Mode S Transponder

[MarkusP210]

Über die Mode S-Transponder wird ja z.Zt. einiges in diversen Fliegerzeitschriften Publiziert. Mich interessiert der konkrete Nutzen für die ATC nebst offenbar viel mehr Codes.

 

Ist eine Erweiterung im Bereich TCAS angedacht.

 

Gruss

 

Markus

[ursmunger]

Hallo Markus,

 

der grundsätzliche Nutzen vom Mode S ist ja der 'datalink'.

 

Konkret sehe ich persönlich folgende Entwicklung (ohne Gewähr und ohne Bezug auf irgendwelche offiziellen Pläne):

 

Zuerst wird Mode S zur übermittlung von nicht Sicherheitsrelevanten ATC-Kommunikationen (clearance delivery, evtl. Routen usw, nicht aber Flight levels oder Headings) eingesetzt werden. Einige Airports sind ja damit schon am experimentieren.

 

Der nächste Schritt wird wohl sein, dass generell alle ATC-clearances via datalink übermittelt werden. Der Nutzen dabei ist offensichtlich: Der Hauptgrund für falsch ausgeführte clearances ist die Frequenzbelastung, -qualität oder schlichtweg Missverständnisse auf der Frequenz. Diese werden damit eliminiert. Zudem werden mit zukünftigen Systemen die Instruktionen sozusagen per Mausclick an die Flüge übermittelt werden....Im zukünftigen 'stripless'-System muss dem Radar eh mitgeteilt werden, welche clearance ein Flug momentan hat - das kann man dann kombinieren.

 

Und in wohl noch ferner Zukunft werden wahrscheinlich Szenarien dazukommen wie Übermitteln von TCAS-Manövern, aber auch z.B. von im Autopiloten eingestellten Werten....sollten sie von der ATC-clearance abweichen kann das System automatisch Alarm schlagen.

 

Bis aber Mode S auch im unteren Luftraum obligatorisch wird (und das wird natürlich gerade Dich stark interessieren) wird wohl noch sehr viel Wasser die Rhone (oder was auch immer) hinabfliessen. Zudem wird sicherlich die Frequenz noch als 'Backup' dienen, falls mal der Transponder oder die Radarsysteme ausfallen. Die Frequenz-Handovers werden wohl sehr lange bleiben....das Verschwinden deren werde ich kaum erleben in meiner Karriere.

 

Ein bisschen klarer??? :008:

[Heinz Richner]

Hoi zäme

 

in den Staaten läuft ja das TIS ( Traffic Information System ) bereits zusammen mit den Mode-S Transpondern. Meine Anlage wäre empfangsbereit, werde die Informationen von den Bodenstationen wohl auch nicht mehr erleben :001: . Ist es so dermassen kompliziert oder sind uns die Amis damit wieder Jahrzehnte voraus?

 

 

Gruss

Heinz

[MarkusP210]

@Urs

Vielen Dank, diese Info dient mir sehr gut.

 

@Heinz

Ja, die Amis sind uns voraus, weil wir so blöd sind uns ihrem Protektionismus fortwährend zu beugen. Wie sonst ist es möglich, dass ein Gerät welches vergleichsweise wenig kann (Mode-S Transponder) so viel kostet. (Ein Gerät mit gleichem Funktionsumfang kostet in der Industrie wohl zwischen Fr. 300.- und 600.-)

 

Markus

[Heinz Richner]

Markus

 

wie alles in der Fliegerei zu übersetzten Preisen und dies nicht nur bei der Avionik. Hin und wieder hört man die Begründung der halt kleinen Stückzahlen ohne Massenmarkt. Im Gegensatz zu dir brauche ich keinen mehr :005:

 

Gruss

Heinz

[MarkusP210]

Heinz

 

Ich auch nicht

 

Gruss

 

Markus

[Heinz Richner]

Markus

 

schon eingebaut? Na, das ging aber schnell! Oder war er schon drin?

[MarkusP210]

Natürlich schon eingebaut (war schon drin, in Deutschland?!? machst Du Witze). Avionitec sei dank. Es ist ein GTX330 wie bei Dir.

 

Den KT76A haben wir drin gelassen, für den Fall der Fälle (und weil man ihn sowieso nicht mehr verkaufen kann :-)

 

Markus

[Olindaguy]

Hallo Markus,

 

Bei Mode S steht ja das "S" für Selective, was ja der grosse Unterschied zu einem herkömmlichen SSR-Transponder ist.

