Vigilancia PDF

VIGILANCIA Fecha: 12/2019 © 2019 ENAIRE Los contenidos aquí expuestos son propiedad de ENAIRE. No pueden ser usados, reproducidos y/o transmitidos por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. /1 ÍNDICE / 1. INTRODUCCIÓN................................................................................... 13 / 2. INTRODUCCIÓN A LA VIGILANCIA..................................................... 14 / 2.1 VIGILANCIA EN EL CONTEXTO ATM.................................................................... 14 / 2.1.1. NECESIDAD DE LA VIGILANCIA................................................................... 15 / 2.1.2. POSICIÓN DE LA VIGILANCIA DENTRO DEL SISTEMA ATM..................... 15 / 2.1.3. COMPONENTES DE LA CADENA DE VIGILANCIA...................................... 16 / 2.2. DOMINIOS DE LA VIGILANCIA............................................................................. 17 / 2.3. CATEGORÍAS/TÉCNICAS DE VIGILANCIA.......................................................... 19 / 2.4. SISTEMAS DE VIGILANCIA AVANZADOS............................................................ 20 / 2.5. NECESIDAD Y USO DEL EQUIPAMIENTO DE VIGILANCIA............................... 22 / 2.5.1. SEPARACIÓN................................................................................................. 23 / 2.5.2. GUÍA VECTORIAL.......................................................................................... 25 / 2.5.3. ADQUISICIÓN DE DATOS............................................................................. 26 / 2.5.4. DETECCIÓN Y REDES DE SEGURIDAD...................................................... 27 / 2.6. ARQUITECTURA DE LA FUNCIÓN DE VIGILANCIA............................................ 28 / 2.7. REQUISITOS.......................................................................................................... 31 / 2.7.1. FUENTES DE REQUISITOS Y ESPECIFICACIONES................................... 31 / 2.7.2. REQUISITOS GENERALES PARA RUTA Y GRANDES ÁREAS TERMINALES.................................................................................................................................... 32 / 2.7.3. REQUISITOS DE LOS DATOS DE VIGILANCIA RADAR.............................. 33 / 2.8. USUARIOS............................................................................................................. 34 / 3. AVIÓNICA............................................................................................. 41 / 3.1. EQUIPOS DE A BORDO........................................................................................ 41 / 3.2. TCAS...................................................................................................................... 44 / 3.2.1. INTRODUCCIÓN............................................................................................ 44 / 3.2.1.1. OBJETIVO DEL SISTEMA ACAS/TCAS.................................................. 44 / 3.2.2. FUNDAMENTOS DEL ACAS/TCAS............................................................... 45 / 3.2.3. TIPOS DE ACAS............................................................................................. 47 / 4. RADAR PRIMARIO............................................................................... 49 /2 / 4.1. USO DEL RADAR PRIMARIO EN ATC.................................................................. 49 / 4.1.1. DEFINICIÓN DE RADAR PRIMARIO............................................................. 50 / 4.1.2. APLICACIONES DEL RADAR PRIMARIO...................................................... 51 / 4.2 ARQUITECTURA y OPERACIÓN........................................................................... 54 / 4.2.1. PRINCIPIOS DEL RADAR DE IMPULSOS..................................................... 54 / 4.2.2. LA INTERROGACIÓN EN EL PSR DE IMPULSOS. MEDIDA DE DISTANCIA Y ACIMUT...................................................................................................................... 58 / 4.2.3. LA RESPUESTA EN EL RADAR DE IMPULSOS........................................... 60 / 4.2.4. RESOLUCIÓN EN DISTANCIA Y ACIMUT.................................................... 60 / 4.2.5. ECUACIÓN DEL RADAR................................................................................ 61 / 4.2.6. ESQUEMA DE BLOQUES DE UN RADAR PRIMARIO DE IMPULSOS........ 62 / 4.2.7. DESCRIPCIÓN DEL TRANSMISOR DEL PSR.............................................. 64 / 4.2.8. ANTENAS RADAR.......................................................................................... 65 / 4.3. LIMITACIONES...................................................................................................... 67 / 5. EL RADAR SECUNDARIO.................................................................... 71 / 5.1 USO DEL RADAR SECUNDARIO EN ATC............................................................. 71 / 5.2. ARQUITECTURA Y OPERACIÓN.......................................................................... 73 / 5.2.1. FUNCIONAMIENTO DEL SSR CONVENCIONAL.......................................... 73 / 5.2.2. OBTENCIÓN DE LA DISTANCIA Y EL ACIMUT............................................ 74 / 5.2.3. FRECUENCIAS Y FORMATOS...................................................................... 74 / 5.2.3.3. ANTENA Y DIAGRAMA DE RADIACIÓN................................................ 77 / 5.2.4. EXTRACCIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS RADAR............................ 79 / 5.2.4.1. TÉCNICA DE LA VENTANA DESLIZANTE............................................. 79 / 5.2.4.2. TÉCNICA MONOPULSO......................................................................... 80 / 5.2.5. RADAR MODO S............................................................................................ 81 / 5.2.5.1. MODOS DE ACTUACIÓN........................................................................ 82 / 5.3. LIMITACIONES DEL RADAR SECUNDARIO........................................................ 84 / 5.3.1. PÉRDIDAS DE DETECCIÓN DE BLANCOS.................................................. 85 / 5.3.2. ERRORES DE DECODIFICACIÓN POR INTERFERENCIAS........................ 86 / 5.3.3. EFECTOS MULTISENDA............................................................................... 89 / 6. FORMATO DE LOS MENSAJES RADAR............................................. 95 / 6.1. ARMONIZACIÓN.................................................................................................... 95 /3 / 6.2. FORMATOS........................................................................................................... 96 / 6.2.1. PROTOCOLO DDE......................................................................................... 97 / 6.2.2. PROTOCOLO ASTERIX................................................................................. 98 / 6.3. TRANSMISIÓN..................................................................................................... 101 / 7. VIGILANCIA DEPENDIENTE AUTOMÁTICA...................................... 107 / 7.1. EL CONCEPTO FANS......................................................................................... 107 / 7.2. ARQUITECTURA Y OPERACIÓN........................................................................ 110 / 7.2.1. TIPOS DE ADS............................................................................................. 110 / 7.2.2. ADS-C........................................................................................................... 111 / 7.2.2.1. ESTABLECIMIENTO DE LA CONEXIÓN.............................................. 111 / 7.2.2.2. ESTABLECIMIENTO DEL CONTRATO................................................. 112 / 7.2.2.3. TRANSFERENCIA DE AUTORIDAD AL SIGUIENTE CENTRO........... 113 / 7.2.2.4. CONCEPTOS RELACIONADOS........................................................... 113 / 7.2.3. ADS-B........................................................................................................... 114 / 7.3. TECNOLOGÍAS ADS........................................................................................... 119 / 7.3.1. ADS-C........................................................................................................... 119 / 7.3.1.1. FANS-1/A............................................................................................... 119 / 7.3.1.2. ADS-C DE OACI.................................................................................... 121 / 7.3.2. ADS-B........................................................................................................... 122 / 7.3.2.1. MODO S EXTENDED SQUITTER O 1090ES........................................ 122 / 7.3.2.2. VDL MODO 4......................................................................................... 124 / 7.3.2.3. UAT........................................................................................................ 125 / 7.4. ESTÁNDARES ADS DISPONIBLES.................................................................... 126 / 7.4.1. OACI............................................................................................................. 126 / 7.4.2. AEEC (AIRLINES ELECTRONIC ENGINEERING COMMITTEE)................ 127 / 7.4.3. EUROCAE/RTCA.......................................................................................... 127 / 8. RADAR METEOROLÓGICO............................................................... 131 / 8.1. APLICACIÓN DE LOS INFORMES Y DE LA PREDICCIÓN DE TORMENTAS PARA EL CONTROL AÉREO................................................................................................ 131 / 8.2. FUNDAMENTOS DEL RADAR METEOROLÓGICO............................................ 131 /4 / 8.2.1. CAPTACIÓN DE LA ENERGÍA POR UNA GOTA DE LLUVIA..................... 133 / 8.3. ESTACIONES RADAR METEOROLÓGICAS TERRESTRES............................. 134 / 8.3.1. RADARES METEOROLÓGICOS TERRESTRES DE CORTO ALCANCE... 134 / 8.3.2. RADARES METEOROLÓGICOS TERRESTRES DE LARGO ALCANCE... 135 / 8.4. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN METEOROLÓGICA................................. 135 / 9. INTEGRACIÓN DE LA INFORMACIÓN DE VIGILANCIA.................... 138 / 9.1. PROBLEMÁTICA DEL SEGUIMIENTO MULTIRADAR....................................... 142 / 9.1.1. SESGO O ERRORES SISTEMÁTICOS....................................................... 142 / 9.2. MÉTODOS MULTITRACKING............................................................................. 143 / 9.3. SALIDA DEL PROCESAMIENTO MULTIRADAR................................................ 144 / 9.4. IMPACTO DE LOS SISTEMAS DE VIGILANCIA AVANZADOS.......................... 146 / 9.4.1. VIGILANCIA ELEMENTAL MODO S............................................................ 146 / 9.4.2. VIGILANCIA MEJORADA MODO S.............................................................. 147 / 9.4.3. VIGILANCIA DEPENDIENTE AUTOMÁTICA............................................... 147 / 10. MULTILATERACIÓN......................................................................... 