ADSB

ADSB (באנגלית: Automatic dependent surveillance—broadcast. מערכת מעקב אחרי מטוסים, על בסיס שידור עצמי שלהם) היא מערכת שנועדה לאפשר מעקב אחרי מטוסים, ללא תלות בכיסוי מכ"ם. המערכת מבוססת על כך שהמטוסים יודעים את מיקומם העצמי באמצעות מערכת ניווט לוויינית ומשדרים את מיקומם העצמי, כמו גם נתונים נוספים, באופן תדיר, מה שמאפשר את המעקב אחריהם.
את השידורים יכולות לקלוט תחנות קרקעיות ובהתאם, מערכת ADSB קרקעית יכולה להחליף את המכ"ם המשני של שדות תעופה או מכ"מים של יחידות בקרה אזרחיות. מטוסים שהותקנה בהם יכולת ADSB-IN יכולים גם הם לקלוט את שידורי המערכת.
ADSB היא מרכיב מרכזי בתוכניות לקידום התעופה האזרחית, הן בארצות הברית (Next Gen), הן באירופה (SESAR), הן באוסטרליה והן בהודו. בנוסף, ADSB מהווה מרכיב גם בתוכניות של ההארגון הבינלאומי לתעופה אזרחית, ה־ICAO.
כבר היום, (פברואר 2019) באוסטרליה, טיסה בכללי IFR מחייבת ADSB. החל מינואר 2020 - חלק גדול מכלי הטיס בארצות הברית יהיו חייבים להתקין מכשירי ADSB-OUT (שידור נתונים). גם באירופה ובקנדה, המערכת נפרשת והחובה הרגולטורית להתקנתה נכנסת לתוקף.

תיאור המערכת

המערכת כוללת שני "מכלולים לוגיים" נפרדים, ADSB-OUT, שמשדר נתונים מהמטוס החוצה ו־ADSB-IN שכולל את היכולת לקלוט נתונים המשודרים בתדר ובפרוטוקולים המתאימים - מתחנות קרקעיות או ממטוסים שנמצאים בטווח שמאפשר קליטה מהם.
בנוסף, מטוסים שיש להם ADSB-IN והם מנויים לשרות TISB, יכולים לקבל תשדורות של "תמונה אווירית" מתחנה קרקעית. למוד פעולה זה יש יתרון מכיוון שהתחנה הקרקעית יכולה לשדר "תמונה אווירית" הכוללת גם "מטרות" ADSB וגם "מטרות" מכ"ם וכך, למטוס הקולט יש תמונה מלאה יותר שכוללת גם מטוסים שאין להם משדר (ADSB (ADSB-OUT.
שרות נוסף שהמערכת יכולה לאפשר הוא שרות FISB, שרות המפיץ "ידיעות טייס" ובכללן דיווחי מזג אוויר, ידיעות לטייס (NOTAMS), ידיעות בנוגע למצב בשדות תעופה רלוונטיים וכדומה.

פגיעות המערכת לתקיפות "סייבר"

מערכת ה־ADSB פותחה, ככל הנראה, ללא התייחסות לאפשרות שגורמים עוינים ינסו לחבל בה ובהתאם, היא לא כוללת מנגנוני אימות זהות, הצפנת תוכני המסרים וכדומה. מספר האקרים הדגימו כיצד ניתן, באמצעות אמצעים זולים יחסית, להקים תחנות לקליטת שידורי ה־ADSB ובאמצעות "רדיו מוגדר על ידי תוכנה", לייצר הודעות ADSB חוקיות וכך להכניס למערכת "מטרות מזויפות"..

