaard gebruikt door zendontvangers met laag vermogen (geen Mode A) en DF18 zendend.

ADSB 978MHz (UAT) FSK gebruikt voor TIS-B en FIS-B voornamelijk in de VS.  

Gebruik van ADSB-out (109MHz PPM) of RTCA DO-26 of CAP 1391 op drones?

In de Verenigde Staten

In de Verenigde Staten heeft de FAA het gebruik van ADSB-out op drones na 1 januari 2022 verboden.  

De voorgestelde regel verbiedt het gebruik van ADS-B Out en transponders voor UAS-vluchten onder 14 CFR deel 107 en deel 91, tenzij anders toegestaan door de FAA.De FAA is bezorgd dat de mogelijke proliferatie van ADS-B Out zenders op UAS een negatieve invloed kan hebben op de veilige exploitatie van bemande luchtvaartuigen in het luchtruim van de Verenigde Staten. De verwachte aantallen UAS-activiteiten kunnen de beschikbare ADS-B-frequenties verzadigen, waardoor de ADS-B-mogelijkheden voor bemande luchtvaartuigen worden aangetast en ADS-B-ontvangers op de grond mogelijk worden verblind.

Volg voor de volledigheid, context en referentie de onderstaande link.

https://www.federalregister.gov/documents/2019/12/31/2019-28100/remote-identification-of-unmannedaircraft-systems

In het Verenigd Koninkrijk

In november 2020 reageerde de Britse burgerluchtvaartautoriteit op het ICAO-verbod op ADSB 1090MHz voor drones onder 500 ft met de volgende verklaring.  

"Volgens de bestaande regelingen wisselen ADS-B-apparaten informatie uit op 1090 MHZ. Dit kan echter leiden tot spectrumcongestie in het luchtruim op lage hoogte. De ICAO heeft staten een brief gestuurd waarin het gebruik van 1090 MHz onder 500 voet wordt verboden. Het VK onderzoekt momenteel het gebruik van 978 MHz voor UAS om het risico van overbelasting van het spectrum op 1090 MHz te beperken " Referentie CAP 722 Editie 8 sectie 3.5.2.1.1 .

https://publicapps.caa.co.uk/modalapplication.aspx?appid=11&mode=detail&id=415

In Europa

Europa bestaat uit 27 lidstaten die afspreken om de regelgeving onderling te harmoniseren. Als een lidstaat toch een andere standaard heeft, zoals de CAA met CAP1391 vóór Brexit, dan is dat mogelijk. Maar omdat één lidstaat zo'n regeling heeft, wordt deze niet automatisch geratificeerd door andere lidstaten. EASA heeft CAP1391 niet overgenomen en het wordt in geen enkele lidstaat van de Europese Unie erkend.  

Met betrekking tot ADSB ontworpen volgens de internationale standaard RTCA DO-2 werd in 2019 in Amsterdam de volgende verklaring uitgegeven.

AOPA-Nederland heeft geprobeerd een experiment op te zetten (vergelijkbaar met die in het Verenigd Koninkrijk en Denemarken) om ADSB-apparatuur te testen, maar het Nederlandse Ministerie van Verkeer wil wachten tot de EASA een besluit heeft genomen.

Op dit moment is het nog helemaal niet duidelijk welke koers het EASA gaat varen.Er is jaren geleden al een poging gedaan om ADS-B te implementeren voor alle vliegtuigen, ook onder 5700kg, maar ze moesten zich realiseren dat het niet kan werken op basis van Mode S [109MHz] technologie voor alle vliegtuigen..

In het Europese kerngebied (binnen de polygoon Parijs → Londen → Hamburg → Wenen → Zürich → Parijs) is de Mode S verzadiging al zo hoog, dat het uitrusten van alle resterende GA vliegtuigen en luchtsportvoertuigen zoals zweefvliegtuigen en microlights met Mode S gebaseerde ADS-B zou leiden tot een overbelasting van het Mode S systeem. Als bijvoorbeeld in Duitsland op een mooi zomerweekend 25% van de GA vloot tegelijkertijd de lucht in zou gaan, zou de luchtverkeersleiding al een enorm probleem hebben. Doelwitten zouden een paar seconden onzichtbaar kunnen worden en ook het ACAS-systeem aan boord van de vliegtuigen zou alleen werken met verminderd bereik.