Das ganze funktionert so dass der Mode S Transponder sogenannte "all calls" macht die sowohl vom Bodenradar, wie auch von allen mit Mode S Transponder ausgerüsteten Flieger empfangen wird (siehe später unter TCAS applications).

 

Wenn nun ein mit Mode S ausgerüstetes Bodenradar einen neuen Transponder "im all call" in der Region empfängt, so nimmt das Radar sofort Kontakt auf und schliesst und koordiniert dann einen sogenannten "Mode S contract" ab.

 

Das heisst Du, Transponder, Du wirst mir alle X-Sekunden deinen kompletten Report abliefern. Ich frage dich nicht mehr ab..... dies ist "selective" und somit wird der Transponder nicht dauernd angefragt und möglicherweise überlastet von den vielen Abfragen.... SELECTIVE und sparsam.

 

Dann kommen die sogenannten "broadcasts" oder squitters, die ein Mode S Transponder macht. Das sind sogenannte Blindaussendungen um umliegende Flugzeuge von der Position und so weiter zu informieren. Dies ist genau wo das TCAS ansetzt und eventuell RAs koordiniert (mit der TCAS-TCAS Koordination). Der Mode S Transponder hat UFs (uplink functions) und DF (downlink functions) um sowohl mit dem Boden oder anderen Luftraumbenützern zu kommunizieren und Daten auszutauschen.

 

Leider stimmt es nicht ganz was Urs punkto D-ATIS und anderen ATC applicationen (zB ATC Clearance delivery) schreibt. Dies läuft via sogenannte CNS/ATM Gateways und nicht mit dem Mode S Transponder. Dies ist entweder mit dem Medium VDL 2 oder auch ACARS (eine sehr langsame und alte Technologie).

 

Zitat:

Data link communications between aircraft and air traffic control (ATC) require an interface between air/ground data link networks and ATC systems that recognizes different message formats—both current and future.

 

The Gateway supports full automatic dependent surveillance (ADS) and controller-pilot data link communications (CPDLC) message sets, in accordance with existing standards and specifications. These encoded, two-way data link messages are then converted to ARINC 622 format and sent to the aircraft over the Aircraft Communications Addressing and Reporting System (ACARS®) network, which uses ARINC's GLOBALink/VHF technology.

 

 

Schlusskommentar:

Im übrigen hat der Heinz recht punkto TIS Dienstleistungen in den USA. Die Amis sind wirklich viel weiter als die Europäer. Es gibt TIS Systeme sowohl im Ohio Valley, wie auch in Alaska die sehr weit gediehen sind. Das sogenannte ASAS (Airborne Separation Assistance System) wird hoffentlich in 10 oder so Jahre mehr Alternativen und Möglichkeiten bieten betreffen Traffic Information und "self separation". Ein wichtiges Mittel ist dann das sogenannte CDTI (Cockpit Display for Traffic Information), aber dies ist recht weite Zukunftsmusik.

 

ich hoffe dies alles hilft Euch ein wenig weiter?

Gruss von Chris

[Heinz Richner]

Merci vielmal Chris für deine Erläuterungen. so detailiert wusste ich noch nicht über den Mode-S bescheid. Ich werde mir deinen Bericht ausdrucken und zum Manual legen.

 

------------------------

 

Markus, na dann, gratuliere zum neuen Transponder von Andi.

 

 

Gruss

Heinz

[ursmunger]

Leider stimmt es nicht ganz was Urs punkto D-ATIS und anderen ATC applicationen (zB ATC Clearance delivery) schreibt.

Tja, lieber Kollege,

 

Da hast Du mich ausnahmsweise mit Deinem Wissen ausgestochen. :D

 

Aber was soll's, habe dafür andere Qualitäten (blonds have more fun!!!!!!! :007: ).

 

Gruess us Züri

 

Urs

[Erwin Obergruber]

Hallo, möchte anhand einiger Sätze von Chris noch ein paar Inputs (=BOLD) liefern. Soll aufzeigen, dass in Europa doch nicht alles so klar zu sein scheint.

