Hay dos tipos de devoluciones que aparecen en la pantalla de radar de un controlador de tráfico aéreo:
Los retornos secundarios no son, en sentido estricto, "retornos" de radar en absoluto, sino, más bien, señales emitidas automáticamente desde el transpondedor de una aeronave, que contienen ubicación codificada, altitud, velocidad aerodinámica, identificación, plan de vuelo, tipo de aeronave, etc., datos recuperados del instrumentos a bordo de la aeronave. Estos son muy valiosos, pero, obviamente, solo se pueden usar con aviones equipados con un transpondedor funcional que tenga dicho transpondedor encendido y transmitiendo datos no falsos.
Los retornos primarios , por el contrario, son verdaderos retornos de radar: reflejos directos del haz del radar desde la superficie de un avión, pájaro, nube, escombros, misil, árbol, ovni, globo, granizo o cualquier otra cosa que se encuentre en el aire en ese momento. Como simplemente requieren que un objeto se ubique donde el haz del radar pueda alcanzarlo, son de gran utilidad para rastrear aeronaves con transpondedores que no funcionan (debido, por ejemplo, a una falla eléctrica general o simplemente a un transpondedor defectuoso), aeronaves en zonas de combate (para quienes la transmisión de una señal de identificación sería una excelente manera de ser derribados), piezas de aviones , bandadas de pájaros o cualquier otro objeto no equipado con transpondedor que uno desee rastrear.
Una limitación común dada para los retornos de radar primario es que no brindan información de altitud, sino solo información de posición. Pero esto no tiene sentido, ya que determinar la posición de un objetivo requiere conocer su ángulo de elevación, azimut y distancia relativa a la instalación del radar (sin conocer la distancia del objetivo, podría ubicarse en cualquier lugar a lo largo de una línea que se extiende desde la ubicación del radar hasta infinito; sin conocer su ángulo de elevación, podría ubicarse [dentro de las limitaciones de altitud del objeto que genera el objetivo] en cualquier lugar a lo largo de un arco circular que se extiende desde el horizonte hasta el cenit a la distancia especificada del radar; sin conocer su azimut, podría ubicarse en cualquier lugar a lo largo de un círculo horizontal centrado en el cielo directamente sobre el radar), y, si el ángulo de elevación, el acimut,también determina la altitud del objetivo, no solo su ubicación. Además, los radares militares pueden y proporcionan información sobre la altitud de los objetivos primarios (de lo contrario, serían inútiles, ya que para interceptar un avión enemigo es necesario conocer tanto su posición como su altitud, y es poco probable que los aviones enemigos accedan a la solicitud de un radar de proporcionar una señal de baliza de transpondedor). eso ayudaría inmensamente a derribarlos), lo que ha demostrado ser valioso en numerosas ocasiones; por ejemplo, la investigación del accidente que finalmente produjo el primer AAR de la NTSBusó datos de un radar militar de defensa aérea para determinar que un 727 que se estrelló contra el lago Michigan había descendido constantemente al agua sin estabilizarse, en lugar de sufrir una desviación incontrolada del vuelo nivelado, mientras que, más recientemente, se recibieron devoluciones primarias en varios aviones militares. los sitios de radar en Massachusetts mostraron que el vuelo 990 de EgyptAir se retiró de su inmersión inicial antes de realizar una segunda y última inmersión.
Entonces, ¿qué impide que los radares ATC civiles muestren información de altitud para los objetivos principales?
sin conocer su ángulo de elevación, podría ubicarse en cualquier lugar a lo largo de un arco circular que se extiende desde el horizonte hasta el cenit a la distancia especificada del radar
Bueno, no del todo. Las aeronaves generalmente están mucho más restringidas en su posicionamiento vertical. Si hay un regreso desde 30 millas de distancia, ese avión no puede estar arriba. (Y los radares normalmente tienen una elevación máxima del haz, a menudo alrededor de 70 grados).
Este documento sugiere que (al menos a partir de 1989) determinar el ángulo de elevación era muy difícil para el radar primario ATC. Fue posible mediante la correlación cruzada de información de múltiples fuentes, pero esto no se hizo de manera rutinaria. El documento se centra en lo útil que sería para ayudar a eliminar el desorden del suelo.
Incluso si se dispusiera de cierta información sobre la elevación, es posible que esos datos no se presenten a los controladores a menos que tengan una precisión útil. Si la precisión fuera peor que, digamos, 1500 pies, ¿sería útil?