Daarom overweegt EASA andere ADS-B enablers met een hogere capaciteit, waaronder UAT, maar er wordt ook gesproken over de integratie van FLARM en andere bronnen via hun grondsysteem Open Glider Network.Einde.

Voor de volledigheid en referentie kan het eigenlijke document worden gevonden via onderstaande link.

https://www.iaopa.eu/contentServlet/iaopa-europe-enews--december-2019

Waarom dan niet 978MHZ (UAT) gebruiken?

Deze oplossing is beschikbaar in de VS waar de federale overheid de nodige grondstationinfrastructuur heeft gefinancierd die ADSB 1090MHz en ADSB 978MHZ samen integreert. Andere nationale overheden of ICAO-lidstaten zijn niet zo rijk of geneigd om dit te doen. Daarom is dit buiten de VS nog niet op grote schaal toegepast.

Zoals beschreven in de UK Frequency Allocation Table (UKFAT) van OFCOM maakt de 978MHZ-frequentie deel uit van het radiospectrum dat wordt gebruikt voor;  

DME-apparatuur  

Diensten voor radioastronomie

Diensten voor programmamaken en speciale evenementen (PMSE) opdrachten en goedgekeurd door OFCOM  

Communicatiesystemen van het Ministerie van Defensie werken met toestemming van de CAA.

Momenteel is 978MHZ niet universeel beschikbaar in het VK en Europa voor de introductie van een UAT-dienst. Zoals eerder vermeld in CAP 772 onderzoekt de Britse burgerluchtvaartautoriteit echter het mogelijke gebruik van 978MHz, hetgeen ongetwijfeld onderhandelingen met OFCOM zal omvatten. 978MHz heeft daarom het potentieel voor een standaardfrequentie voor EC in het VK als de spectrale en financiële overwegingen kunnen worden overwonnen. PilotAware houdt deze mogelijkheid nauwlettend in de gaten voor toekomstige productontwikkeling als dit financieel haalbaar is.

 

Interoperabiliteit

Zoals supporters van PilotAware weten, zijn wij voorstanders van interoperabiliteit tussen bestaande systemen en zijn we tegen een mandaat voor een enkele technologie.

Om zoveel mogelijk interoperabiliteit te bieden, hebben we veel tijd, geld en energie geïnvesteerd in de ontwikkeling van het PilotAware ATOM GRID Netwerk om dit voor iedereen te bereiken. Lees erhier alles over en hoe u kunt helpen.

PilotAware is tegen geen enkele technologie zolang ze veilig en goedkoop is, bijdraagt tot de veiligheid van de algemene luchtvaart en de integriteit van het bestaande ongecontroleerde luchtruim handhaaft. In onze wereld zijn alle vormen van luchtvaart even belangrijk maar verschillend in hun werking en dus is er niet één type EC dat geschikt is voor iedereen. Als het VK een wereldleider in de luchtvaart wil worden, dan moet de sportluchtvaart worden aangemoedigd om vanaf de basis op te bloeien en niet beperkt blijven tot een paar enkelingen.  

Het is onvermijdelijk dat de snelle technologische vooruitgang nieuwe innovatieve en verstorende diensten zal opleveren voor GA, vliegtuigen die te voet worden gelanceerd, drones en andere vliegtuigen. Deze technologieën omvatten traditionele radio, 4G en 5G mobiel, vrije ruimtelasers en andere innovaties.  

Innovatie gedijt niet in een gereguleerde omgeving. Als 978MHz een internationale standaard wordt voor elektronische zichtbaarheid zal dat een goede stap voorwaarts zijn, maar er zullen nog steeds andere technologieën nodig zijn om diensten te leveren die niet beschikbaar zijn op de gereguleerde frequentie. Houd dit in de gaten, het is allemaal erg spannend.  

Vlieg veilig.

0