 

Leider stimmt es nicht ganz was Urs punkto D-ATIS und anderen ATC applicationen (zB ATC Clearance delivery) schreibt. Dies läuft via sogenannte CNS/ATM Gateways und nicht mit dem Mode S Transponder. eo: Auch Mode S braucht so einen Gateway dieser verlangt bei Mode S aber nicht nach einem Provider wie ARINC und SITA Dies ist entweder mit dem Medium VDL 2 oder auch ACARS (eine sehr langsame und alte Technologie).eo: ACARS hat auf jedenfall schlechte Data Integrity = es kommt nicht immer an was gesendet wurde oder nur teilweise

D-ATIS und D-VOLMET laufen in Austria via ACARS, DCL in Wien wird ebenfalls via ACARS laufen - um hier einen Data Integrity Check zu haben wird die MSG vom A/C wieder an das ATM System (über den Gateway) zurückgeschickt und dann miteinander vergleichen.

 

Im übrigen hat der Heinz recht punkto TIS Dienstleistungen in den USA. Die Amis sind wirklich viel weiter als die Europäer. eo: Das kann ich zu 100% so unterschreiben. Es gibt TIS Systeme sowohl im Ohio Valley, wie auch in Alaska die sehr weit gediehen sind. Das sogenannte ASAS (Airborne Separation Assistance System) wird hoffentlich in 10 oder so Jahre mehr Alternativen und Möglichkeiten bieten betreffen Traffic Information und "self separation". Ein wichtiges Mittel ist dann das sogenannte CDTI (Cockpit Display for Traffic Information), aber dies ist recht weite Zukunftsmusik.

eo: Das stimmt leider auch so - ich setze grosse Hoffnung darauf, dass man eine bessere Datenübertragungmethode als VHF Data Link bald einführt, dann wären sogar Negotiations zwischen airborne FMS und ground ATM systems auf Object (Flight Object) Basis und nicht auf umständliches "SMSen" via VHF Text Übertragung möglich - die Ideen wären ja da - nur, es zahlt halt keiner mehr was....

 

CPDLC stimmt teilweise - auch hier geht nicht alles - aber CAP Controller Access Parameter (downlink) wären möglich; FLIPCY Flight Plan Consistency Checking - soweit ich weiss aber auch mit MODE S nicht.

 

Hoffe ich konnte einen wertvollen Beitrag leisten.

 

Liebe Grüsse,

 

Erwin

[Flavio]

Ich komme auf dieses Thema zurück, da es für IFR zugelassene Flugzeuge langsam aktuell wird. Oder weiss jemand, ob nun eine Verschiebung des Einführungsdatums (31. März 2005) stattfindet?

 

Eine interessante Ausnahme vom Obligatorium habe ich auf der Eurocontrol-Homepage gefunden: For aircraft that intend to conduct only occasional IFR/GAT flights (under 30 hours per aircraft per annum). Für solche Flugzeuge ist eine Ausnahmebewilligung möglich und es muss kein Mode-S-Transponder eingebaut werden(?).

 

Grüsse

Flavio

[Olindaguy]

Danke Flavio für den guten Hinweis.

 

Obschon ich als Lotse ein sehr grosser Kämpfer für Mode S in Europa bin, denn ich glaube dass Mode S ein sehr wichtiges und zukunftsweisendes Equipment für das ATM-Wachstum in Europe sein wird. Aber auch ich kann die heutigen Mode S Probleme nicht verheimlichen.

 

Die Liste der Mode S Probleme ist recht lang:

 

a) falsche 24 bit ICAO Adresse in der Mode S Antwort.

(entweder durch Hardware failure, oder oft auch durch Verkauf des Flugzeuges ohne die Mode S Adresse zu ändern und anzupassen).

 

b) Falscher "on ground status".

(Transponder zeigt Flugzeug "on ground" an, aber in Wirklichkeit fliegt es gerade = falsches "verdrahten" des TRSP)

 

c) Falscher "airborne status" der Flugzeuges obschon es sich am Boden befindet. (Wieder falsches "wiring" des Mode S Transponders). Dies führt zu overinterrogation durch andere Transponders und Ground Radars und auch zu falschen TCAS Alarms von Flugzeugen in der TMA.

 

d) Die Transponders werden von den Mode S Boden-Stationen gar nicht erfasst und nicht gesehen (failure to acquire).

 

e) Falsche Verschlüsselung des CRC - Datablocks, gibt falsche Daten oder unrichtige Daten ab (call sign oder Altitude).

 

f) "ghost tracks" werden gebildet. Das heisst man sieht 2 Tracks vom gleichen Flugzeug auf dem Radar. Dies betrifft vor allem einen Transpondertyp, STR 700 Transponder, der vor allem von Staats- und Militärflugzeugen gebraucht wird. In Deutschland und Japan gibt es Fälle wo es 10 Meilen Unterschied zwischen Primary- und dem Ghost Track gibt, sicherlich unbrauchbare Daten.

