El transpondedor de una aeronave transmite señales que anuncian (como mínimo) la identidad, la altitud y la dirección del movimiento de la aeronave (además, para la mayoría de las aeronaves más nuevas, una gran cantidad de otra información útil); esto es lo que permite que funcione el radar de vigilancia secundario (SSR), la columna vertebral del control de tráfico aéreo moderno, 1 y lo que hace posible que el TCAS de la aeronave vea otras aeronaves cercanas y (si es necesario) advierta a sus pilotos que no colisionen con ellos. 2
Durante mucho tiempo, pensé que esto funcionaba haciendo que los transpondedores transmitieran esta información a ciegas, en caso de que hubiera un radar o TCAS dentro del alcance que quisiera saber sobre la aeronave conectada al transpondedor. Sin embargo, recientemente aprendí que la mayoría de los transpondedores de aeronaves "hablan solo cuando se les habla", no transmiten su información hasta que escuchan un radar o TCAS gritando "¿Alguien ahí?" hacia el cielo azul profundo (aunque ADS-B , que funciona esencialmente como pensé que funcionaban todos los transpondedores, se está implementando y pronto será obligatorio en los EE. UU. para muchos aviones), y que esta transmisión se envía solo al gritador, y no a nadie más que pueda tener interés en el asunto. 3
No entiendo por qué la mayoría (o, hasta hace muy poco, todos) los transpondedores no transmiten espontáneamente; obviamente es factible (de lo contrario no podríamos tener ADS-B), y eliminaría la necesidad de esos transmisores SSR grandes y costosos (el ATC solo necesitaría un receptor pequeño y económico, además de un plato de radar de vigilancia primario 4 para detectar pájaros, clima, partes de aviones separadas , aeronaves con transpondedores rotos o que no funcionan, y aeronaves sin transpondedores [como la mayoría de los globos y planeadores], y como respaldo en caso de que el receptor antes mencionado explote/contrae malware/fue robado por extraterrestres). Entonces, ¿por qué, o al menos, los transpondedores de aeronaves tienen que ser interrogados por un radar o TCAS antes de que derramen los cacahuates? 5
1 : lo que, a su vez, permite a los controladores (por ejemplo) apilar varias aeronaves a diferentes altitudes en estrecha proximidad horizontal entre sí sin correr el riesgo de una colisión en el aire (mientras que la mayoría de los radares primarios no pueden determinar las altitudes de sus objetivos, ya que pueden medir el acimut y la distancia inclinada de un objetivo, pero no su ángulo de elevación y, por lo tanto, no se pueden usar para la separación vertical de objetivos), para advertir a los aviones si se hunden peligrosamente bajo (la misma razón), para identificar inmediatamente nuevos blancos que aparecen en sus pantallas, y asociar dichos blancos con transmisiones de radio de dicha aeronave sin tener que pedir al transmisor que realice un giro de 360º para identificarlos.
2 : Estoy seguro de que hay muchas otras cosas para las que los transpondedores también son útiles, pero que he olvidado incluir.
3 : Por ejemplo, esto significa que una aeronave debe tener un transpondedor operativo para que su TCAS funcione ; no puede simplemente olfatear las señales del transpondedor enviadas por aeronaves cercanas en respuesta a la interrogación de otros radares y/o TCAS.
4 : Radares que detectan objetivos haciendo rebotar físicamente ondas de radio en ellos y escuchando los ecos.
5 : Como derramar los frijoles, excepto que los aviones sirven (y derraman) maní en su lugar.
El sistema de radar de vigilancia secundario proporciona alcance en un método similar al radar primario: midiendo el tiempo entre la transmisión de la señal de interrogación y la recepción de la respuesta. El rango es proporcional a la diferencia de tiempo, menos una constante que permite que el transpondedor de la aeronave realice el procesamiento.
Esto no funcionaría si los transpondedores respondieran sin un interrogatorio.
El acimut se encuentra tradicionalmente al observar la dirección de la antena SSR en el momento en que esto ocurre, aunque algunos sistemas modernos utilizan el retraso de tiempo entre múltiples ubicaciones de receptores (multilateración).
No entiendo por qué la mayoría (o, hasta hace muy poco, todos) los transpondedores no transmiten espontáneamente
Los sistemas GNSS solo han estado disponibles comercialmente hace relativamente poco tiempo (en comparación con la línea de tiempo de la aviación). Además, GPS SA (disponibilidad selectiva) se apagó en mayo de 2000 para poner a disposición la precisión requerida para la aviación civil. ADS-B se basa en que la aeronave realmente sabe dónde está.
Los transpondedores A / C de modo básico no requerían que la aeronave supiera dónde estaba. El SSR determinaría el acimut, y las respuestas de Modo A/C proporcionarían identidad y altitud de presión.
El equipo instalado en las aeronaves certificadas cambia muy lentamente. Todavía hay aviones que vuelan hoy en día que se construyeron mucho antes de que existiera el GPS. La adaptación de nuevos equipos de navegación a un avión es costosa.
El objetivo principal de SSR es proporcionar información a la estación específica que la solicita. Las antenas de radar son direccionales cuando transmiten y reciben las señales. Cuando el sistema SSR interroga al transpondedor, significa que la antena está apuntando hacia él y, por lo tanto, se puede recibir una señal. Si el transpondedor respondiera cuando la antena apuntaba hacia otro lado, no habría nada para recibirlo y la información se perdería.
Además de las otras respuestas: al esperar la interrogación, se asegura de que los transpondedores no transmitan simultáneamente. Este es el gran problema de todos los sistemas de radio: cuando dos transmisores transmiten al mismo tiempo en la misma frecuencia, ambas transmisiones son ininteligibles.
¿Por qué los transpondedores de aeronaves esperan a ser interrogados antes de transmitir señales de baliza?
Para medir la distancia entre el interrogador y el objetivo, similar a cómo funciona DME .
No entiendo por qué la mayoría (o, hasta hace muy poco, todos) los transpondedores no transmiten espontáneamente; obviamente es factible
Era inviable en los días previos al GPS, porque los aviones no conocían su propia posición. Incluso hoy en día, la confianza en el GPS es un único punto de falla y, si se atasca o se apaga, la aeronave ya no puede anunciar su propia posición sin que se la soliciten. Tienen que volver a las mediciones de distancia directas entre ellos, lo que requiere un estilo de comunicación de desafío-respuesta.
Gran pregunta (con una buena narrativa de seguimiento). Además, ¡excelentes respuestas! Agregaré algo más que no he leído aquí:
¿Por qué no transmitir espontáneamente?
Los transpondedores remontan sus orígenes al comienzo de la tecnología militar de identificación de amigos o enemigos (IFF). En este contexto, transmitir espontáneamente es como pintarse un blanco sobre uno mismo. Incluso responder a un interrogatorio conlleva el riesgo de que un enemigo triangule tu posición. El equipo del transpondedor tanto en el vehículo como en tierra evolucionó teniendo en cuenta esta suposición, y se realizaron ciertas optimizaciones con otras compensaciones.
También tenga en cuenta que transmitir todo el tiempo requiere mucha más energía que enviar una señal direccional de vez en cuando. Y si la aeronave (en lugar de una estación terrestre) lo hace, esa energía se suma al peso de despegue. No estoy seguro de cuánto importa, pero no lo descartaría, particularmente para aviones relativamente pequeños.
usuario14897
dave