150 / 10.1. MULTILATERACIÓN EN ATC: CONCEPTO DE VIGILANCIA EMPLEANDO LA MULTILATERACIÓN................................................................................................... 150 / 10.1.1. APLICACIONES DE LA MULTILATERACIÓN............................................ 152 / 10.1.2. VENTAJAS DE LA MULTILATERACIÓN.................................................... 153 / 10.2. ARQUITECTURA Y OPERACIÓN: PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO........ 155 / 10.2.1. COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE MULTILATERACIÓN............... 155 / 10.2.2. LOCALIZACIÓN.......................................................................................... 156 / 10.2.3. SEÑALES UTILIZABLES............................................................................ 157 / 10.3. ARQUITECTURAS DEL SISTEMA.................................................................... 159 / 10.3.1. MÉTODOS TDOA....................................................................................... 159 / 10.3.2. MÉTODOS DE SINCRONIZACIÓN............................................................ 161 / 10.4. LIMITACIONES TÉCNICAS DE LOS SISTEMAS DE MULTILATERACIÓN...... 164 / 11. SISTEMAS DE MOVIMIENTO DE SUPERFICIE............................... 168 / 11.1. REQUISITOS ATC............................................................................................. 168 / 11.1.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS SMGCS................................... 168 / 11.1.2. NIVEL DE EVOLUCIÓN NECESARIA........................................................ 169 / 11.1.3. ENTORNO DE UN SISTEMA A-SMGCS.................................................... 170 / 11.1.3.1. USUARIOS.......................................................................................... 170 /5 / 11.1.4. INTERFACES CON SISTEMAS EXTERNOS............................................. 171 / 11.2. FUNCIONES DE UN SISTEMA A-SMGCS........................................................ 172 / 11.2.1. FUNCIONES PRINCIPALES....................................................................... 172 / 11.2.2. FUNCIONES DE SOPORTE....................................................................... 174 / 11.3. NIVELES DE IMPLEMENTACIÓN DEL A-SMGCS............................................ 176 / 11.4. TECNOLOGÍAS PARA EL A-SMGCS................................................................ 176 / 11.4.1. REQUISITOS DE VIGILANCIA DE LOS SISTEMAS A-SMGCS................ 176 / 11.4.2. SENSORES................................................................................................ 178 / 12. SISTEMAS DE PRESENTACIÓN DE DATOS DE VIGILANCIA...... 184 / 12.1. REQUISITOS DE PRESENTACIÓN PARA LA INFORMACIÓN DE VIGILANCIA.................................................................................................................................... 184 / 12.2. ILUSTRACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE UNA PRESENTACIÓN RADAR..... 185 / 13. HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS....................................................... 191 / 13.1. IMPORTANCIA DE LAS HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS DE VIGILANCIA................................................................................................................ 191 / 13.2. NECESIDAD DE LA EVALUACIÓN................................................................... 192 / 13.3. TIPOS DE EVALUACIÓN................................................................................... 192 / 13.4. PRESTACIONES GLOBALES............................................................................ 193 / 13.5. ESQUEMA GENERAL DE LAS HERRAMIENTAS DE EVALUACIÓN............... 195 / 13.6. EL SISTEMA SASS-C........................................................................................ 196 / 13.6.1. CONCEPTO DE FUNCIONAMIENTO........................................................ 198 / 13.6.2. ARQUITECTURA........................................................................................ 198 / 14. RESUMEN......................................................................................... 201 / 15. ACRÓNIMOS..................................................................................... 219 / 16. REFERENCIAS................................................................................. 233 /6 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Lugar de la función de vigilancia en el sistema ATM.......................................... 16 Figura 2. Descomposición del procesamiento en la cadena de vigilancia radar................ 17 Figura 3. Diagrama de contexto de la función de vigilancia............................................... 29 Figura 4. Arquitectura de alto nivel de la función de vigilancia.......................................... 31 Figura 5. Errores de vigilancia vs estándares de separación radar................................... 32 Figura 6. Seguimiento en el plano horizontal..................................................................... 36 Figura 7. Arquitectura básica del segmento embarcado.................................................... 41 Figura 8. Volumen de protección ACAS/TCAS entre 5000 y 10000 pies........................... 46 Figura 9. Posición de control primitiva............................................................................... 49 Figura 10. Controlador trabajando con las fichas de papel y radar primario...................... 50 Figura 11. Estación radar................................................................................................... 50 Figura 12. Situación del blanco mediante sus coordenadas.............................................. 51 Figura 13. Hoja de Ruta de Vigilancia en el European ATM Master Plan.......................... 54 Figura 14. Principio básico de funcionamiento del radar de impulsos............................... 55 Figura 15. Pulso de radiofrecuencia.................................................................................. 55 Figura 16. Transmisión y recepción de un pulso de la señal del radar primario................ 56 Figura 17. Relación entre tres propiedades que definen el impulso de radiofrecuencia.... 57 Figura 18. Eco de respuesta enmascarado por el pulso transmitido................................. 57 Figura 19. Máxima distancia no ambigua.......................................................................... 58 Figura 20. Diagrama de radiación...................................................................................... 60 Figura 21. Resolución en acimut....................................................................................... 61 Figura 22. Representación de la energía transmitida y recibida por el radar primario....... 62 Figura 23. Diagrama de bloques de un radar primario...................................................... 63 /7 Figura 24. Antena de radar primario.................................................................................. 65 Figura 25. Principio de funcionamiento del radar secundario............................................ 73 Figura 26. Radar secundario............................................................................................. 74 Figura 27. Formato de la interrogación del radar secundario............................................ 75 Figura 28. figura de respuesta con pulsos de igual amplitud............................................. 76 Figura 29. Antena de radar secundario (vista frontal y lateral).......................................... 77 Figura 30. Diagramas de radiación................................................................................... 77 Figura 31. Ancho del haz del diagrama de radiación horizontal........................................ 78 Figura 32. Relación entre lóbulos en el diagrama de radiación......................................... 78 Figura 33. Diagrama en elevación..................................................................................... 79 Figura 34. Ejemplo de ventana deslizante......................................................................... 80 Figura 35. Compatibilidad entre los modos A/C y el Modo S del SSR............................... 84 Figura 36. Fruit.................................................................................................................. 87 Figura 37. Garbling............................................................................................................ 88 Figura 38. Reflejos y multitrayecto..................................................................................... 89 Figura 39. Reflejos en interrogación.................................................................................. 90 Figura 40. Desarrollo del formato...................................................................................... 96 Figura 41. Parámetros definidos en el contenido del mensaje del protocolo DDE............ 98 Figura 42. Asterix............................................................................................................... 99 Figura 43. Identificador de categoría................................................................................. 99 Figura 44. Estructura del mensaje I................................................................................. 100 Figura 45. Estructura del mensaje II................................................................................ 101 Figura 46. Transmisión I.................................................................................................. 101 Figura 47. Transmisión II................................................................................................. 102 /8 Figura 48. Conectividad punto a punto............................................................................ 102 Figura 49. Conectividad por red....................................................................................... 103 Figura 50. Conectividad por red II.................................................................................... 103 Figura 51. Estación RMCDE............................................................................................ 104 Figura 52. Conversión de formatos.................................................................................. 105 Figura 53. Arquitectura general ADS............................................................................... 117 Figura 54. Arquitectura ADS-C........................................................................................ 118 Figura 55. Arquitectura ADS-B-aire................................................................................. 118 Figura 56. Arquitectura ADS-B tierra............................................................................... 119 Figura 57. FANS 1/A enlaces aire tierra.......................................................................... 120 Figura 58. Transpondedor VDL Modo 4........................................................................... 