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El futuro del Radar Secundario: el Modo-S
El futuro del Radar Secundarior El ModcS El desarrollo del Radar Secundario de Vigilancia ÍSSRJ Modo se inició a comienzos de la década de los setenta en Gran Bretaña y en Estados Unidos El Sistema que se elaboró en Gran Bretaña5 se conoció inicialmente como SSR de interrogación selectiva o ADSEU presentando ciertas diferencias con respecto al sistema que se estaba desarrollando en Estados Unidos denominado DABS Sin embargot la colaboración entre las dos AdministracionesJ dio como resultado el desarrollo conjunto de un único SSR de interrogación selectivaf que se denominó SSR Francisco Quereda Rubio EN Gran Bretaña1 el desarro llo inicial y los estudios co rrespondientes fueron lleva dos a cabo en el Royal Sig nals and Radar Establish ment fRSREh delegados por la Civil Aviation Authority fCAAL Se d señaron y fabricaron una estación terrestre experimental y 20 equipos transpondedo res Estos equipos1 así como la estacióir han servido para la evaluación y posterior desarrollo del sisteir En Estados Unidos el desarrollo del Sis tema está siendo gestionado por la Federal Aviation Administration fFAAh y fue inicia do por una recomendación dada en 196 del Comité Asesor de Control de Tránsito Aéreo sobre la conveniencia de contar con un sustituto para el SSR actual fModos A y C Durante una primera etapa1 el Lincon Laboratory del Massachussets Institute of Technology realizó un estudio sobre el con cepto de diseño del sisteir y se fabricó un modelo de sensor de laborator adqu riéndose varios modelos de transpondec res para estudios de factibilidad Posterio mente se fabricaron tres interrogadores y treinta transpondedoresI iniciándose un programa de evaluación desde junio de 1978 hasta abril de 1980 En este año la FAA1 publicó en diciembre una norma adi cional relativa al SSR Modo La Radio Technical Commission for Aeronautic tRTCAl en cooperación con la Organiza ción Europea para el Equipamiento Electrón nico de la Aviación Civil IEUROCAEL inició la especificación de las normas de actuación operacional mínimas para los equipos Modo S de a bordo En la Unión de Repúblicas Socialistas So viétu el desarrollo del SSR Modo se inició en 197d En 198L se llevaron a cabo ensayos de vuelo del transpondedor de irv terrogación selectiva1 en el Centro Técnico de la FAA a efectos de determinar la conv patibilidad de dicho transpondedor con el Sistema Modo S de los Estados Unidos Además del programa conjunto del siste ma llevado a cabo por estos Estados1 en fe brero de 1980 los Estados miembros de EUROCONTROL IBélgta Francia1 Repi blica Federal de Alemania lrlanda1 Luxenv burgo Holanda y Gran BretañaL estab cieron un grupo de trabajo1 que actúa como centro aglutinante dentro de la organización en todos aquellos asuntos relativos al SSR Modo y a los sistemas anricolosióa Ade más de los Estados miembros de EURO CONTROL están representados en este grupo de trabajo Estados Unidos y Suecia así como la Asociación Internacional de Transporte Aéreo UATAh la Federación I ternacional de Asociaciones de Pilotos de Líneas Aéreas I1FALPAJ y la Organización Internacional de Aviación Civil tOACI éQUE ES EL RADAR SECUNDARIO DE VIGILANCIA MODOP El Sistema de Radar Secundario Modo S es una combinación de Radar Secunda rio de Vigilancia y un Sistema de enlace de datos tierraireerra La diferencia fundamental entre el SSR Modo y el SR Convencional es el tipo de direccionamiento de la aeronave1 y la sele tividad con que la aeronave responderá a la interrogación Para la determinación del azimut el SSR Modo utiliza la técnica xmonopulso La medición del azimut por amonpulsox1 es una técnica de medición del azimut del blancoI que