 

g) falsche Datablock-Einstellungen bei der Crew. Das call sign der Fluges wird falsch eingegeben, somit kann der Flug nicht mit den Flugplandaten am Boden korreliert und verglichen werden.....

 

Zum Beispiel LH655 anstatt DLH655

 

 

.... und die Liste der Mode-S Probleme ist noch viel länger!

 

Zusammenfassung Es ist zur Zeit nicht daran zu denken Flugsicherungsdienst "100% Mode S based" zu veranstalten, denn es wäre schlicht und einfach unsafe!

 

Somit kann man erwarten dass in nächster Zukunft gewisse "transitions" und andere Ausnahmen bewilligt und publiziert werden. Dies ist eine gute Nachricht für kleine Flieger, die ab und zu IFR herumfliegen.

 

Die 30 Stunden Ausnahme stimmt und man sollte in den nächsten 2 Jahre heftig davon Gebrauch machen. Aber hoffen wir dass ab 2007 die Kinderkrankheiten der Mode S Transponders definitiv geheilt werden können und dann ein guter Start zu Mode S "ENHANCED" gemacht werden kann?

 

mit freundlichem Gruss Chris

[Gast StuKa]

STR 700 ist keine Mode S Transponder, dafür aber das STR2000.

[adriank]

TIS ( Traffic Information System )

 

Also Traffic Information für den "armen Mann", ganz ohne teure TCAS Ausrüstung? Aber eben: Die Bodenstationen müssen dazu bereit sein, und - vollkommen korrekt - das werden werden hier in Europa so rasch nicht erleben. Leider.

 

Gruss

Adrian.

[Heinz Richner]

genau Adrian

 

eher steigen die Skyguide-Gebühren noch um 100%, als dieses System hier eingeführt würde. Die Amis sind uns halt um Jahrzehnte voraus, auch in Sicherheits-Systemen.

 

 

Gruss

Heinz

[Olindaguy]

TIS-B (Traffic Information System – B) ist sicherlich ein sehr gutes System, und es wird in gewissen Orten auf der Welt sehr zukunftsweisend sein. Aber man kann dieses System „nur in einem gewissen operationellen Bereich“ sicher und kostengünstig betreiben.

 

TIS-B erhöht die „situational awareness“ der teilnehmenden Flugzeuge, aber ist in keinem Fall eine akzeptabler Ersatz für die Flugsicherung. Und bitte: niemals ein geeigneter Ersatz für TCAS. TIS-B muss „im richtigen operationellen Bereich“ gebraucht werden, sicherlich nicht im dichtbeflogenen europäischen Luftraum.

 

Was ist TIS-B genau? Um es einfach zu erklären: man konstruiert am Boden gewisse Empfänger (recht kostengünstig bezogen auf Radar) und man empfängt alle „Squitters“, das heisst die automatisch ausgesendeten Positionsreports der teilnehmenden überfliegenden Flugzeuge. Wenn man Radardaten hat so kann man sogar Primär- wie auch Sekundärradar einbeziehen. Die „air situation“ wird am Boden aufbereitet und dann per Datalink an die teilnehmenden Flieger hinaufgelinkt (meistens mit Mode S).

 

Dort, im Cockpit, kommen diese Daten ins CDTI (Cockpit Display for Traffic Information), das wie ein EFIS aussieht das einen Radarschirm nachmacht und entspricht (farbig, range markers und so weiter). Die Technik und die Qualität ist sehr gut, aber nicht gerade kostengünstig. Im Weiteren fehlt es an internationalen Standards (z B die ICAO), wie und was genau ein CDTI machen und können muss (zum Beispiel die Identifikation der Blips).

 

Als gutes Beispiel für TIS ist die „Capstone Initiative“ im amerikanischen Bundessstaat Alaska. Das Gebiet ist etwa fast halb so gross wie die ganze Kontinentalmasse der USA. Die Verkehrsdichte ich sehr klein und es hat einen interessanten Mix aus IFR- und VFR-Verkehr. Wichtig ist auch dass die Flugsicherung dort fast nicht existent ist, oder sie sehr ineffizient ist, da Procedural Control angewendet werden muss (wegen fehlender Radarüberdeckung, Funküberdeckung).