125 Figura 59. Transpondedor y antena UAT......................................................................... 126 Figura 60. Imágenes recogidas en el MIT, en Cambridge Massachusetts (1942) por un radar de banda S...................................................................................................................... 132 Figura 61. Idealización de la emisión de un pulso........................................................... 132 Figura 62. Idealización de la distribución de la energía emitida por el radar en un......... 133 Figura 63. Esquema de la energía captada y reflejada por una gota.............................. 134 Figura 64. Presentación ATC de imágenes de radar meteorológico a bordo................. 136 Figura 65. Cobertura radar en el FL125 del FIR Barcelona (Insignia)............................. 140 Figura 66. Salida del procesamiento multiradar............................................................... 144 Figura 67. Efectos de la extrapolación............................................................................. 145 Figura 68. Intersección de hiperboloides......................................................................... 151 Figura 69. Principio de la multilateración......................................................................... 151 Figura 70. Multilateración en el entorno aeroportuario.................................................... 154 Figura 71. Triangulación.................................................................................................. 156 /9 Figura 72. Antenas de multilateración............................................................................. 156 Figura 73. Flujo de datos en la correlación cruzada........................................................ 159 Figura 74. Flujos de datos para el método TOA.............................................................. 160 Figura 75. Presentación A-SMGCS................................................................................. 174 Figura 76. Elementos del A-SMGCS............................................................................... 175 Figura 77. Fases del movimiento en superficie................................................................ 177 Figura 78. Presentación radar con etiquetas en modo normal........................................ 186 Figura 79. Presentación radar con etiquetas en modo extendido.................................... 186 Figura 80. Indicación de rumbo y traza............................................................................ 187 Figura 81. Elementos de la etiqueta................................................................................ 187 Figura 82. Ficha electrónica y presentación radar integradas......................................... 189 Figura 83. Ejemplo de etiquetado de datos EHS (Enhanced Surveillance).................... 189 / 10 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Nivel de servicios disponible en función de la clase de estación de tierra y de la clase de transpondedor..................................................................................................... 83 Tabla 2. Casos de pérdidas de detección de blancos....................................................... 86 Tabla 3. Errores de decodificación por interferencias........................................................ 89 Tabla 4. Efectos multisenda............................................................................................... 91 Tabla 5. Utilidad de las transmisiones para multilateración............................................. 158 Tabla 6. Características de las técnicas de sincronismo................................................. 162 Tabla 7. Requisitos operativos de la función de vigilancia A-SMGCS............................. 177 Tabla 8. Requisitos de prestaciones de la función de vigilancia A-SMGCS.................... 178 Tabla 9. Prestaciones radar SMR.................................................................................... 179 / 11 Definición o idea básica Resumen / 12 / 1. INTRODUCCIÓN El objetivo general de este módulo es realizar una introducción a la función de vigilancia en el contexto ATM, exponiendo los principales sistemas de vigilancia, su uso y aplicación, así como explicando los principios empleados por estos sistemas. Para ello en este módulo se desarrollan los siguientes objetivos formativos:  Introducción a la vigilancia, que sitúa la vigilancia en el contexto ATM, introduce los dominios, técnicas, sistemas y equipamiento de vigilancia, concluyendo con una exposición de la arquitectura, requisitos y usuarios de la misma.  Visión de la aviónica, que expone de manera general los equipos de a bordo para la vigilancia y su interrelación y, en particular, introduce el TCAS como red de seguridad.  Descripción de la necesidad y uso del radar primario en ATC, explicando los principios básicos de operación y arquitectura del sistema, así como sus principales limitaciones.  Descripción de la necesidad y uso del radar secundario en ATC, explicando sus funciones, principios de operación y arquitectura, frecuencias y formatos, así como sus principales limitaciones.  Necesidades y técnicas empleadas para la transmisión de datos radar.  Origen, arquitectura, operación, y principales tecnologías de la vigilancia dependiente automática o ADS.  Uso del radar meteorológico en ATM.  Integración de la información de vigilancia en ATM.  Uso de la multilateración en ATC, explicando los principios de operación, elementos básicos y arquitectura de estos sistemas.  Necesidad y requisitos ATC para los sistemas de guía y control de movimiento en superficie, mencionando las tecnologías que se emplean en la actualidad.  Presentación de datos de vigilancia al objeto de reconocer la información en pantalla.  Por último, se describen las herramientas de análisis de datos de vigilancia. / 13 / 2. INTRODUCCIÓN A LA VIGILANCIA / 2.1 VIGILANCIA EN EL CONTEXTO ATM En general y a lo largo de la historia de la Navegación Aérea, se han utilizado diversas definiciones del término “vigilancia”, las cuales han ido evolucionando en complejidad y contenido a medida que el propio sistema ATM (Gestión del Tránsito Aéreo) ha ido madurando y creciendo a lo largo de los años. Recopilando las mismas, se puede decir que existen básicamente tres definiciones que se emplean para explicar qué significa el término “VIGILANCIA” o “SURVEILLANCE” en el contexto ATM. En cualquier caso, encontrar una definición sencilla y completa es difícil, y de hecho las tres definiciones que se manejan habitualmente son en cierto modo incompletas y complementarias a la vez. La definición más antigua, que corresponde a una época en la cual el sistema de gestión de tráfico aéreo desarrollaba unas funcionalidades básicas, refleja únicamente algunos de los propósitos y usuarios de la vigilancia actual, que no obstante siguen siendo válidos: “Surveillance is a mean of acquiring an aircraft’s position so that a controller can maintain separation minima” (“Vigilancia es un medio de adquirir la información de posición de la aeronave para que el controlador pueda mantener la separación mínima”). Desde una perspectiva ATC (Air Traffic Control) el controlador necesita disponer de una imagen precisa y fiable de la ubicación de las aeronaves a fin de poder proporcionar, con seguridad y confianza, separaciones a las aeronaves (en muchos casos próximas o iguales a las mínimas separaciones operacionales permitidas). A medida que el sistema de gestión de tránsito aéreo ha ido evolucionando, la información objeto de la función de vigilancia y su área de aplicación ha aumentado a la par, tal y como refleja otra definición más reciente: “Surveillance comprises the technological means of providing positional information and other essential data, including weather information, of both the air and airport surface situation to the ATM system” (“Vigilancia comprende todos los medios tecnológicos necesarios para proporcionar al sistema ATM información de posición y otros datos esenciales, incluyendo información meteorológica, de las situaciones de tráfico tanto en el aire como en tierra”). Se puede utilizar un amplio abanico de posibilidades tecnológicas para proporcionar una imagen precisa de vigilancia al sistema ATM en general, incluyendo no sólo al controlador sino a otras funciones del sistema ATM, muchas de las cuales sirven de apoyo para facilitar el trabajo del propio controlador, como la alerta de conflictos, STCA (Short Term Conflict Alert), etc. En particular las necesidades, en cuanto a precisión, régimen de actualización de la información, contenido y granularidad de la información, no son iguales para los distintos tipos de operación (ruta, TMA, movimiento en superficie, etc.). / 14 En la actualidad y claramente influida por la creciente sofisticación del propio sistema y su futura evolución, se manejan definiciones en las que la función de vigilancia pasa a ser una herramienta o entrada para otras funciones del sistema: “The surveillance functionallity established an air situation picture provided to data processing functions” (“La funcionalidad de vigilancia establece una imagen de la situación del tráfico aéreo para ser suministrada a las funciones de procesamiento de datos”). Actualmente, la información de vigilancia no llega directamente al controlador, sino que es sometida a un complejo procesamiento y tratamiento a fin de constituir la mejor fuente de información posible. Así, por ejemplo, una de las piezas clave de este procesamiento lo constituye lo que se denomina “tracking”, que básicamente consiste en generar y predecir la trayectoria de una aeronave a partir de menores bloques de información como son los plots o blancos, derivados de múltiples sensores y fuentes de vigilancia. Se incluyen en estas funciones de procesamiento de información de vigilancia todas aquellas funcionalidades del sistema ATM que actúan como medio soporte al controlador (NTZ, AMAN, DMAN, etc.), como alertas de conflicto (STCA, MTCD, MSAW, etc.) etc. / 2.1.1. NECESIDAD DE LA VIGILANCIA Los servicios de vigilancia se requieren para la provisión de separación entre aeronaves en el espacio aéreo controlado, y así garantizar la gestión de un creciente volumen de tráfico de forma segura, ordenada y eficiente. Las necesidades de la vigilancia moderna tienen un doble hilo conductor: beneficios percibidos frente a coste de los mismos. Los beneficios que una mejora de la función de vigilancia puede aportar se traducen, fundamentalmente, en beneficios en términos de seguridad y beneficios en términos de capacidad. / 2.1.2. POSICIÓN DE LA VIGILANCIA DENTRO DEL SISTEMA ATM La Figura 1 muestra el lugar que ocupa la vigilancia dentro de la jerarquía para la provisión de los servicios de tránsito aéreo. / 15 Figura 1. Lugar de la función de vigilancia en el sistema ATM Bajo la denominación de Comunicaciones, Navegación y Vigilancia (CNS) se agrupan las infraestructuras técnicas sobre las cuales se sostiene el sistema de navegación aérea. Estos medios cumplen un papel de apoyo y de suministro de información básica para que el desarrollo cotidiano de la gestión del tránsito aéreo sea posible. Así pues, para que una aeronave se mueva segura de un punto a otro debe mantener un contacto continuo con el servicio de control en tierra a través de las “comunicaciones”, y utilizará los sistemas de navegación para conocer su posición en todo momento y para dirigirse al lugar deseado. Por otro lado, el servicio de control en tierra utilizará los sistemas de vigilancia para tener a las aeronaves localizadas y evitar conflictos entre ellas, verificando que mantienen las separaciones adecuadas. / 2.1.3. COMPONENTES DE LA CADENA DE VIGILANCIA La Figura 2 muestra cómo, dentro de la cadena o función de vigilancia, se realizan múltiples operaciones de procesamiento y tratamiento de datos al objeto de mejorar en todo momento la información disponible y conseguir una presentación final óptima para el controlador. Básicamente la información de vigilancia se verá sometida a un procesamiento diferenciado a tres niveles diferentes:  Procesamiento realizado a nivel del sensor en el propio emplazamiento, incluyendo el procesamiento de la señal y la extracción de los plots.  