Systém multilaterace – MLAT

Erik SolařSOL0025SB3LED01

Multilaterace:

Multilaterace, také známo jako hyperbolické polohování, je systém určování polohy v rovině, nebo v prostoru, pomocí několika pozemních stanovišť. Systém multilaterace je závislý na datech vysílaných odpovídači v módu C nebo S, popřípadě na systému ADS-B.

Princip:

Základní princip je velmi podobný principu sekundárního radaru (SSR). Data odesílané z paluby letadla odpovídači v módu C nebo S, případně systémem ADS-B. Na rozdíl od sekundárního radaru ( dále jen SSR), který vyšle požadavek – dotaz, na palubu letadla a čeká na odpověď s údaji, multilaterační systém (dále jen MLAT) neodesílá požadavek, ale pouze čeká na rádiový signál. Systém MLAT využívá pouze marker v rádiovém signálu, takže není závislý na odesílaných datech.

Systém se skládá z N pozemích stanic. Pro určování polohy v rovině stačí tři pozemní stanice, pro určování v prostoru je potřeba čtyř stanic. Systém je závislý na tvorbě hyperboloidů, kterých vzniká vždy N-1. Tudíž pro určení polohy na zemi nám postačují dva hyperboloidy a pro určení polohy ve vzduchu tři hyperboloidy. Přesnost určení polohy je závislá pouze na přesnosti přijímačů MLAT a ne na přesnosti vysílače v letadle. Při použití více přijímačů, než je potřeba (tři pro rovinu, čtyři pro prostorové určení polohy) nedochází ke zpřesnění polohy.

Určování polohy není závislé na čase vysílání jako u primárních a sekundárních radarů, ale pouze na časovém rozdílu přijímaného signálu Δt.

Model pro zobrazení polohy v 2D(tři přijímače)

Model pro zobrazení polohy v 3D(čtyři přijímače)

Ukázka umístění přijímačů na letišti

Základní technické parametry:

Počet přijímačů pro pozemní určení polohy: 3 stanice

Počet přijímačů pro určení polohy ve vzduchu: 4 stanice

Dosah systému MLAT: - na trati 200 NM

- přiblížení 80 NM

- na letišti 5 NM

Vzorkovací frekvence: ~ 10 Hz

Provoz v noci: ANO

Provoz za horších povětrnostních podmínek: ANO

Přesnost: > 0,08 % (RMS 95%)

Frekvence přenosu 1 090 MHz

Ovlivnění přesnosti: - rozmístění přijímačů

- přesnost přijímačů

- vzdálenost přijímače od vysílače

Porovnání MLAT a ADS-B:

Výhody MLAT:

• Používá již zavedené palubní vybavení• Vysoká pravděpodobnost identifikace nezávislá na povětrnostních podmínkách • Vysoká obnovovací frekvence• Rozliší dva objekty stejné pozice (v selektivním módu S) • Nekonfliktní s jinými zařízeními • Nižší pořizovací cena než radar • Data z tohoto systému mohou být převedena do podoby radarových dat (u systémů které nepodporují přímé MLAT data) • Určení pozice v téměř reálném čase • Nezávislost na ostatních systémech • Vysoká přesnost

Nevýhody MLAT:

• Více pozemních stanic • Vyžaduje více komunikačních kanálů• Možné identifikování falešných cílů (odražené signály atd...) • Cena systému zvýšená o náklady na údržbu a pořízení více pozemních stanic • Požadavek na přímý výhled z několika míst najednou

Výhody ADS-B

• Jednoduchá konstrukce pozemní stanice • Nekonfliktní s jinými zařízeními • Vynikající rozlišovací schopnost • Vyšší přesnost údajů z palubních přístrojů, než vypočítaných údajů z MLAT • Přesnost nezávislá na vzdálenosti od pozemní stanice

Nevýhody ADS-B

• Závislost na palubních zařízeních (minimálně GPS)• Přímý výhled na objekt• Zpoždění identifikace způsobené procesem zpracování dat a následným vysíláním údajů o poloze• Nižší obnovovací frekvence

Využití MLAT:

Dohled nad pohybem po ploše:- Náhrada primárních radarů *- Vyšší přesnost (v porovnání s *)-Funkce v nepříznivých povětrnostních podmínkách (v porovnání s *)-Možnost monitorování i v členitém terénu (v porovnání s *)

Monitorování v složitém terénu: - Možnost využití v kopcovitém terénu, kde primární radar nemá možnost pokrytí celé oblasti – umístění přijímačů na okolní kopce

Monitorování koridoru mezi letišti:- Možnost monitorování koridoru mezi dvěma blízkými letišti- MLAT mohou být i 100 km od sebe, dosah větší než radarem – hlavně v nízkých výškách.- Pořizovací cena MLAT sítě je zlomkem ceny radaru.

Přesné navádění na přistání:- možnost přesného navedení na paralelní dráhy (snížení rozestupů)- > zvýšení propustnosti letiště

Snížení výškových rozestupů:- Využití MLAT k ověření měření RVSM zařízení nad LF290- Přispění ke snížení rozestupů z 2000 ft na 1000 ft

Environmentální managment:- Následné využití dat MLAT k analýze letových cest a následné úpravy ke snížení hluku a emisí.

Monitorování pohybu po letišti:- Informace z MLAT jsou nadále zpracovávány a analyzovány z důvodu dosažení efektivnějšího pohybu letadel, doprovodných automobilů, nástupních mostů, pojízdných bran, nebo také efektivnější křížení a otáčení letecké i pozemní techniky.

Instalace anténní techniky pro MLAT systém:

- Díky nerušení ostatní, zejména VF techniky, mohou být antény k systému MLAT přidružovány k anténám GSM, VKV, atd. na společný stožár.

Závěr:

Především navigační systém MLAT se využívá zejména jako doplněk ke stávajícím systému jako jsou sekundární radary atd. Využití systému MLAT nalezne také uplatnění na letištích kde je složitější profil okolního terénu, nebo kde je velké množství zástavby. Zajímavé je také využití v oblasti optimalizace a environmentálního aspektu.

V ČR je systému MLAT využito na letišti Praha, Brno a Ostrava, kde slouží pro monitorování ČR v režimu „Monitorování koridorů mezi letišti“ vzhledem k malé vzájemné vzdálenosti.

Síť MLAT v ČR spolupracuje i se systémy v Německu a Rakousku.

Systém je součástí tzv. Multitracker systému (také ALS Tracker).

Největším výrobcem komponentů k systému MLAT je česká firma ERA a.s. se sídlem v Pardubicích.