 

Dies ist genau der richtige „operationelle Context“ um solche TIS-B Lösungen aufzubauen! TIB-B ist nie und nimmer eine Lösung in Europa, der operationelle Context mit Verkehrsdichte oder der Komplexität ist einfach nicht dazu geeignet und es wäre kriminell in solchen Gebieten TIS-B Dienste einzusetzen und die Flugsicherung abzubauen.

 

Dann die anderen Aussagen von Heinz und Adrian betreffend TCAS, die sind doch eher störend. Wenn man die neuesten Entscheidungen von ICAO analysiert (siehe 11. Air Navigation Konferenz vom November 2003) so ist das ATMCP (ICAO Traffic Management Operational Concept Panel) das heutige „Referenzdokument“ der internationalen Zivilfliegerei. Das ATMCP beschreibt dass der Flugsicherungsdienst im Prinzip ein „Separationsdienst“ ist der Konflikte „managed“. Die anstehenden Konflikte werden in drei Schichten oder „Layers“ behandelt: Stategical Layer, Tactical Layer (die Separationsprovision) und am Schluss kommt noch die Kollisionsverhinderung, was „collision avoidance“ auf English heisst (dies wenn alles vorher nicht genügt hat).

 

TIS-B ist ganz klar die Separationsprovision, oder Layer 2, sicherlich nicht Layer 3. Im weiteren ist das TIS nicht „an independant safety net“ wie TCAS, sondern ein eingebundenes Separationssystem das auf Daten von vielen anderen Akteuren angewiesen ist. Somit wäre der Gebrauch als Anti-Kollisionssystem schlicht und einfach zu gefährlich und nicht zumutbar. Auch die Redundanz und die Robustness stimmt bei TIS einfach nicht. Dies ist auch der Grund warum alle Flieger, die TIS-Dienst in Alaska in Anspruch nehmen, weiterhin von der FAA gezwungen werden TCAS an Bord zu haben. Die Amis sind auch nicht komplett dumm!

 

Schlussbemerkung: was mich ein wenig stört ist dass genau die gleichen Leute die gegen Mode S „motzen“ genau die gleichen Leute sind die dann neue Verfahren und Technologien hochjubeln die, wenn man sie analysiert, fünf bis 10 mal teurer sind und schlicht als Alternative ungeeignet sind.

 

Also „TIS-Fans“ wenn ihr unbedingt in Mode S extended (um die TIB-Meldungen zu empfangen wollt) und in ein superteures CDTI in eurer Mooney investieren wollt, so macht es doch! Aber das wird nicht 5000 Euros kosten, da muss man schon auf die Bank gehen und einen Grosskredit beantragen. Bitte bleibt doch mit beiden Beinen am Boden!

Mit freundlichem Kollegengruss Chris

[adriank]

Dann die anderen Aussagen von Heinz und Adrian betreffend TCAS, die sind doch eher störend.

...

Also „TIS-Fans“ wenn ihr unbedingt in Mode S extended (um die TIB-Meldungen zu empfangen wollt) und in ein superteures CDTI in eurer Mooney investieren wollt, so macht es doch! Aber das wird nicht 5000 Euros kosten, da muss man schon auf die Bank gehen und einen Grosskredit beantragen.

 

Halt, Stopp. TCAS, TIS, CDTI, Mooney, viel Geld? Ich versteh den Zusammenhang nicht. Ich kann mich nicht erinnern, dass jemand von uns gesagt hat, dass er demnächst eine Anschaffung plant. Vielleicht erklärst Du uns nicht-ATCs mal worauf Du hinauswillst, Chris alias Olindaguy.

 

Danke und Gruss

Adrian.

[ursmunger]

Adrian,

 

ich glaube Olindaguy spielte auf Dein Posting 'Also Traffic Information für den "armen Mann", ganz ohne teure TCAS Ausrüstung?' an. Denn auch für TIS müsste Dein armer Mann einiges an Erspartem auf der Seite haben. ;)

[Tom - Cat]

Hier die Zusammenfassung aus Brüssel :D

 

http://www.eurocontrol.int/airports/downloads/modes_transponders_asmgcs_v1.pdf

[Flavio]

Gemäss einem neuen AIC und der aktuellen Auskunft des BAZL ist die Frist zur Umrüstung von Flugzeugen bis 5700 Kg mit IFR-Betrieb auf den Mode-S-Transponder bis am 31. März 2007 verlängert worden. Hierzu ist keine spezielle Bewilligung notwendig.

 

Grüsse

Flavio