Transmisión de la información de vigilancia desde la fuente o sensor, hasta el centro de control o en su defecto el centro de procesamiento.  Procesamiento en el centro de control o de tratamiento de datos. / 16 Figura 2. Descomposición del procesamiento en la cadena de vigilancia radar / 2.2. DOMINIOS DE LA VIGILANCIA En relación con la función de vigilancia pueden definirse tres dominios o ámbitos básicos: Aire-aire (air-air). Contempla los elementos que facilitan las funciones de vigilancia aire-aire, es decir, aquellas que permiten tener a bordo de la aeronave una representación de la situación del tráfico circundante. Conforman este dominio:  Sensores: en particular el equipamiento de vigilancia de a bordo que permite que la información de posición, identificación, así como otros datos relevantes sean transmitidos y/o recibidos desde otras aeronaves y desde tierra: - Transpondedores SSR (Radar Secundario de Vigilancia) y Modo S - Transpondedores ADS-B (Vigilancia Dependiente Automática Radiodifundida)  Funcionalidades: en particular aquellas implementadas a bordo como red de seguridad para prevenir y evitar situaciones de conflicto: ACAS o TCAS (Sistemas de Aviso Anticolisión a Bordo), así como aplicaciones y procedimientos ASAS (Airborne Separation Assistance System), habilitadas por la vigilancia ADS-B. / 17 Tierra-aire (ground-air). Contempla los elementos que facilitan las funciones de vigilancia tierra-aire, es decir, aquellas que permiten tener en tierra información de objetos situados en aire, incluyendo elementos de vigilancia elemental como posición e identificación, así como elementos de vigilancia mejorada, como vector de estado de las aeronaves, intenciones de vuelo, etc. En este dominio se incluyen esencialmente sistemas y sensores, y el procesamiento realizado en el emplazamiento:  Radar Primario de Vigilancia (PSR).  Radar de Superficie/ Equipo de Detección de Superficie en Aeropuertos (SMR/ASDE).  Radar Secundario de Vigilancia (SSR).  SSR Modo S (Select).  Vigilancia Dependiente Automática Radiodifundida (ADS-B) / Sistema de Información de Tráfico Radiodifundida (TIS-B).  Vigilancia Dependiente Automática por Contrato (ADS-C).  Sistemas de Multilateración. Tierra-tierra (ground-ground). Contempla los elementos que facilitan las funciones de vigilancia tierra-tierra, es decir, aquellas que permiten tener en tierra información de objetos situados en tierra. En este dominio se incluyen esencialmente sistemas y sensores, y el procesamiento realizado en el emplazamiento:  Radar de Superficie/Equipo de Detección de Superficie en Aeropuertos (SMR/ASDE).  Vigilancia Dependiente Automática Radiodifundida (ADS-B).  Sistemas de Multilateración. / 18 Los datos e información proporcionada por los sistemas de vigilancia pueden utilizarse de distintas formas por el sistema ATM para proporcionar de forma segura separación a los tráficos. Los sistemas de vigilancia avanzados permiten obtener información adicional derivada de los distintos sistemas a bordo de las aeronaves, posibilitando mejoras en las prestaciones del sistema ATM, así como nuevas formas de control, donde, paulatinamente, la responsabilidad de la separación entre aeronaves pueda ir delegándose de forma gradual a las propias aeronaves. / 2.3. CATEGORÍAS/TÉCNICAS DE VIGILANCIA De forma general, las distintas tecnologías de vigilancia empleadas en la gestión del tráfico aéreo se pueden clasificar en las siguientes tres categorías: Vigilancia independiente no cooperativa. Las técnicas de vigilancia independiente no cooperativas (que tuvieron un marcado origen, aplicación y carácter militar), se caracterizan por no depender en absoluto de la aeronave para su funcionamiento, en el sentido de que no requieren que estas lleven equipamiento alguno y, en circunstancias normales, funcionan independientemente de las características de la aeronave. Son, por tanto, independientes de la aeronave y tuvieron un marcado origen, aplicación y carácter militar. En ATC, el Radar Primario de Vigilancia (PSR) constituye el principal sistema dentro de esta categoría, siendo un ejemplo particular del mismo el Radar de Vigilancia en Superficie (SMR- Surface Movement Radar). Vigilancia Independiente Cooperativa. Estas técnicas dependen de cierto equipamiento a bordo de la aeronave aun cuando mantienen todas sus funcionalidades en tierra, en particular, la realización de las medidas de la posición de la aeronave. Proporciona la posición calculada de la aeronave y procesa información adicional proveniente de los datos de abordo (Mode A/C/S, DAPs). En ATC sistemas que se incluyen en esta categoría son: el Radar Secundario de Vigilancia, SSR Mode S, Airport Multilateration (MLAT), Wide Area Multilateration (WAM), etc. / 19 Vigilancia dependiente. Estas técnicas dependen totalmente de los sistemas de navegación de la aeronave para la determinación de la posición de la misma. En estas técnicas, el piloto o los sistemas electrónicos de aviónica y procesamiento de datos de la aeronave, informan al sistema de tierra de la posición calculada por la aeronave. Este proceso puede ser manual, mediante informes de posición enviados por el piloto vía comunicaciones voz por radio o puede ser totalmente automático sin intervención de la tripulación, donde se proporciona la posición de la aeronave obtenida a partir de GPS, Inercial, etc. así como otros datos relevantes: velocidad, intención de vuelo, etc. Se encuadran en esta última categoría los sistemas ADS-C y ADS-B. / 2.4. SISTEMAS DE VIGILANCIA AVANZADOS Se enumeran y definen a continuación los principales sistemas de vigilancia avanzados. Radar Secundario Modo S. El radar secundario Modo S es un desarrollo del radar secundario que utiliza las mismas frecuencias de interrogación y respuesta que el radar secundario convencional, pero cuyas interrogaciones selectivas contienen una dirección única de 24 bits que facilita que todas las transmisiones sean decodificadas únicamente por la aeronave a la que van dirigidas. Una estación Modo S también transmite formatos de radar secundario (SSR) convencionales para detectar aeronaves que van equipadas únicamente con un transponder SSR convencional en modos A/C. El transponder Modo S puede constituir una parte esencial del sistema embarcado ACAS y de la ADS-B. Vigilancia Dependiente Automática por Contrato. Automatic Dependent Surveillance-Contract (ADS-C). Es una técnica de vigilancia en la cual la aeronave proporciona por medio de un enlace de datos información de posición, identificación y otros datos derivados de los sistemas de a bordo. Se establece un contrato entre la aeronave y tierra para transmitir los datos bien periódicamente, bien tras un evento o un momento particular. Los eventos pueden ser tiempos, posiciones o contratos específicos. En la actualidad el ADS-C se implementa mediante SATCOM (Sistema de comunicaciones vía satélite), si bien cualquier enlace que tenga alcance suficiente podría ser válido. / 20 Originalmente se concibió como un enlace de datos especifico de la red ATN. Sin embargo, en la actualidad las implementaciones comerciales utilizan en gran medida la funcionalidad disponible en los equipos FANS 1/A ya instalados en múltiples aeronaves. Vigilancia Dependiente Automática Radiodifundida. Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B). Se trata de una técnica de vigilancia que permite la transmisión de parámetros derivados de la aeronave como pueden ser la posición, identificación, etc. y su radiodifusión mediante un enlace de datos que puede ser utilizado por usuarios terrestres o aéreos. Cada ADS-B transmite periódicamente su posición y otros datos derivados de los sistemas de aviónica. Cada usuario convenientemente equipado, terrestre o embarcado dentro del área de cobertura del emisor, puede recibir y procesar la información. Existen tres tecnologías disponibles:  ADS-B 1090ES (seleccionada como tecnología primaria para la implantación de la ADS-B en el mundo).  VDL Mode 4 (Very High Frequency Data Link).  UAT (Universal Access Time). Servicio de Información de Tráfico Radiodifundida (TIS-B). La situación e imagen del tráfico obtenida y generada en los sistemas de procesamiento de información de vigilancia en tierra se radiodifunde desde tierra a todas las aeronaves dentro del área de cobertura que se encuentren equipadas con los receptores adecuados. El servicio TIS-B radiodifunde periódicamente información disponible en el sistema de vigilancia en tierra, procedente de diversas fuentes (SSR, multilateración, ADS-B), permitiendo que las aeronaves y vehículos convenientemente equipados reciban información del tráfico circundante, tanto equipado como no equipado. Adicionalmente, existen otros servicios de radiodifusión por enlace de datos:  ADS-R (Automatic Dependent Surveillance-Rebroadcast): consiste en la radiodifusión automática por parte de las estaciones de tierra de datos ADS-B recibidos por un enlace de datos a través de otros enlaces de datos, con el propósito de extender la conectividad ADS-B a otros usuarios con enlaces de datos diferentes. / 21  FIS-B (Flight Information Service-Broadcast): consiste en la radiodifusión desde tierra de información aeronáutica relevante para la operación de los vuelos (meteorológica, etc.). Multilateración. La multilateración es un sistema de vigilancia donde las aeronaves responden a otras interrogaciones SSR y SSR Modo S, o envían mensajes espontáneos “squitter” de los transpondedores Modo S. Estas respuestas son recibidas por tres o más estaciones terrestres y midiendo la diferencia de tiempos de llegada de las respuestas puede determinarse la posición en 3D del blanco. En algunas estaciones terrestres de multilateración pueden realizarse interrogaciones Modo S selectivas para obtener información de una aeronave específica. Se distinguen tres niveles de funcionalidad:  Operación básica, en la cual el sistema de multilateración utiliza las diferencias en tiempos de llegada de las señales para determinar la posición.  