תרומה לבטיחות

מכיוון שלמטוסי התעופה האזרחית אין מכ"ם לגילוי מטוסים, מניעת ההתנגשות בין מטוסים מבוצעת באחת משתי גישות בסיסיות. כאשר טסים לפי VFR, האחריות למניעת התנגשות מוטלת על הטייסים. בהתאם, טיסה על פי כללי טיסת ראייה אפשרית רק במזג אוויר טוב. רוב הטיסות בעולם ובעיקר, טיסות של מטוסים גדולים עם הרבה נוסעים או מטען, מתבצעות לפי כללי טיסת מכשירים. כאשר טסים לפי כללי טיסת מכשירים, האחריות למניעת התנגשויות מוטלת על הבקר. מניעת ההתנגשויות נשענת על מרווחי גובה, מרווחי טווח מינימום באותו נתיב, שמירת מהירות קבועה וכיוצא באלו. בעת טיסות לפי כללי טיסת מכשירים אין לטייסים יכולת לבקר את מרווחי הבטיחות ובעיקר, כאשר הטיסות מתבצעות בתוך עננים או במצבים של ראות לקויה. קביעת המרווחים על ידי הבקר, כמו גם בקרת המרווחים מתבצעים בעיקר תוך הישענות על אותות המכ"ם ואולם חלק ניכר מהעולם - לא נמצא בכיסוי מכ"ם ובפרט מרחבי הטיסה שמעל האוקיינוסים.
כדי לשפר את הבטיחות ולאפשר לטייסים לדעת, כאשר נוצרים נתיבי התנגשות, מסיבה כלשהי, שולבו בתעופה האזרחית שתי גישות. הגישה הראשונה נשענת על מערכת חוקר/משיב שבאמצעותה, המטוסים "יודעים" כאשר מטוס אחר ניכנס לנתיב שעלול לסכן את המטוס. מערכת זו נקראת Traffic collision avoidance system, TCAS. יתרונה הגדול של המערכת היא העובדה שהיא נשענת על תקשורת חוקר/משיב בין המטוסים עצמם ובהתאם, המערכת עובדת גם באזורים שבהם אין כיסוי מכ"ם. חסרונה הגדול של המערכת נעוץ בעובדה שהיא עובדת רק אם לשני המטוסים יש מערכת מתאימה.
מערכת ADSB נותנת לבקרים מערכת אמינה שהדיוק שלה אינו תלוי בטווח מהתחנה הקרקעית. מצב זה מאפשר לבקרים לתת בקרה טובה יותר ולכאורה, מקטין את הסיכויים לטעות. מערכת ה־ADSB-IN, מאפשרת לטייסים תמונה אווירית רצופה ובהתאם, היא נותנת להם לזהות מצבים של נתיבים מסוכנים, זמן רב לפני שנוצרת סכנת התנגשות ממש.
מערכות ה־ADSB וה־TCAS "מדברות" ביניהן וכך ה־TCAS "יודע" על מטרות בטווחים שבהם החוקר/המשיב עדיין לא קולט.
למערכת יש גם תרומה ישירה במצבים של חילוץ והצלה, היא מאפשרת לדעת כאשר מסלול הנחיתה לא פנוי והיא תומכת בקליטת דיווחי מזג אוויר ונתוני תמונה אווירית אחודה מהקרקע, היכן שניתן שירות כזה.

השכבה הפיזית ודרישות ההפעלה כתלות בסוג המרחב האווירי

קיימים שני סוגי "דאטה־לינק" (Data Link) שנועדו לשרת את ה־ADSB.

(Universal Access Transceiver (UAT

תקשורת בתדר 978 מגה־הרץ שנועדה לשרת, בעיקר, מטוסים שמיועדים לטוס בגובה נמוך מ־18,000 רגל, בדרך כלל, מטוסי תעופה כללית. בארצות הברית, יש למעלה מ־160,000 מטוסים כאלה ובהתאם, הקצאת תדר זה נועדה בעיקר כדי להבטיח שלמטוסי הנוסעים והמטען הגדולים, שטסים, רוב הזמן, מעל 18,000 רגל, יוותר רוחב פס מספק לטובת ה־ADSB.

1090MHZ extended squitter

תקשורת בתדר 1,090 מגה־הרץ שנועדה לשרת את מטוסי הנוסעים והמטען, הגדולים יותר, שטסים, רוב הזמן, מעל גובה 18,000 רגל. דאטה לינק זה אמור להיות ממומסר באמצעות לוויני אירידיום נקסט.
בארצות הברית, החל מ־2020, חובה על כל מטוס שטס בגובה מעל 18,000 רגל, להפעיל ADSB-OUT בתדר 1,090MHZ. מעל גובה 10,000 רגל, ובמרחבים הקרובים לשדות תעופה, כמו גם באזורים מסוימים נוספים, חובה להפעיל את אחד משני סוגי ה"דאטה לינק".
מכיוון שמכשירים הפועלים בתדר שונה, לא יכולים "לדבר" האחד עם השני, רק מטוסים שיש להם גם ADSB-IN והם גם נמצאים בטווח רלוונטי מתחנה קרקעית והם גם מנויים לשרות הפצת מידע מתחנה קרקעית מתאימה, כזו שמפיצה את תמונת ה ADSB המתקבלת משני התדרים השונים - יוכלו לראות את התמונה האווירית המלאה, כפי שמתקבלת משני התדרים השונים (ובדרך כלל, זו תהיה תמונה שתכיל גם מטרות מכ"ם, לגבי מטוסים שאין להם בכלל ADSB-OUT).
במטוסים בהם מותקן משיב מכ"ם (המקביל האזרחי למערכת זיהוי עמית־טורף - זע"ט), כולל תמיכה במוד S, התקנת יכולת ה ADSB לא מצריכה "קופסאות חומרה" חדשות אלא שדרוג שמאפשר תמיכה בפרוטוקולים, בהודעות ובפורמט העבודה של ה־ADSB בלבד.

