Uydu Esaslı ADS-B Sistemi

Uydu Esaslı ADS-B Sistemi

Çeviren: Ercan CANER

21 May 2016

Dünyada yıllık olarak yapılan üç milyar uçuş ve günde ortalama 8,2 milyon yolcu miktarı ile gökler neredeyse en kalabalık ulaşım yolu haline gelmiş durumdadır. İzlenmesi ve takip edilmesi gereken hava aracı sayısının muazzam bir sayıya ulaşması, uçuş emniyeti, çevreye olan olumsuz etkiler, öngörülebilirlik, güvenilirlik ile arama ve kurtarma faaliyetlerini göz önüne alınması gereken önemli faktörler haline getirmiştir.

Günümüze kadar hava araçlarının takip ve izlenmeleri radarlar tarafından yapılmıştır, fakat 2020 yılından itibaren hava araçlarının takip ve izlenmelerinin Avrupa ve Amerika’da ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) kullanımı ile geliştirilmesi öngörülmektedir. Farklı disiplinlerin uyum ve işbirliğine dayanan ADS-B hava aracı takip ve izleme sistemi hava araçlarının pozisyonunu uydu seyrüsefer sistemi ve hava araçlarından belirli aralıklar ile yayınlanan sinyaller vasıtası ile belirlemekte ve hava araçlarının sürekli ve kesintisiz olarak, uçuşun her safhasında izlenebilmesini sağlamaktadır. Hava trafik yer kontrol istasyonları hava araçlarından yayınlanan sinyalleri direkt olarak almakta ve tali bir radara olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. ADS-B takip ve izleme sistemi, bağlantısız bir yayın teknolojisi olduğundan, diğer hava araçları da sinyalleri almakta ve birbirlerinin konumlarını belirleyerek kendi kendilerine yatay/dikey mesafe ayırımlarını yapabilmektedirler. ADS-B otomatik bir sistemdir ve pilot veya harici bir müdahaleyi gerektirmemektedir. Sistem sadece hava aracı seyrüsefer sisteminden aldığı verilere bağımlıdır, hava aracının devamlı olarak izlenebilmesini sağlar ve devamlı olarak sinyal yayını yapılır.

                                                             Proba-V Uydusu                                 

Hava aracı tarafından yayınlanan ADS-B sinyalleri, hava aracının hassas konum bilgisi gibi her saniyede bir yayınlanan bazı bilgileri içermektedir. Hava araçları üzerine, halen hava araçlarını takip ve izleme maksadı ile kullanılmakta olan yer-esaslı radarlara veri göndermek üzere monte edilen ADS-B sistemlerinin kullanılması, 2020 yılından itibaren zorunlu bir uygulama haline gelecektir.

Yer yüzeyinde kurulu radar istasyonlarının kapsama alan problemleri mevcuttur. Hava aracı, radar kapsama alanından çıktığı andan itibaren sürekli izleme ne yazık ki sona ermektedir. ADS-B sistemleri, daha yüksek hassasiyet ve tutarlılık gibi radarlara olan üstünlükleri nedeni ile halen bütün dünyada esas izleme ve takip sistemi olarak kullanılan radar teknolojisinin yerini almak üzere tasarlanmışlardır.

ADS-B sistemleri hassas küresel konumlama sistemine dayandığından, yoğun hava sahasında hava araçlarının birbirlerine çok daha yakın uçabilmelerine imkân sağlamakta ve hava aracı konum bilgisine ilave olarak sürat, irtifa ve birçok bilgiyi yayınlamaktadır. Uzaydan yapılacak olan takip ve izleme, mevcut yeryüzü radarlarının eksikliklerinden bir tanesi olan, okyanus üzerindeki veya sınırlı hava trafik izleme altyapısı olan bölgelerdeki sürekli izlenememe problemini ortadan kaldıracaktır.

AF 447 sefer sayılı uçağın, 2009 yılındaki kazası sonrasında, uzay-tabanlı bir ADS-B takip ve izleme sisteminin kullanılması fikri, SES Techcom Services ve DLR tarafından ortaya atılmıştır. İki şirket, yer veri işleme üniteleri ile sinyal işleme kabiliyeti olan uzay tabanlı bir ADS-B almaç projesini geliştirmek ve başlatmak için güçlerini bir araya getirmişlerdir. Proje, SES Techcom Services ve DLR Uzay Sistemleri Enstitüsü ile DLR Uçuş Yönlendirme Enstitülerinin birlikte yürüttükleri ortak bir faaliyettir. SES Techcom Services firması projede veri proses ve analiz bölümleri ile beraber veri bölümünü geliştirirken, DLR uyduya monte edilen taşıma ünitesini geliştirmiştir. Avrupa Uzay Ajansı (ESA – European Space Agency) ise Proba-V (LEO) uydusu ile test ve denemelerin yapılmasına imkân sağlamıştır.

Avrupa Uzay Ajansı Yörüngesel Teknoloji Demo Programının bir parçası olarak ve erken uçuş bilgilerine erişim alanında gelecek vadeden en büyük inovasyon olarak, Yer Bölümü Data İşleme (DPAS) merkezleri, ADS-B konum bilgilerini küresel olarak radarlara bağımlı olmaksızın aşağıda belirtilen ünitelere sağlayacaktır:

• Hava trafiğinin izlenmesi maksadı ile hava seyrüsefer hizmet sağlayıcılarına (ANSP- Air Navigation Service Provider),
• Havayolu optimizasyonu, yakıt tüketiminin azaltılması ve kaynak yönetimi için havayolu şirketlerine,
• Arama ve kurtarma hizmetleri için idari ve devlet birimlerine.

Bir yılı aşkın kullanım ve testler sonrasında, 165 milyon adet Mode-S trafik bilgisi sistem tarafından alınmış ve Haziran 2013 – Nisan 2015 tarihleri arasında 30 milyon konum bilgisi alınarak çözülmüştür.

SES Techcom Services firması yetkilileri, yürütülen operasyonun başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini, data proses ve analiz bölümünün çalışabilirliğinin ispatlandığını ve ADS-B’nin küresel bir uzay-tabanlı hava aracı takip ve izleme çözümü olduğunu açıklamışlardır. Yer ünitelerinin uzaydan aktarılan ADS-B sinyallerini çok etkin bir şekilde alabildiği ve küresel bir uzay-tabanlı hava aracı izleme sisteminin tasarlanabilmesi için gerekli olan istatiksel ve analitik sonuçları sağladığı operasyon sonucunda ortaya koyulmuştur.

              İngiltere üzerinde uçan hava araçlarının izlenmesi

Uydu esaslı ADS-B sisteminin sağladığı avantajlar, uçuş emniyetinin artırılması ve yer-tabanlı radar izleme istasyonlarının kapsama alanları dışında kalan bölgelerde daha hızlı ve güvenilir arama-kurtarma hizmetinin sağlanması gibi birçok alanda etkin olarak kullanılabilecektir. Uydu esaslı ADS-B izleme sistemi hava trafiğinin idaresini kolaylaştırmasının yanı sıra,  durumsal farkındalığı artırma, havada çarpışmaları önleme ve reaksiyon/karar verme sürelerini uzatma gibi çeşitli avantajlar da sağlayacaktır. Uzay esaslı ADS-B izleme sistemi bunun da ötesinde; meteorolojik şartlara bağlı olarak rotaların değiştirilmesi,  yatay ve dikey ayırımların oldukça zor olduğu radar kapsama alanı dışındaki bölgelerde, daha etkin uçuş rotalarının belirlenmesi, toplam havayolu trafik hacminin genişletilmesi, yakıt tüketiminin ve karbondioksit emisyonunun azaltılmasına çok büyük katkılar sağlayacaktır.

SES Techcom Services firması Genel Müdürü Gerhard Bethscheider’in açıklamalarına göre; “Uzay esaslı ADS-B izleme sistemi ile ilgili denemelerin başarısı, SES Techcom Services firmasının uzay ve yayın teknolojileri alanındaki stratejik seviyedeki girişim ve yenilikçi yaklaşımının sonucudur. Yürütülen deneme ve testler esnasında, hava araçlarının başarılı bir şekilde takip edilmesi ve izlenebilmesi, uzay esaslı izleme sistemlerinin yer tabanlı izleme sistemlerine nazaran çok daha avantajlı bir alternatif çözüm olabileceğini ispatlamıştır ve bu alanda çalışmalara devam etmek ve ilerlemek gerekmektedir”

Yeni teknolojinin şekillendirilerek, hava trafiğinin kesintisiz olarak izlenebilmesi, rotaların optimizasyonu ve arama-kurtarma görevlerinin etkinliklerinin artırılması için sinyal alım kalitesinin artırılması yönünde yapılan analiz ve proseslerin kalitesi geliştirilmeye devam edilecektir. Bu kadar fazla avantajının olduğu göz önüne alındığında, uydu esaslı ADS-B hava aracı takip ve izleme sisteminin, havacılık endüstrisinde oyunun kurallarını değiştirebilecek bir yenilik olacağı öngörülmektedir.

Bu makalenin orijinali İngilizce olarak  ESA website web sitesinde yayımlanmıştır. Sistem mimarisi ve uydu fotoğrafları www.ses.com/techcom sitesinden, İngiltere üzerinde uçan hava araçları konulu fotoğraf ise http://www.dlr.de/  sitesinden alınmıştır.

KISALTMALAR:

ADS-B: Automatic Dependent Surveillance-Broadcasting

ANSP: Air Navigation Service Provider

DLR: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

DPAS: Data Processing and Analysis Segment

ESA: European Space Agency

LEO: Low Earth Orbit

SME: Subject Matter Expert