Operación elemental, que incluye la operación básica y añade interrogaciones activas para extraer la información de identificación de los sistemas de vuelo.  Operación mejorada, que incluye la operación básica e interrogación activa para extraer información adicional de las aeronaves. La multilateración puede utilizarse tanto para vigilancia de área extensa (WAM) como de superficie (A-SMGCS). / 2.5. NECESIDAD Y USO DEL EQUIPAMIENTO DE VIGILANCIA Según el Reglamento de la Circulación Aérea, la información obtenida de los sistemas de vigilancia puede usarse para llevar a cabo las siguientes funciones en cuanto al suministro del servicio de control de tránsito aéreo:  Proporcionar servicios de vigilancia ATS necesarios para mejorar la utilización del espacio aéreo, disminuir las demoras, proporcionar encaminamiento directo y perfiles de vuelo óptimos, así como para mejorar la seguridad. / 22  Proporcionar guía vectorial1: - A las aeronaves que salen, a fin de facilitar una circulación de salida rápida y eficaz y acelerar la subida hasta el nivel de crucero. - A las aeronaves en ruta, con objeto de resolver posibles incompatibilidades de tránsito. - A las aeronaves que llegan, a fin de establecer un orden de aproximación expedito y eficaz. - Para prestar ayuda a los pilotos en la navegación, por ejemplo, hacia o desde una radioayuda, alejándose de áreas de condiciones meteorológicas adversas o de los alrededores de las mismas, etc. - Proporcionar separación y mantener la afluencia normal de tránsito, en particular cuando una aeronave tenga un fallo de comunicaciones dentro del área de cobertura radar. - Mantener la supervisión de la trayectoria de vuelo del tránsito aéreo. De forma complementaria a la provisión de separación y guía vectorial, la información de vigilancia es básica en la adquisición de datos de la aeronave y en los procesos de detección de conflictos y riesgos potenciales (mediante los elementos conocidos como redes de seguridad). Se explica a continuación en qué consisten cada uno de estos conceptos y el uso y valor de la información de vigilancia en los mismos. / 2.5.1. SEPARACIÓN La separación de las aeronaves entre sí y de éstas con el terreno es uno de los objetivos fundamentales de los servicios de tránsito aéreo. Con el fin de proporcionar el servicio de control de tránsito aéreo, toda dependencia del control de tránsito aéreo deberá:  Disponer de la información sobre el movimiento proyectado de cada aeronave, y variaciones del mismo, y de datos sobre el progreso efectivo de cada una de ellas.  Determinar, basándose en la información recibida, las posiciones relativas que guardan entre ellas las aeronaves conocidas. 1 La guía vectorial consiste en la provisión, por parte del controlador aéreo al piloto, de rumbos específicos que le permitan mantener la derrota o trayectoria deseada. / 23  Expedir autorizaciones e información a fin de evitar colisiones entre las aeronaves que estén bajo su control y acelerar y mantener ordenadamente el movimiento del tránsito aéreo.  Coordinar las autorizaciones que sean necesarias con las otras dependencias. La separación entre las aeronaves debe garantizarse al menos en el plano vertical o en el plano horizontal (lateral y longitudinal). La separación proporcionada por una dependencia de control de tránsito aéreo se obtendrá por lo menos en una de las formas siguientes:  Separación vertical, mediante asignación de diferentes niveles, elegidos entre las tablas de niveles de crucero que figuran en el Reglamento de la Circulación Aérea, o en una tabla de niveles de crucero modificada.  Separación horizontal, obtenida proporcionando: - Separación longitudinal, manteniendo un intervalo entre las aeronaves que lleven la misma derrota, o derrotas convergentes o recíprocas, expresada en función de tiempo o de distancia; o - Separación lateral, manteniendo las aeronaves en diferentes rutas o en diferentes áreas geográficas. Atendiendo a la naturaleza de la información utilizada para determinar el movimiento de las aeronaves y la posición relativa entre ellas y con el terreno, se pueden distinguir entre:  Separación no radar. Corresponde a la separación utilizada cuando la información de posición de la aeronave se obtiene de fuentes que no sean radar.  Separación radar. Corresponde a la separación utilizada cuando la información de posición de la aeronave se obtiene de fuentes radar. La información esencial proporcionada por los sistemas de vigilancia para estos efectos consiste en información de identificación de la aeronave, posición horizontal (acimut y distancia) y altitud. / 24 La primera tecnología de vigilancia radar, el “Radar Primario de Vigilancia” (PSR, Primary Surveillance Radar), ya era capaz de detectar la posición y calcular2 la distancia de cualquier objeto que reflejara las señales de radio transmitidas desde una antena en tierra, y por tanto de las aeronaves. Sin embargo, no permitía la identificación de los blancos, de modo que para conseguirlo el controlador aéreo tenía que dar instrucciones a cada piloto para que hiciera varios giros a derecha e izquierda con el fin de llevar a cabo una identificación positiva del vuelo, ya que lo que aparecía en su pantalla radar era tan solo una mancha fosforescente. La aparición del “Radar Secundario de Vigilancia” (SSR, Secondary Surveillance Radar), además de mejorar las prestaciones de determinación de posición, introdujo en el sistema de tránsito aéreo la capacidad de identificar de forma fácil y fiable a las aeronaves, mediante una clave específica asignada por el ATC, basada en un código octal de 4 dígitos elegidos de un total de 4.096 posibles, que utiliza números entre el 0 y el 7 y que se conoce como Modo A. Adicionalmente, permite el envío a tierra de información de altitud de la aeronave (Modo C), tomada directamente del altímetro del avión. / 2.5.2. GUÍA VECTORIAL Es una de las herramientas de las que dispone el controlador para garantizar de forma efectiva la separación entre las aeronaves. La provisión del guiado vectorial debe ser tal que se guíe a la aeronave a lo largo de rutas o derrotas en las que el piloto pueda controlar la posición de la aeronave por referencia a ayudas de navegación interpretadas por el piloto; y se informe al piloto, a menos que ello sea evidente, de lo que se trata de conseguir con el vector en cuestión y especificar el límite de tal vector. Adicionalmente cuando el controlador esté proporcionando guía vectorial a un vuelo IFR, es también responsable de garantizar que el margen de franqueamiento de obstáculos se respete en todo momento, hasta que la aeronave llegue a un punto en que el piloto reanude su propia navegación. Siempre que sea posible, las altitudes mínimas de guía vectorial serán lo suficientemente elevadas como para minimizar la activación de los sistemas de advertencia de la proximidad del terreno de la aeronave. 2En realidad, este primer radar no calculaba distancia. Ésta era estimada por el controlador con la ayuda de un gráfico superpuesto en pantalla compuesto de círculos concéntricos. / 25 Al terminar la guía vectorial de una aeronave, el controlador da instrucciones al piloto para que reanude su propia navegación, dándole la posición de la aeronave e instrucciones apropiadas, si las instrucciones actuales han desviado a la aeronave de la ruta previamente asignada. / 2.5.3. ADQUISICIÓN DE DATOS Adicionalmente, la información de vigilancia puede utilizarse para adquirir y procesar datos adicionales de las aeronaves. Esta información podrá ser presentada directamente al controlador o utilizada por otras funciones del sistema ATM. En particular estos pueden ser:  Dirección unívoca de la aeronave.  Vector de velocidad respecto a tierra.  Vector de velocidad respecto a aire.  Perfil de vuelo proyectado.  Información meteorológica.  Intenciones a corto y medio plazo.  Perfil extendido de vuelo.  Indicación de variación de velocidad vertical de la aeronave respecto de un límite prefijado (Vertical Rate Change).  Indicación de paso de un Waypoint (WP) al siguiente (Waypoint Change).  Indicación de desviación lateral de la posición real de la aeronave (Lateral Deviation Change) respecto de la posición esperada de la misma, de acuerdo con el plan de vuelo del FMS (Flight Management System).  Indicación de que la altitud de la aeronave excede los márgenes de altitud máxima o mínima definidos (Level/Altitude Range Deviation).  Cambio de nivel de vuelo (Level Change).  Variación en la velocidad respecto al aire de la aeronave (Airspeed Change).  Variación en la velocidad respecto a tierra de la aeronave (Ground Speed Change). / 26  Variación en el rumbo (Heading Change). Una parte (muy limitada) de esta información se puede obtener de los sistemas radar convencionales (primario y secundario), mientras que la información más avanzada se obtiene a partir de las funcionalidades avanzadas que ofrecen el radar Modo S y la ADS. El proceso de adquisición y tratamiento de esta información incluye el procesado de las entradas de datos de sensores de vigilancia, monitorización, cálculo de errores y corrección en tiempo real (RTQC), seguimiento monoradar, seguimiento multiradar, procesado y tratamiento de datos meteorológicos (si procede), procesado y seguimiento de datos ADS (si procede) así como la asociación con planes de Vuelo (Plan de Vuelo-Traza, seguimiento de Planes de Vuelo, Transferencia, Trazas Sintéticas). / 2.5.4. DETECCIÓN Y REDES DE SEGURIDAD La información de vigilancia es procesada, tanto en tierra como a bordo, para detectar situaciones de posible colisión o conflicto y avisar al controlador y/o al piloto de las mismas. Estas funciones, que se conocen como redes de seguridad y se implementan en distinta medida en el sistema terrestre y a bordo de las aeronaves, se describen a continuación:  Redes de seguridad terrestres. Las alertas comúnmente implementadas son: - Alerta de conflicto a corto plazo (STCA). Detección de potenciales violaciones de las separaciones mínimas, tomando en cuenta los movimientos horizontal y vertical, la velocidad y el nivel de vuelo. Tratamiento especial de la alerta de conflicto en espacio RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum). Dos niveles de conflicto: predicción y violación de conflicto. - Alerta de conflicto a medio plazo (MTCA o Medium Term Conflict Alert). Detección de posibles conflictos futuros entre trayectorias, con un horizonte de anticipación de 20 minutos. Calcula las trayectorias futuras, monitoriza la desviación respecto de las mismas, prevé conflictos entre trayectorias y presenta la información con una anticipación de 20 minutos. - Alerta de áreas restringidas (RAW). Detección de potenciales intrusiones dentro de áreas restringidas. Dos niveles de alarmas: predicción y violación de las áreas. - Detección de intrusión en zonas con climatología adversa. Detección de potenciales intrusiones dentro de zonas con climatología adversa. Dos niveles de alarmas: predicción y violación de las áreas. / 27 - Monitorización de adherencia al nivel de vuelo asignado (CLAM). Alerta de cumplimiento del actual nivel de vuelo (Modo C) con el último asignado (CFL). - Alerta de altitud respecto al terreno (MSAW). Comprobación de si la actual altitud de vuelo está por debajo de la altitud de seguridad predefinida para el área. Especial tratamiento para áreas de aterrizaje y despegue asegurando una precisión mayor.  