Además, los radares militares pueden y proporcionan información de altitud para objetivos primarios.
Radartutorial sugiere que la discriminación vertical (o radar 3D) requiere equipo adicional y, por lo tanto, es más costosa. Dado que ATC puede obtener esta información mediante un radar secundario, se evita el gasto de recopilarla a través de un sistema primario 3D.
Además del costo, el radar 3D más antiguo escanearía una región más lentamente que un radar 2D.
El radar ATC primario (2D) proporciona el acimut y la distancia oblicua, pero no la elevación. Si usa la distancia oblicua como distancia horizontal, será algo inexacto, pero dado que los aviones no vuelan tan alto (y no deberían estar por encima de los 10 kft MSL sin un transpondedor que funcione), el error es mínimo, y las normas de separación lo tienen en cuenta.
Agregar escaneo de elevación (3D) aumentaría el costo y reduciría las tasas de escaneo, pero no agregaría nada cuando la mayoría de los aviones tienen transpondedores de todos modos, por lo que es más eficiente vivir con las limitaciones.
El radar primario de vigilancia civil (PSR) no proporciona un ángulo de elevación y, por lo tanto, no se puede mostrar información de altitud. Por lo tanto, la ubicación tampoco es precisa, pero eso no importa para fines de ATC.
El ATC civil no necesita información de altitud o altura para proporcionar separación de tráfico cuando se usa PSR. Simplemente se aseguran de que los puntos en la pantalla no colisionen. Para la separación del tráfico no es necesario conocer la posición exacta de la aeronave; siempre que las tramas estén separadas en la pantalla 2D, estarán separadas en el mundo 3D. Las pantallas típicas de PSR se basan en la suposición de un mundo plano; solo trazan el acimut y el rango. Siempre que las parcelas estén separadas por 5 NM, sin importar cuál sea la diferencia de altitud entre las aeronaves, están separadas de manera segura para fines de ATC.
Como observó correctamente, si desea determinar la posición 3D exacta de la aeronave en función de un radar primario, necesita el acimut, el alcance y el ángulo de elevación. Los PSR utilizados por el control del tráfico aéreo civil no miden el ángulo de elevación porque esto requeriría un hardware de radar más sofisticado y, por lo tanto, sería más costoso.
El valor añadido del ángulo de elevación es que se puede medir la posición exacta, incluida la altura de la aeronave. Sin embargo, eso tiene un valor limitado. En el control del tráfico aéreo, la separación vertical no se basa en la altitud geométrica sino en la altitud barométrica o el nivel de vuelo. Usando el ángulo de elevación, el radar primario daría la altura geométrica. Sin embargo, la altura barométrica que se muestra en la cabina al piloto puede estar fácilmente a varios cientos o miles de pies de distancia de la altura geométrica. Entonces, para la comunicación entre el ATC y los pilotos, la altura geométrica medida por el radar primario es casi inútil.
Las aeronaves se separan verticalmente colocándolas en diferentes altitudes/niveles de vuelo, según el altímetro barométrico de la aeronave. Esta altitud se transmite al radar secundario que permite mostrar esa altitud y separación en función de la diferencia de altitud. Esta es la base para la comunicación de información de posición vertical entre el ATC y los pilotos.
En resumen, los costos de agregar la medición del ángulo de elevación al radar ATC primario civil superan los beneficios.
Las limitaciones del radar ATC son simples: no están diseñados para proporcionar más que distancia y rumbo para retornos primarios.
PAR (radar de aproximación de precisión) es un ejemplo de un sistema de radar que proporciona información de altitud y está configurado para permitir que el controlador proporcione información de guía de aproximación vertical.
Hay muchos sistemas de radar que proporcionan información de elevación, por ejemplo, en algunos sistemas SAM (misiles de superficie a aire). Es posible, pero alguien no ha gastado los fondos adicionales de los contribuyentes para propósitos de ATC.
Los nuevos tipos en el mercado pueden hacer esto. Véase, por ejemplo, Thales STAR-NG (opción de altimetría), Hensoldt (anteriormente Airbus) ASR-NG, ...
También puede actualizar los radares existentes, como el FAA ASR-9, como puede ver, por ejemplo, en el sitio web de Intersoft.
Sin embargo, hay una serie de limitaciones en el rendimiento y, lo que es más importante, los procedimientos ATC civiles no están diseñados para altitudes derivadas de PSR. Pero incluso si no se usa operativamente, aún brinda un beneficio en el seguimiento y el rechazo de ecos parásitos.
Tomás
ryan1618