אוסטרליה

אוסטרליה הצטיידה ביותר מ־70 תחנות קרקעיות שנותנות לה כיסוי מלא של כל מרחב היבשת - מגובה 30,000 רגל ומעלה. בנוסף, כל המטוסים שרשומים באוסטרליה חויבו לשאת מיכשור ADSB החל מה־2 בפברואר 2017 כתנאי לטיסה בכללי טיסת מכשירים (IFR).

קנדה

חברת מתן שרותי הנווט בקנדה, Nav Canada, משתמשת במערכות ADSB כבר מ־2009. הרשויות הקנדיות משתמשות במערכת, בעיקר, כדי לתת שרותי בקרה באזור מפרץ הדסון וזאת מכיוון שהאזור לא מכוסה על ידי מכשירי מכ"ם. הקנדים מתכוונים לפרוש תחנות ADSB בכל צפון קנדה כדי לאפשר שרותי בקרה באזור הארקטי.

האיחוד האירופאי

לפי דו"ח בנוגע לפרישת מערכי SESAR, נכון להיום (2019) יש באיחוד כ־130 מערכות קרקעיות מותקנות ומספר זה אמור להתייצב על כ־180 מערכות במהלך שלוש השנים הקרובות.

איסלנד

חברת תפעול שדות התעופה ושרותי הנווט באיסלנד, מפעילה תחנות ADSB המאפשרות מתן שרותי בקרה באזור צפון מזרח האוקיינוס האטלנטי. התחנות פרושות באיסלנד, איי פארו וגרינלנד.

סין

סין התקינה מערך של שמונה תחנות קליטה קרקעיות במרכז סין, בשיתוף פעולה עם חברה אמריקאית. מערכת זו כללה שימוש ראשון של ADSB UAT מחוץ לארצות הברית. כבר במרץ 2009, המערכת צברה למעלה מ־1.2 מיליון שעות טיסה - מבלי שהתקבלו דיווחים על אירועים בטיחותיים כלשהם.

שוודיה

שוודיה התקינה 12 תחנות קרקעיות כבר ב 2009. תחנות אלו, בין השאר, יתנו שירות FISB, TISB ואותות לתיקון דיפרנציאלי של שגיאות ה־GPS.

ארצות הברית

על פי הערכות שונות, בארצות הברית, נכון ל־2018 מותקנו כבר למעלה מ־40,000 כלי טיס. לפי הערכות ה־FAA, בארצות הברית יש למעלה מ־160,000 כלי טיס של "תעופה כללית" בנוסף על כמה עשרות אלפי מטוסים המשמשים לטיסות נוסעים ומטען במסגרת מפעיל אווירי מסחרי. לפי האתר של AOPA, ארגון הטייסים ובעלי המטוסים שמייצג את עולם התעופה הכללית, נכון לאוקטובר 2018 מותקנו 61,101 מטוסים.ה־FAA מפרסם את סטטוס ההתקנות העכשווי, כולל עדכון חודשי קבוע באתר שלו.

הודו

הודו השלימה הצטיידות בתחנות קליטה קרקעיות כבר ביוני 2014. מערך זה מכסה את כל הודו, חלקים ממפרץ בנגל ומהים הערבי.

איחוד האמירויות הערביות

איחוד האמירויות הערביות התקינה שלוש תחנות ADSB קרקעיות והן משולבות ביחד עם מערכי הבקרה המסורתיים, מבוססי המכ"ם, כך שכל המדינה מכוסה בכל הקשור לנתיבים בגובה.

הוכחות היתכנות

מספר הוכחות היתכנות ליכולת קליטת האות של מערכות ה־ADSB מלוויינים בוצעו על ידי חברות שונות ובכלל זה, באמצעות ננו־לוויינים.

פרישה גלובלית

חברת Aireon פיתחה יכולת לממסר את אותות ה־ADSB באמצעות מקלטים שהיא שילבה על מערך לוויני ה"אירידיום נקסט". פרישת מערכת זו הושלמה במהלך ינואר 2019 והיא צפויה לאפשר תמונה אווירית מלאה, בכל מקום בעולם, ברציפות וכל הזמן, כולל באזור הקטבים.