Redes de seguridad a bordo: - TCAS. Sistema de alerta de conflictos entre aeronaves en vuelo que proporciona alertas de tráfico o Traffic Advisories (TAs) y avisos de resolución de conflictos o Resolution Advisories (RAs) únicamente en sentido/dirección vertical. / 2.6. ARQUITECTURA DE LA FUNCIÓN DE VIGILANCIA Esta sección describe, desde un punto de vista funcional, la arquitectura de la función de vigilancia, entendida ésta como: El conjunto de técnicas y sistemas basados en tierra utilizados para la detección de blancos y la determinación de su posición (y si se requiere la adquisición de información suplementaria sobre estos blancos), y la provisión de esta información a los usuarios, dentro de unos requisitos temporales dados para soportar y permitir la separación y el control del tráfico aéreo en un área dada”. La Figura 3 muestra el diagrama de contexto de la función de vigilancia, describiendo las entradas y salidas de la función. / 28 Figura 3. Diagrama de contexto de la función de vigilancia El objetivo de la función de vigilancia es proporcionar una representación o imagen del tráfico que pueda ser utilizada y satisfaga las necesidades de los centros de control y otros usuarios. El principal objeto de la función de vigilancia es el blanco, ya sea aeronave, vehículo u obstáculo, y sus atributos tales como:  Posición 4D3.  Velocidad 4D.  Aceleración 4D.  Tipo de aeronave.  Identificación y otros atributos relevantes operativamente. La Figura 4 muestra los principales elementos de la arquitectura de la función de vigilancia: 3 Considerando las cuatro dimensiones, es decir, coordenadas X, Y, Z y el tiempo. / 29  El blanco (vehículo o aeronave), cuyo nivel de equipamiento definirá el conjunto de datos que pueden utilizarse.  La función de adquisición del blanco, encargada de realizar las interrogaciones a los blancos, y de recibir las respuestas y los mensajes espontáneos enviados por ellos (squitter o señales aleatorias que el transponder de la aeronave emite en ausencia de interrogación). Esta función cubre la adquisición de los datos de los sensores de vigilancia radar, de los sistemas ADS, así como cualquier información suplementaria adicional derivada de los datos de la aeronave. Una vez adquirida esta información pasa directamente a los sistemas de presentación al controlador o a los sistemas de procesamiento.  La función de distribución de datos que recibe los datos del blanco desde los sistemas de adquisición y los distribuye a los distintos usuarios, teniendo en cuenta sus necesidades. Esta función puede proporcionar los datos directamente o realizando una conversión de formatos a ASTERIX, comentado en el apartado 6.2.2.  El procesador de datos de vigilancia recopila los informes de los blancos, y realiza la fusión e integración de información que luego proporcionará a los dispositivos de presentación de situación del tráfico aéreo. Esta función genera un conjunto de tracks o pistas, es decir, series de datos consecutivos que indican la trayectoria seguida por los blancos.  El gestor de servicios, que actúa de interface entre los usuarios y la función de vigilancia.  El procesador de datos de situación tierra-aire recibe los mensajes del procesador de servicios y los envía a las aeronaves a través de un servicio TIS-B (servicio de comunicaciones que permite transmitir a la aeronave la información de posición de los tráficos o aeronaves disponible en tierra), para que éstas puedan componer una imagen previa del tráfico que las rodea.  El usuario final de la información de vigilancia, obtenida por medio de los sistemas de adquisición (sensores) o por medio de datos procesados. / 30 Figura 4. Arquitectura de alto nivel de la función de vigilancia / 2.7. REQUISITOS / 2.7.1. FUENTES DE REQUISITOS Y ESPECIFICACIONES Los requisitos y especificaciones aplicables a la función de vigilancia, y a cada uno de los elementos o sistemas que la integran, se encuentran en la actualidad distribuidos en un conjunto de documentos de ámbito nacional e internacional producidos por distintas organizaciones relacionadas con la Navegación Aérea y el sistema ATM. Las principales fuentes normativas son:  Reglamento de la Circulación Aérea.  Normas y Practicas Recomendadas de OACI (SARPS; Anexo 10, Volumen IV).  Requisitos, especificaciones y estrategias de Eurocontrol.  Estándares de la EASA.  Especificaciones EUROCAE. / 31 / 2.7.2. REQUISITOS GENERALES PARA RUTA Y GRANDES ÁREAS TERMINALES Se resumen a continuación los requisitos esenciales de la función de vigilancia y sus elementos en los entornos de ruta y grandes áreas terminales:  Servicio radar: - Debe proporcionarse servicio radar para separación de aeronaves en el espacio aéreo controlado de ruta y en las grandes áreas terminales (TMAs). - Las prestaciones de los sistemas de vigilancia deben ser tales que permitan al controlador proporcionar una separación mínima horizontal de 5 NM en zonas de alta densidad en ruta, 10 NM en el resto de espacio aéreo de ruta y 3 NM en TMA. Debe tenerse en cuenta, tal y como indica la Figura 5, que los errores de vigilancia son únicamente una pequeña fracción de los estándares de separación radar. En la figura puede observarse como los errores de medida de los radares secundarios, en sus distintas modalidades, constituyen una fracción pequeña de error, nunca por encima de 1 NM, frente a la totalidad de las mínimas de separación en aproximación (3 NM) o en ruta (5NM). Figura 5. Errores de vigilancia vs estándares de separación radar  Cobertura: - Ruta: Doble cobertura de radar secundario (información de dos radares). - TMAs: Doble cobertura de radar secundario y cobertura simple de radar primario. / 32 Adicionalmente se recomienda que:  Los nuevos sistemas monopulso deben permitir el upgrade o actualización a funciones de vigilancia extendida Modo S.  El sistema de procesamiento de datos de vigilancia (SDPS) debe proporcionar: - Información capaz de proporcionar una representación completa a los controladores de las trayectorias de las aeronaves (plots, track, posición vertical, posición predicha, vector y velocidad). - Datos para soportar las funciones de detección, y alerta de conflictos y altitud mínima. - Correlación automática de información de posición e identificación/ correlación de la aeronave con datos del plan de vuelo. - Actualización de los datos del plan de vuelo por comparación con la posición de la aeronave proporcionada por la información radar, con actualizaciones de tiempos esperados de llegada sobre punto fijo (ETO – Estimated Time Over) o de tiempos estimados de llegada (ETA - Estimated time of Arrival), así como alertas de desviación. - Disponer de un sistema automático de asignación de códigos para gestionar la utilización eficiente de los códigos Modo A4. - Los sistemas utilizados para datación de tiempo estarán sincronizados a una fuente UTC estándar con una precisión de +/- 5 ms. / 2.7.3. REQUISITOS DE LOS DATOS DE VIGILANCIA RADAR El sistema de vigilancia radar debe proporcionar, al menos, la siguiente información:  Posición horizontal de la aeronave e histórico.  Identificación de la aeronave.  Posición vertical de la aeronave.  Indicación específica de códigos Modo A (i.e. 7500, 7600, 7700). 4 Esta asignación debe realizarse de acuerdo al método ORCAM (Originating Region Code Assignment Method). / 33  Velocidad respecto a tierra (ground speed).  Origen (Status) de la pista o track (primario, secundario, combinado o extrapolado). La siguiente información debe estar disponible para presentación al controlador:  Reconocimiento de códigos Modo A de propósito especial.  Vectores de predicción de la pista o track. La precisión de posición de los datos de vigilancia radar disponible, en la posición de control, debe tener una distribución de error con media (root mean square o RMS) igual o inferior a 500 m para ruta e igual o inferior a 300 m para área terminal. Aunque la información de mapas no se deriva directamente de la vigilancia radar debe estar disponible en la presentación en todo momento para una adecuada provisión de los servicios radar. El refresco de la información de vigilancia debe permitir actualizaciones de presentación inferiores a 5 segundos en área terminal y a 8 segundos en ruta. No se permiten más de dos actualizaciones sucesivas basadas en datos extrapolados. La información de Modo C (altitud) no se podrá extrapolar para su presentación. / 2.8. USUARIOS La misión de los Sistemas ATM es mejorar la seguridad de los vuelos, proporcionando a los controladores la información procesada de los movimientos de las aeronaves proveniente de los sensores, los planes de vuelo, los indicadores de dirección (DF) y los mensajes provenientes del control ADS/CPDLC. En este contexto, la información de vigilancia es esencial y debe estar accesible a múltiples usuarios. Los usuarios de la información de vigilancia son tanto:  Personas (pilotos, controladores, etc.)  Funciones de los sistemas automatizados de tierra y de a bordo. Estos usuarios incluyen:  Centros ATM oceánicos.  Centros ATM de ruta.  Unidades ATM de aproximación y TMA.  Aeropuertos y Torres. / 34  Centros de defensa.  Oficinas de operaciones de compañías aéreas.  Sistema mejorado de ATFM.  Sistemas de procesamiento, como el FDPS.  Aplicaciones y herramientas ATM como redes de seguridad (STCA, etc.).  El propio blanco.  Funciones de vigilancia adyacentes (por ejemplo, interfaces con las redes de vigilancia militares para compartición de información).  Funciones no ATM como los servicios de búsqueda y rescate. El principal usuario de los datos de vigilancia lo constituye, en primera instancia, el sistema automatizado de control de tránsito aéreo (SACTA) con todas sus funcionalidades y, en segunda instancia, el usuario final, el controlador, al cual deben dar soporte las distintas funcionalidades del sistema de control de tránsito aéreo. Las principales funciones del sistema de control de tránsito aéreo son:  Entrada (front-end) de datos de vigilancia.  Procesado de Datos de Vigilancia (SDP).  Procesado de Datos de Plan de Vuelo (FDP).  Gestión de Enlace de Datos (ADS/CPDLC).  Presentación de la Situación Aérea en las posiciones de Controlador (SDD).  Corrección de Datos de Vuelo (FDO).  Control y Monitorización del Sistema (CMD).  Definición de los Datos de Adaptación del Espacio Aéreo (DMS).  Sistema Horario GPS.  Grabación y Reproducción. / 35 En particular, el procesado de datos de vigilancia (SDP) constituye el principal usuario. Este, a su vez, está integrado por una serie de funcionalidades que son clientes o usuarios de los datos de vigilancia en la medida que se describe a continuación:  Procesado de las entradas de Datos de vigilancia.  