se efectúa con un solo impulso dentro de cualquier respuesta del transpo dedor Esta técnica comparada con los nr todos típicos de medición del azimut por aventana deslizantes permite una reduo ción importante de la frecuencia de repet ción de impulsos con lo que se reducen las interferencias En el SSR convencional la selección es espacial y responde toda aeronave que esté dentro del lóbulo principal de radiación del interrogador En el SSR Modo cada aeronave tiene asignada un único código de dirección Dos son las ventajas principales del uso del xdireccionamientoo discreto para vig lanciaiCada interrogador tiene la posibil dad de limitar sus interrogaciones sólo a aquellos blancos para los cua les tiene una responsabilidad de vig lancia1 en lugar de interrogar con nuamente a todos los blancos dentro de su haz de radiacióa DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SENSOR MODO SISTEMA DE TIEMPO SISTEMA DE ANTENA SUIl OMNI DIFERENCIA GESTIÓN DE CANAL PROCESADOR RESP ATCRBS CORRELADOR RESP ATCRBS INFORMES BLANCOS RADAR PROCESAMIENTO DE VIGILANCIA PROCESAMIENTO DE ENLACE DE DATOS GESTIÓN DE LA RED PRESTACIONES DE SUPERVISIÓN ARCHIVO DE VIGILANCIA INTERFACE COM TIERRA SENSORES ADYACENTES 1 ATC SACTA CIDIN INTERFACE DAT VIGNTC S1 SACTALa apropiada temporización de las interrogaciones asegurará que las respuestas de aeronaves no se so peiL eliminando la mutua inferieren cia que resulte del solape de respues tas de aeronaves próximas en el es pacio I también llamado Además de mejorar la capacidad de vig lancia el uso del adireccionamientoodiscre to en interrogaciones y respuestas permite la inclusión de mensajes para o desde una aeronave en particular proporcionando así las bases de un enlace de datos tierra aire y aire tieim ELEMENTOS DE MODO El Sistema Modo S se compone de 9 Sensores 9 Transpondedores 9 Señales en el espacio El Sistema Modo S1 proporcionará vigU lancia y enlace de datos tierraireierra para las instalaciones de Control de Tráfico Aéreo de Ruta y Terminal El enlace de datos Modo empleará los formatos de señal utilizados por el SSR coiv vencionaL y además aquellos formatos de mensajes que sean necesarios para la ad quisición de aeronaves equipadas con transpondedores Modo así como para la vigilancia de odireccionamiento discreto e interrogaciones y respuestas del enlace de datos Las principales características del Siste ma SSR MocteS soInterrogación RespuestaInterrogación y Respuesta Frecuencias 030 MHz Modulacióir DPSK Velocidad de Transmisión 4 Mbps Frecuenciai 1090 MHz Modulacióir PPM Velocidad de Transmisión i 1 Mbp Bloque de Datos 56 bit o 112 bit Código de paridad 24 bit DIAGRAMA DE ANTENA SUMA Y DIFERENCIA tal eob ir SUMA i DIFERENCIA llobi ÁNGULO DE ALINEAMIENTO 66BIT DIAGRAMA DE BLOQUES DEL TRANSPONDEDOR MODO El Sensor Modo S proporcionará vigila cia de aeronaves equipadas con transpon dedores convencionales y con Modo y operará como un registro y transmisor de comunicaciones para mensajes de enlace de datos entre la aeronave y las instalacic nes ATC Además el sensor podrá aceptar informes de blancos radar digitalizados de un radar primario coemplazado y los conv binará con los informes de radar secunda rio1 denominándolos orefuerzo radaro o ra dar reforzador En el Cuadro 1 se muestra un esquema general del Sensor Modo S1 con las princU pales funcior y las interconexiones con otros sistemas El Sensor Modo S empleará un haz rota torio en forma de abanicc con un diagrama de radiación suma fXJ y un diagrama de ra diación diferencia iM iCaudro 2a La iiv terrogación se transmitirá con el diagrama suma ÍLJ y la respuesta se recibirá a través de los diagramas suma CD y diferencia iM El Cuadro 2b indica el modo que puede es timarse el ángulo fuera de la línea de mira del blanco o ángulo de alineamiento en base a la relación de la amplitud de las señ les diferencia y suma If iA7iDJP Además de estos diagramas1 el sistema de antena inclu rá un diagrama de control de supresión de lóbulos laterales ISLS A este diagrama se le designa íl El transpondedor Modo recibirá y de codificará las interrogaciones en ModosA C y en Modo reconociendo las interrcga ciones en Modo que le sean dirigidas de biendo estar en condiciones de reconocer la dirección discreta asignada a la aeronave1 así como la dirección usada tanto en las iiv terrogaciones de alternada generala en Modo como en comunicaciones aseen dentes tComm AK Los principales elementos del transpo dedor Modo y sus interconexiones se muestran en el Cuadro 3 Con el objeto de mantener la Habilidad suficiente para el enlaceI algunas aeronaves llevarán dos antenas conectadas al trans pondedor una en la parte superior y otra en la parte inferior del fuselaje Las señales en el espacio del SSR Modo S son la siguientes Llamada General en Intermodc Si la aeronave tiene transpondedor Modo S1 detectará el impulso P4 y al comprobar que el tiempo de dura ción es de L6 pse la aeronave res ponderá comunicando su direccióa Si la aeronave tiene transpondedor convencional no detectará el impuU so P4 y responderá de forma conve cional tCuadro 4a Llamada General exclusiva en Modo AíC Las aeronaves con trans pondedor Modo no responderán al detectar que el impulso P4 tiene una duración de 0 8 useg1 Si la aero nave tiene transpondedor conve cionaL no detectará el impulsp Pj y responderá de forma convencional ICuadro 4a 9 Interrogación Modo Solamente será recibida por las aeronaves equ padas con transpondedores Modo S1 ya que el impulso Pa inhibe a todos los transpondedores convencionales fCuadro 4bL Respuesta ModoI Es la respuesta utilizada por las aeronaves equipadas con transpondedores Modo para comunicar con sensores Modos S Consta de un preámbulo de dos pa res de pulsos y posteriormente la i formación ICuadro 4c La información transmitida en las interro gaciones y respuestas Modo S estará conte nida en bloques de datos que pueden llevar 56 ó 112 bits de información El bloque de datos de la interrogación es tará formado por una secuencia modulada por desplazamiento de fase diferencial fDPSKJ dentro del impulso P mientras que el bloque de datos de las respuestas es fV7 SEÑALES MODCS CONTROL SLS aj INTERROGACIÓN SSR INTERMODO H hrvn CONTROL SLS bj INTERROGACIÓN SSR MODO PREÁMBULO BLOQUE DE DATOS 1 cj RESPUESTA SSR MODO tara representado por la modulación por posicionamiento de impulsos IPPM1 de la señal de respuesta1 La información dentro de cada bloque de datos estará codificada en campos1 estando cada uno destinado a un tipo de informacióa El Modo limitará sus interrogaciones discretas a aeronaves de su interés1 que es tén en un volumen de cobertura determina da Aquellos sensores que estén en config ración de red intercambiarán datos de vU gilancia para transferir blancos entre ellos1 y mantenerla continuidad de la vigilancia1 así como asegurar una pronta adquisición de blancos en caso de interrupción temporal del enlace En el caso de un sensor opera do aisladamenteI la base para la gestión de RIT la red será un mapa prealmacenado en cada sensor que definirá su responsabilidad con respecto a las aeronaves en cada región del espacio aeree Este mapa no sólo definí rá las acciones del sensor por sí mismo1 sino que también designará que sensores adi centes proporcionarán cobertura de esa misma región del espacio aéreo1 y definirá los límites de las fronteras de la cobertura1 Para imposibilitar ambigüedades que puedan suceder cuando dos sensores ten gan simultáneamente a una aeronave en su archivo para