CÔNG NGHỆ ADS-B, ỨNG DỤNG ADS-B TRONG HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG
3.1.4. Thực thi của tiểu hệ thống 1090 MHz ADS-B
Hình 1-3 mô tả tiểu hệ thống 1090 MHz ADS-B chi tiết hơn.
Lu n văn t t nghi p – Hoa Ng c Anh l p XLTT&TT 2008 ‐ 2010
3.1.4.1 Tiểu hệ thống phát 1090 MHz ADS-B bên nguồn (source)
Tiểu hệ thống bên nguồn gồm một chức năng tạo điện văn và một chức năng trao đổi điện văn phát. Tiểu hệ thống phát 1090 MHz ADS-B mang PVT (Position, Velocity, Time), trạng thái, và dữ liệu vào có ý nghĩa từ các hệ thống khác gắn trên máy bay và phát thông tin này trên tần số 1090 MHz như các điện văn Mode S Extended Squitter. Chức năng tạo điện văn bao gồm giao tiếp đầu vào, tập hợp điện văn, và tiểu chức năng mã hóa. Chức năng trao đổi điện văn bao gồm thiết bị vô tuyến (bộđiều chế/máy phát) và tiểu chức năng anten phát 1090 MHz.
Tiểu hệ thống phát ADS-B có thểđược thực hiện nhờ sử dụng (a) bộ phát đáp SSR Mode S, hoặc (b) thiết bị phát 1090 MHz không dựa vào bộ phát đáp (Non- Transponder-Based).
a. Tiểu hệ thống dựa vào bộ phát đáp
Trong tiểu hệ thống dựa vào bộ phát đáp Mode S, chức năng tạo điện văn ADS-B và bộ điều chế và máy phát 1090 MHz nằm trong bản thân bộ phát đáp Mode S. Tiểu chức năng phát gồm có anten Mode S nối đến bộ phát đáp.
b. Tiểu hệ thống không dựa vào bộ phát đáp
Tiểu hệ thống ADS-B không dựa vào bộ phát đáp có thể được lắp đặt trong máy bay hàng không thông thường mà có các bộ phát đáp ATCRBS (Air Traffic Control Radar Beacon System) Mode A/C chứ không phải các bộ phát đáp Mode S. Trong tiểu hệ thống ADS-B không dựa vào bộ phát đáp, chức năng tạo điện văn, bộ điều chế và máy phát 1090 MHz sẽ nằm cùng trong khối phát. Tiểu chức năng anten phát có thể tách biệt với khối máy phát hoặc cũng có thể nằm cùng trong khối.
3.1.4.2 Tiểu hệ thống thu 1090 MHz ADS-B & TIS-B
Tiểu hệ thống thu 1090 MHz ADS-B và TIS-B gồm có một chức năng trao đổi
điện văn máy thu và một chức năng tập hợp bản tin. Tiểu hệ thống thu 1090 MHz mang các điện văn ADS-B và TIS-B Mode S Extended Squitter và thông tin đầu ra
đến các hệ thống khác gắn trên máy bay. Chức năng trao đổi điện văn gồm các tiểu chức năng anten thu 1090 MHz và thiết bị vô tuyến (máy thu/bộ giải điểu chế). Chức năng tập hợp điện văn gồm các tiểu chức năng giải mã điện văn, tập hợp bản
Lu n văn t t nghi p – Hoa Ng c Anh l p XLTT&TT 2008 ‐ 2010
tin và giao tiếp đầu ra. Một vài cấu hình tiểu hệ thống thu ADS-B gồm có phần thu của chức năng trao đổi điện văn ADS-B và chức năng tập hợp bản tin ADS-B, được
định nghĩa:
• Tiểu hệ thống thu ADS-B và TIS-B loại 1 thu các điện văn ADS-B và TIS-B và tạo ra các tập con bản tin ADS-B dành cho ứng dụng riêng. Các tiểu hệ thống thu loại 1 được tùy biến theo các ứng dụng đặc biệt nhờ sử dụng các bản tin ADS-B. Có thể thêm các tiểu hệ thống thu ADS-B loại 1 được điều khiển bởi một thực thể bên ngoài để tạo ra các tập con các bản tin định nghĩa khi lắp đặt mà các tiểu hệ thống
đó có khả năng tạo ra.
• Tiểu hệ thống thu ADS-B và TIS-B loại 2 (type 2) thu các điện văn ADS-B và TIS-B và có khả năng tạo các bản tin đầy đủ ADS-B và TIS-B phù hợp với loại thiết bị ADS-B. Các tiểu hệ thống thu loại 2 (type 2) có thểđược điều khiển bởi một thực thể bên ngoài để tạo ra các tập con các bản tin định nghĩa khi lắp đặt mà các tiểu hệ thống đó có khả năng tạo ra.
• Chức năng thu điện văn ADS-B/TIS-B có thể được phân chia vật lý thành các thiết bị tách biệt để từđó thực hiện chức năng tập hợp bản tin ADS-B/TIS-B.
a. Chức năng tập hợp bản tin loại 1
Với loại 1, chức năng tập hợp bản tin có thể được kết hợp chặt chẽ với ứng dụng khách nhờ sử dụng thông tin cung cấp bởi hệ thống ADS-B. Trong trường hợp này, chức năng tập hợp bản tin ADS-B có thể thường trú cùng với ứng dụng khách kết hợp trong một bộ phận của thiết bị.