Procesado, monitorización, cálculo de errores y corrección en tiempo real (RTQC).  Seguimiento Monoradar (utilizando datos solo de un sensor).  Seguimiento Multiradar (utilizando datos de varios sensores).  Procesado y tratamiento de datos meteorológicos.  Procesado y seguimiento de datos ADS.  Asociación con planes de Vuelo (Plan de Vuelo-Traza, seguimiento de Planes de Vuelo, Transferencia y trazas sintéticas).  Alertas de conflicto (STCA, MSAW y RAW).  Redundancia y fall back (modo By-Pass). La Figura 6 presenta como ejemplo el tratamiento de los datos radar realizado por el procesado de datos de vigilancia en el plano horizontal. Diferencia entre la cadena de tratamiento monoradar y sus subprocesos para la correlación de datos radar con las pistas monoradar, así como la cadena de tratamiento multiradar y sus subprocesos para la integración de pistas monoradar. Figura 6. Seguimiento en el plano horizontal / 36 Los servicios de vigilancia se requieren para la provisión de separación entre aeronaves en el espacio aéreo controlado, y así garantizar la gestión de un creciente volumen de tráfico de forma segura, ordenada y eficiente. La información de vigilancia se verá sometida a un procesamiento diferenciado a tres niveles diferentes; a nivel del sensor en el propio emplazamiento, transmisión de la información de vigilancia desde la fuente o sensor, y procesamiento en el centro de control o de tratamiento de datos. En relación con la función de vigilancia pueden definirse tres dominios o ámbitos básicos:  Aire-aire (air-air). Contempla los elementos que facilitan las funciones de vigilancia aire-aire, es decir, aquellas que permiten tener a bordo de una aeronave una representación de la situación del tráfico circundante.  Tierra-aire (ground-air). Contempla todos los elementos que permiten la captura y transmisión tierra-aire, y viceversa, de la información de vigilancia, incluyendo elementos de vigilancia elemental como posición e identificación, así como elementos de vigilancia mejorada, como vector de estado de las aeronaves, intenciones de vuelo, etc.  Tierra-tierra (ground-ground). Este dominio contempla todos los elementos necesarios para la transmisión y tratamiento en tierra de la información de vigilancia a fin de obtener los productos demandados por los usuarios de la función de vigilancia. Las distintas tecnologías de vigilancia empleadas en la gestión del tráfico aéreo se pueden clasificar en tres categorías:  Vigilancia independiente no cooperativa. No dependen en absoluto de la aeronave para su funcionamiento, en el sentido de que no requieren que estas lleven equipamiento alguno.  Vigilancia independiente cooperativa. Estas técnicas dependen de cierto equipamiento a bordo de la aeronave aun cuando mantienen todas sus funcionalidades en tierra.  Vigilancia dependiente. Estas técnicas dependen totalmente de los sistemas de navegación de la aeronave para la determinación de la posición de la misma. / 37 Los principales sistemas de vigilancia avanzados son:  Radar Secundario Modo S. Es un desarrollo del radar secundario que utiliza las mismas frecuencias de interrogación y respuesta que el radar secundario convencional, pero cuyas interrogaciones selectivas contienen una dirección única de 24 bits que facilita que todas las transmisiones sean decodificadas únicamente por la aeronave a la que van dirigidas.  Vigilancia dependiente automática por contrato. Automatic Dependent Surveillance-Contract (ADS-C). Técnica de vigilancia en la cual la aeronave proporciona por medio de un enlace de datos información de posición, identificación y otros datos derivados de los sistemas de a bordo.  Vigilancia dependiente automática radiodifundida. Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B). Técnica de vigilancia que permite la transmisión de parámetros derivados de la aeronave como pueden ser la posición, identificación, etc. y su radiodifusión mediante un enlace de datos que puede ser utilizado por usuarios terrestres o aéreos.  Servicio de información de tráfico radiodifundida (TIS-B). Esta información se radiodifunde desde tierra a todas las aeronaves dentro del área de cobertura que se encuentren equipadas con los receptores adecuados.  Multilateración. Sistema de vigilancia donde las aeronaves responden a otras interrogaciones SSR y SSR Modo S, o envían mensajes espontáneos “squitter” de los transpondedores Modo S. La separación proporcionada por una dependencia de control de tránsito aéreo se obtendrá por lo menos en una de las formas siguientes:  Separación vertical, mediante asignación de diferentes niveles, elegidos entre las tablas de niveles de crucero que figuran en el Reglamento de la Circulación Aérea, o en una tabla de niveles de crucero modificada.  Separación horizontal, obtenida proporcionando: - Separación longitudinal, manteniendo un intervalo entre las aeronaves que lleven la misma derrota, o derrotas convergentes o recíprocas, expresada en función de tiempo o de distancia. - Separación lateral, manteniendo las aeronaves en diferentes rutas o en diferentes áreas geográficas. / 38 Atendiendo a la naturaleza de la información utilizada para determinar el movimiento de las aeronaves y la posición relativa entre ellas y con el terreno, se pueden distinguir entre:  Separación no radar. Corresponde a la separación utilizada cuando la información de posición de la aeronave se obtiene de fuentes que no sean radar.  Separación radar. Corresponde a la separación utilizada cuando la información de posición de la aeronave se obtiene de fuentes radar. La información esencial proporcionada por los sistemas radar consiste en información de identificación de la aeronave, posición horizontal (acimut y distancia) y altitud. La provisión del guiado vectorial debe ser tal que se guíe a la aeronave a lo largo de rutas o derrotas en las que el piloto pueda controlar la posición de la aeronave por referencia a ayudas de navegación interpretadas por el piloto; y se informe al piloto, a menos que ello sea evidente, de lo que se trata de conseguir con el vector en cuestión y especificar el límite de tal vector. La información de vigilancia puede utilizarse para adquirir y procesar datos adicionales de las aeronaves. Esta información podrá ser presentada directamente al controlador o utilizada por otras funciones del sistema ATM. La información de vigilancia es procesada, tanto en tierra como a bordo, para detectar situaciones de posible colisión o conflicto y avisar al controlador y/o al piloto de las mismas. Estas funciones se conocen como redes de seguridad y se implementan en distinta medida en el sistema terrestre y a bordo de las aeronaves. Éstas son:  Redes de seguridad terrestres. Las alertas comúnmente implementadas son: - Alerta de conflicto a corto plazo (STCA). Detección de potenciales violaciones de las separaciones mínimas, tomando en cuenta los movimientos horizontal y vertical, la velocidad y el nivel de vuelo. - Alerta de conflicto a medio plazo (MTCA o Medium Term Conflict Alert). Detección de posibles conflictos futuros entre trayectorias, con un horizonte de anticipación de 20 minutos. - Alerta de áreas restringidas (RAW). Detección de potenciales intrusiones dentro de áreas restringidas. Dos niveles de alarmas: predicción y violación de las áreas. / 39 - Detección de intrusión en zonas con climatología adversa. Detección de potenciales intrusiones dentro de zonas con climatología adversa. Dos niveles de alarmas: predicción y violación de las áreas. - Monitorización de adherencia al nivel de vuelo asignado (CLAM). Alerta de cumplimiento del actual nivel de vuelo (Modo C) con el último asignado (CFL). - Alerta de altitud respecto al terreno (MSAW). Comprobación de si la actual altitud de vuelo está por debajo de la altitud de seguridad predefinida para el área.  Redes de seguridad a bordo: - TCAS. Sistema de alerta de conflictos entre aeronaves en vuelo que proporciona alertas de tráfico o Traffic Advisories (TAs) y avisos de resolución de conflictos o Resolution Advisories (RAs) únicamente en sentido/dirección vertical. La arquitectura de la función de vigilancia se puede definir como: “El conjunto de técnicas y sistemas basados en tierra utilizados para la detección de blancos y la determinación de su posición (y si se requiere la adquisición de información suplementarias sobre estos blancos), y la provisión de esta información a los usuarios, dentro de unos requisitos temporales dados para soportar y permitir la separación y el control del tráfico aéreo en un área dada.” Los requisitos y especificaciones aplicables a la función de vigilancia se encuentran en la actualidad distribuidos en un conjunto de documentos de ámbito nacional e internacional producidos por distintas organizaciones relacionadas con la Navegación Aérea y el sistema ATM. Las principales fuentes normativas son: Reglamento de la Circulación Aérea, Normas y Practicas Recomendadas de OACI (SARPS; Anexo 10, Volumen IV), Requisitos, especificaciones y estrategias de Eurocontrol, Estándares de la EASA, y Especificaciones EUROCAE. El principal usuario de los datos de vigilancia lo constituye, en primera instancia, el sistema automatizado de control de tránsito aéreo con todas sus funcionalidades y, en segunda instancia, el usuario final, el controlador, al cual deben dar soporte las distintas funcionalidades del sistema de control de tránsito aéreo. / 40 / 3. AVIÓNICA / 3.1. EQUIPOS DE A BORDO En esta sección se realiza una exposición de los posibles equipos embarcados para la vigilancia y su interrelación. Se realiza una descripción de máximos considerando una aeronave que fuera equipada con todas las tecnologías convencionales y avanzadas de vigilancia. Debe no obstante considerarse que los requisitos de equipamiento a bordo están ligados a las características, condiciones y nivel de servicio proporcionado en un espacio aéreo determinado, pudiendo éstos variar desde la no obligación de llevar equipamiento de vigilancia (tráficos VFR en espacio aéreo no controlado) un equipamiento mínimo de transponder secundario (tráficos en ruta y grandes áreas terminales en espacio aéreo controlado en la ECAC), a equipamientos más complejos en función de los servicios que se presten en un espacio aéreo concreto y de las infraestructuras en tierra disponibles (ADS-C, ADS-B, Modo S, multilateración, etc.). La Figura 7 presenta la arquitectura básica de la parte de la función de vigilancia que corresponde al segmento embarcado. Figura 7. Arquitectura básica del segmento embarcado / 41 En ella pueden observarse varios grandes bloques funcionales:  Entradas y sensores de navegación. Se incluyen en este apartado todos los elementos de aviónica que proporcionan entradas e información de navegación requeridas por la función de vigilancia. Los sistemas y sensores de navegación, en sí mismos, no forman parte de la función de vigilancia, sino que proporcionan entradas a la misma. La información básica de navegación es requerida esencialmente por los sistemas ADS (ADS-C y ADS-B), y consiste en tiempo y posición en tres dimensiones. Adicionalmente, cierta información de los propios sistemas de navegación utilizados en estos casos, como por ejemplo el factor de calidad de la información de posición suministrada, debe ser proporcionada a la funcionalidad de vigilancia embarcada para ser procesada, incluida en los mensajes ADS y enviada a tierra. Para la provisión de la información de tiempo y posición 3D a la función de vigilancia, las aeronaves utilizan como fuente esencial la proporcionada por sensores GNSS (básicos, o en cualquiera de sus posibles aumentaciones locales o de área extendida)5. No obstante y a efectos de no depender de una única fuente, deben disponer de un medio alternativo o back up, por ejemplo, navegación inercial. Debe proporcionarse a través de la función de vigilancia una indicación a tierra del medio principal o back up utilizado para el cálculo de la posición, así como de su calidad.  