interrogaré un único sensor será designado como primario o pri paU en cada región del espacio aeree ESTADO ACTUAL DEL SISTEMA En la tercera reunión del Grupo de Ex pertos sobre mejoras del Radar Secundario de Vigilancia y Sistemas anticolisión S CASP1 de OACL se ha sometido a estudio la realización de un texto de orientación re lativo a las características del Radar Secu dario de Vigilancia a fin de incorporarlo al Anexo 10 oTelecomunicaciones Aeronáut cas Por su parte EUROCONTROL ha prc puesto un núcleo central de operaciones del enlace de datos Modo S1 así como unas fi turas ampliaciones ICuadro 5 Este núcelo ha sido definido en base ai 9 Mejora de la capacidad del espacio aeree 9 Actividades experimentales en A mania1 Francia y Gran Bretaña 9 Flujos más importantes de Tráfico Aéreo LondresParísGinebra Londresrankfurt vía Bruselas y Amsterdam 9 Fronteras ACC s implicadas 1 Criterios de continuidad geográfica EUROCONTROL está llevando a cabo el desarrollo del equipo de a bordo y ha co menzado la distribución de 30 transponde dores para su instalación en aeronaves de la British Airways y de Air France En cuanto al equipo de tierra en Francia está instalada una estación experimental en el Aeropuerto de Or pasando de una es tación monopulsc a través de sucesivas etapas1 a una estación Modo Está previs AREA PROPUESTA PARA APLICACIONES INICIALES DEL ENLACE DE DATOS PARA EL SOPORTE DE LA AUTOMATIZACIÓN ATCNúcleo Central propuestoExtensión del Núcleo Central si participan Estdos noviembres de Eurocontrol J Posible extensión del Núcleo Central siguiente a la ampliación inicial ta la instalación de un segundo sensor SSR Modo S en el norte de París en 19901 En Gran Bretaña se han instalado dos es taciones experimentales de Gatwick y MaN vern1 que han sido conectadas mediante enlace de datos a fin de comprobar las pres taciones1 comparándolas con los datos o tenidos por un sistema monopulsc En Estados Unidos se ha adjudicado re cientemente un contrato para la fabricación e instalación de 137 sistemas SSR Modo Los cuatro primeros serán entregados entre diciembre de 1988 y noviembre de 1989 Los 133 restantes se entregarán entre enero de 1990 y noviembre de 199L Está prev to un segundo contrato para otros 60 siste mas SSR Modo Otros países como Italia y la República Federal de AlemaniaI están desarrollando programas para la modernización de sus ra dares a SSR Modo en la misma línea de lo expresado anteriormente La gran mayoría de los paísesI han desa rrollado el SSR Monopulso1 como una eta pa al paso o adapación al SSR Modo Hay que resaltarque EE U ha asaltador esta etapa1 y ha ido directamente a la susr tución de los SSR convencionales por SSR Modo Las previsiones de Tráfico Aéreo para el año 20001 duplican en algunos casos al T fico Actual y aunque puedan ser esperadas mejoras en la utilización del espacio aéreo1 a largo plazc parece obligado la aceptación de un número mayor de aeronaves en un mismo volumen de espacio aeree Informes sobre la evolución a largo plazo del Sistema de Navegación Aérea fSNAL llevados a cabo por grupos de estudio1 tales como el Grupo sobre el Concepto del Siste ma ATC fACGl de EUROCONTROU y el Comité sobre el Futuro Sistema de Navega ción Aérea fFANSJ de OACL sostienen que el uso del enlace de datos del SSR Modo junto con el enlace de datos por satélite se rán elementos esenciales en el futuro siste ma ATS1 a fin de soportar los requisitos de capacidad del SNA para el año 2000 Francisco Quereda Rubio es Ingeniero Aeronáutico por la UPM desde 1981 Desde 1983 hasta 1986 trabajó en ISEL prestando servicios de Asistencia Técnica a la Dirección General de Aviación Civii Desde 1986 hasta la fecha viene desarrollando su actividad profesional en ISDEFE
30 oct 2015