Lợi ích của việc kết hợp chặt chẽ bộ tập hợp và ứng dụng là chức năng tập hợp bản tin có thể được tùy biến cho các yêu cầu của ứng dụng khách riêng biệt với những gì mà nó được kết hợp. Nếu ứng dụng khách không đòi hỏi tất cả các yếu tố
Véc tơ Trạng thái, thì chức năng tập hợp bản tin kết hợp với nó có thể tùy biến bản tin bằng cách không cung cấp các yếu tố Véc tơ Trạng thái không được yêu cầu. Thêm nữa, nếu ứng dụng khách chỉ liên quan với các mục tiêu nào đó, thì chức năng tập hợp bản tin của nó chỉ có thể tối ưu chất lượng bằng cách lọc ra ra các mục tiêu mà không có liên quan đến ứng dụng đó. Trong cấu hình loại 1, bất cứ điều khiển thêm nào của các bản tin đầu ra (vượt quá sự tùy biến) cũng sẽ yêu cầu một
Lu n văn t t nghi p – Hoa Ng c Anh l p XLTT&TT 2008 ‐ 2010
giao tiếp điều khiển, nhờđó ứng dụng khách có thểđịnh rõ các bản tin nào và cách bản tin đó được tập hợp hoặc đưa ra như thế nào.
Cấu hình loại 1 có ưu điểm là nó chỉđặt các yêu cầu xử lý tối thiểu vào tiểu hệ
thống thu ADS-B.
b. Tập hợp bản tin loại 2
Với loại 2, chức năng tập hợp bản tin thuộc bản chất chung và có khả năng hỗ
trợ nhu cầu đa dạng của các ứng dụng.
Ưu điểm của loại 2 là nó có thể hỗ trợ nhu cầu đa dạng của các ứng dụng, vì nó gồm có chức năng tập hợp bản tin mà có thể đưa ra các bản tin chứa tất cả các yếu tố của các bản tin State Vector (SV), Model State (MS), và (On Codition –OC).
Trong cấu hình loại 2, bất cứ điều khiển các bản tin đầu ra cũng sẽ yêu cầu một giao tiếp điều khiển, nhờ đó ứng dụng khách có thểđịnh rõ các bản tin nào và cách bản tin đó được tập hợp hoặc đưa ra như thế nào.
3.1.4.3 Các đặc điểm hoạt động chính
Hệ thống 1090 MHz ADS-B/TIS-B sử dụng Mode S Extended Squitter, để
quảng bá vị trí, nhận dạng và các thông tin liên quan khác của máy bay/phương tiện giao thông thông qua môi trường RF.
Các ADS-B ES gửi từ một bộ phát đáp Mode S sử dụng DF 17.
Mỗi squitter gồm 112 bit, trong đó 56 bit chứa dữ liệu dẫn đường khác nhau, nhận dạng và các dữ liệu khác bao gồm trong thông tin ADS-B. 56 bit còn lại bao gồm 5-bit trường DF (Downlink Format), 3-bit trường CA (Capability), 24-bit trường AA (Announced Address), và 24-bit trường PI (Parity/Interrogator ID).
Các tiểu hệ thống phát ADS-B không dựa vào bộ phát đáp (Non-Transponder- based ADS-B) và thiết bị phát TIS-B sử dụng DF=18. Bằng cách sử dụng định dạng này thay vì DF=17, tiểu hệ thống thu ADS-B/TIS-B sẽ biết rằng điện văn đến từ
thiết bị mà không thểđược hỏi.
Công suất máy phát được dựa trên sự phân loại thiết bị ADS-B. Ví dụ, thiết bị
ADS-B loại A0, mà được dành để hỗ trợ chỉứng dụng “phụ trợ thu nhận bằng mắt”, có thể phát ở công suất thấp hơn thiết bị loại A3, là loại có khả năng hỗ trợ ứng
Lu n văn t t nghi p – Hoa Ng c Anh l p XLTT&TT 2008 ‐ 2010
dụng “lập kế hoạch khử xung đột tuyến bay”. Phạm vi hoạt động của máy thu Extended Squitter đểđáp ứng sự phân loại thiết bị tốt hơn. Thiết bị loại A0, dành để
hỗ trợ chỉ ứng dụng “phụ trợ thu nhận bằng mắt”, có thể có một máy thu độ nhạy kém và do đó hỗ trợ phạm vi hoạt động tương đối ngắn. Thiết bị loại A3 equipment, là loại có khả năng hỗ trợ hoạt động “lập kế hoạch khử xung đột tuyến bay”, đòi hỏi máy thu nhạy hơn, cốt để thu các điện văn ADS-B từ máy bay ở xa hơn. Hoạt động của hệ thống 1090 MHz ADS-B phải không có ảnh hưởng bất lợi đến hệ thống khác trên máy bay. Hệ thống ADS-B có thể được sử dụng cùng chung với các hệ thống khác để tăng độ chính xác và tính nguyên vẹn của thông tin vị trí dẫn đường hiện thời của máy bay và nhận dạng của nó.