La función de navegación, planificación y control de vuelo, y presentación, aunque fuera del alcance de la función de vigilancia, garantiza que: - Las entradas de navegación están disponibles para los sistemas ADS-B y ADS-C. - El piloto tiene acceso a los datos de vigilancia. - El piloto puede introducir datos en la función de vigilancia como, por ejemplo, el modo A y entradas requeridas por el Modo S (SSR inputs). - La información de plan e intenciones de vuelo esté disponible para su envío a través de Modo S y ADS. - La información de vigilancia suministrada desde tierra (TIS-B) o desde otras aeronaves (ADS-B), sea tratada y presentada al piloto, y suministrada a otras funciones de a bordo que la puedan requerir. 5 Ver módulo de NAV. / 42 En la mayoría de las aeronaves, en mayor o menor grado, estas funcionalidades están implementadas en el FMS o sistema de gestión de vuelo.  El objetivo del bus de distribución de datos es asegurar que los datos se distribuyen adecuadamente entre los distintos sistemas.  Otro gran bloque está formado por el equipamiento embarcado de vigilancia propiamente dicho. Este puede ser: - El transponder modo 1, 2, 3A, 4, 5 y C hace referencia a un transponder SSR acorde a las especificaciones del Anexo 10. - El transponder Modo S capaz de proporcionar la información Modo S requerida, incluyendo la dirección de identificación de 24 𝑏𝑖𝑡𝑠. Deberá ser compatible con requisitos locales o regionales publicados en AIP/AIC. - El transceptor ADS-B radiodifunde, a un régimen preestablecido, datos de la aeronave a otros usuarios haciendo uso de una de las posibles tecnologías, como VDL Modo 4, 1090 Extended Squitter, UAT, etc. - El enlace de datos de TX/RX ADS-C gestiona la conexión entre la estación terrestre ADS-C y el sistema final (por ejemplo, FMS). - La subfunción procesador de datos de tierra a aire recibe la información enviada desde tierra utilizando TIS-B. - Las correspondientes antenas de los transceptores y enlaces de datos.  Dispositivos de presentación de información de vigilancia aire-aire. Adicionalmente la aeronave puede estar equipada con dispositivos de presentación de la información de vigilancia, en particular de la recibida desde tierra a través de TIS-B o desde otras aeronaves a través de ADS-B. Este es el caso del CDTI (Cockpit Display of Traffic Information), donde se presenta la información ADS-B recibida por una aeronave. Se trata de una pantalla situada en cabina con fácil acceso por parte del piloto y que le permite hacer uso de la información ADS recibida. Igualmente permitirá presentar la información recibida a través de TIS-B. Por último, la Figura 7 muestra también la relación de los sistemas de a bordo y, en particular, de los que integran la función de vigilancia con el sistema TCAS. Debe tenerse en cuenta que el TCAS no es un medio de vigilancia sino una red de seguridad y está diseñada para ser independiente de la funcionalidad de navegación, por lo que no está conectado con el autopiloto o piloto automático ni con el FMS (Flight Management System). El sistema permanece por diseño independiente y continúa funcionado en el caso de que se produzca un fallo en alguno de estos sistemas. / 43 / 3.2. TCAS / 3.2.1. INTRODUCCIÓN El sistema TCAS corresponde a las siglas de Traffic alert and Collision Avoidance System en inglés. Es un sistema embarcado que prevé posibles colisiones entre aeronaves en vuelo y funciona independientemente a los servicios de tránsito aéreo. Este dispositivo fue diseñado en los Estados Unidos en la década de los 80, surgiendo de investigaciones iniciadas en los años 50 para evitar colisiones entre aeronaves en vuelo. Se basa en el estándar de OACI conocido como ACAS (Airborne Collision Avoidance System). / 3.2.1.1. OBJETIVO DEL SISTEMA ACAS/TCAS El sistema anticolisión de a bordo tiene por objeto reducir el riesgo de colisión entre aeronaves en vuelo, a las que generalmente se denominan como colisiones o cuasi- colisiones. Este sistema está concebido como un último recurso o red de seguridad (safety net), cuya aplicación es independiente de cual sea el estándar de separación en cada momento del vuelo. Es decir, su funcionamiento y aplicabilidad es la misma independientemente de si la aeronave está volando en un espacio aéreo de ruta con separaciones radar de 10 ó 5 NM; en un espacio aéreo de área terminal con separaciones radar de 3 NM, o en cualquier otro espacio aéreo con diferentes estándares de separación. La importancia de un seguimiento correcto de los avisos de resolución proporcionados por el sistema o RAs está ilustrada por el hecho de que un piloto que nunca siga un aviso de resolución (RA ó Resolution Advisory) afronta 3 veces más riesgo que el que afronta un piloto que siga siempre las indicaciones de las RAs. El factor humano es el elemento más débil del bucle de control del ACAS. Sin este factor humano se entiende que la relación de reducción de riesgo aumentaría por un factor de 10. En la actualidad la implementación comercial disponible que cumple o satisface las especificaciones del estándar OACI para el ACAS II es el TCAS II versión 7.1. De acuerdo con la Regulación 1332/2011, enmendada posteriormente por la Regulación 2016/583, el / 44 equipamiento con TCAS II versión 7.1 es obligatorio en aeronaves civiles dentro del espacio aéreo de la Unión Europea. / 3.2.2. FUNDAMENTOS DEL ACAS/TCAS El sistema ACAS está diseñado para funcionar de forma autónoma e independiente, tanto del equipo de navegación de las aeronaves como de los sistemas terrestres utilizados para la provisión de los servicios de control de tránsito aéreo. El sistema funciona independientemente del equipamiento y la función de navegación de la aeronave, así como del FMS de la misma; igualmente es independiente del sistema de control de tránsito aéreo y su infraestructura terrestre. Como parte del proceso de análisis de las amenazas que puedan suponer los otros tráficos, el sistema no tiene en cuenta las autorizaciones ATC, ni las intenciones de la tripulación o las entradas del piloto automático. El sistema ACAS está basado en las señales de los transpondedores SSR (equipamiento de a bordo). El ACAS interroga en modo C y modo S a cualquier aeronave que se encuentre en sus proximidades (generalmente se denomina a estas aeronaves como intrusos) y, a partir de las respuestas recibidas, realiza un seguimiento de la altitud y distancia de los tráficos vecinos, generando y presentando alertas a los pilotos cuando sea necesario. Las aeronaves que no estén equipadas con un transponder secundario activo, no podrán ser detectadas. El sistema de transpondedor embarcado en la aeronave interroga a las aeronaves cercanas a ella en la frecuencia 1.030 𝑀𝐻𝑧. Las otras aeronaves posteriormente responden en 1.090 𝑀𝐻𝑧 a esa aeronave. Estos ciclos se repiten varias veces por segundo. Así pues, transfiriendo datos de distancia, rumbo y altitud entre aeronaves, se consigue una representación en tres dimensiones del espacio aéreo cercano a la aeronave. Uno de los elementos clave de este sistema, originalmente propuesto por el Dr. John S. Morell en 1955, es que funciona en base a un principio de medida de tiempos y no de distancia. A partir de varias réplicas sucesivas, el sistema ACAS calcula el tiempo necesario para que la aeronave alcance el CPA (Closest Point of Approach) con la aeronave intrusa, dividiendo la distancia entre ambas por la velocidad o ratio de acercamiento. Este tiempo es el principal parámetro utilizado para la generación de alertas y el tiempo de alerta depende de su valor. Si la aeronave transmite su altitud, el sistema ACAS también calcula el tiempo hasta alcanzar la coaltitud (misma altitud). Se considera un volumen de espacio protegido alrededor de cada avión equipado con un ACAS. El tamaño de este volumen depende de la altitud, la velocidad y el rumbo de las aeronaves que se encuentran involucradas en el encuentro. / 45 Figura 8. Volumen de protección ACAS/TCAS entre 5000 y 10000 pies El ACAS / TCAS genera dos tipos de alertas:  Avisos de tráfico o TA (Traffic Advisory). Los avisos de tráfico están concebidos para asistir y ayudar al piloto en la adquisición visual de una aeronave vecina que pudiera llegar a ocasionar un conflicto futuro, a la vez que permite alertar y preparar al piloto de la aeronave para un futuro aviso de resolución o RA.  Avisos de resolución o RA (Resolution Advisory). Si el sistema determina que existe un riesgo de colisión con alguna aeronave cercana generará el correspondiente aviso de resolución o RA. Éste indicará al piloto la velocidad vertical a la que debe volar para evitar al avión intruso. La indicación visual de estas velocidades verticales se muestra al piloto a través de los instrumentos de vuelo, acompañadas de un mensaje sonoro. Cuando las aeronaves divergen horizontalmente y se ha eliminado el peligro de colisión, el sistema transmite al piloto un mensaje de “libre de conflicto” o (“Clear of Conflict”) / 46 / 3.2.3. TIPOS DE ACAS Existen tres tipos de sistemas ACAS:  ACAS I: Proporciona TAs, pero no puede recomendar maniobras de evasión. La única implementación de este sistema o concepto es el TCAS I. Los estándares y prácticas recomendadas (SARPs) del ACAS I están publicados en el anexo 10 de OACI, volumen IV, y están limitados a aspectos de interoperabilidad e interferencias con ACAS II.  ACAS II: Proporciona TAs y RAs únicamente en el sentido/dirección vertical. La actual implementación más reciente del concepto ACAS II es la TCAS II Versión 7.1 Los SARPS OACI están publicados en el Anexo 10. El equipamiento ACAS II (TCAS II versión 7.1) es obligatorio en Europa.  ACAS III: Proporciona TAs y RAs vertical y/o en horizontal. Se conoce también como TCAS III y TCAS IV. No existe ninguna implementación de los mismos y es improbable que esté disponible en un futuro cercano. Aun no se han desarrollado SARPs OACI para el sistema ACAS III. / 47 Para la provisión de la información de tiempo y posición 3D a la función de vigilancia, las aeronaves utilizan como fuente esencial la proporcionada por sensores GNSS

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue