Fonctionnement de l’ADS-B: Aperçu de la fondation de NextGen

Vue d'ensemble

L'ADS-B est la base du système de transport de prochaine génération (NextGen) de la FAA. Il a été développé pour aider à transformer le système d'espace aérien du pays en un système plus efficace. Le système de trafic aérien sera soumis à un plan de modernisation fort nécessaire par le biais de la mise en œuvre de NextGen, dont l’ADS-B est le principal composant.

L'ADS-B a pour rôle principal de fournir aux contrôleurs de la circulation aérienne des informations précises sur la localisation des aéronefs. C'est un pas en avant de RADAR, utilisé depuis des années.

ADS-B signifie «Surveillance dépendante automatique en diffusion». Il utilise les signaux des satellites GPS pour diffuser en continu des informations sur les aéronefs aux contrôleurs de la circulation aérienne et aux autres aéronefs participants. L’ADS-B est le système de surveillance le plus précis que l’industrie aéronautique ait jamais vu. Il permettra aux aéronefs de suivre des liaisons plus directes, d’encombrer les embouteillages, de réduire les émissions de carbone et de faire économiser temps et argent aux exploitants d’aéronefs.

Composants

• Constellation de satellites GNSS: L'ADS-B est un système basé sur des satellites. Les données sont envoyées en continu depuis l'ensemble de satellites vers les dispositifs GPS embarqués de l'avion, où elles sont interprétées puis envoyées aux stations au sol ADS-B.
• Stations au sol: Il y aura au moins 700 stations au sol aux États-Unis qui recevront des données satellitaires et les transmettront aux stations de contrôle de la circulation aérienne.
• Récepteur GPS compatible WAAS et certifié IFR: l'aéronef doit être équipé d'un récepteur GPS compatible pour que l'ADS-B fonctionne.
• Liaison longue distance à 1090 MHz avec un transpondeur Mode S OU un émetteur-récepteur à accès universel (UAS) à 978 MHz à utiliser avec un transpondeur existant: cette dernière option est disponible pour les aéronefs volant à une altitude inférieure à 18 000 pieds aux États-Unis.

Comment ça marche

L'ADS-B utilise des signaux satellites et des systèmes avioniques pour interpréter les données des aéronefs et les diffuser aux contrôleurs de la circulation aérienne de manière continue et presque en temps réel. Les signaux satellites sont interprétés par un récepteur GPS d'avion. La technologie ADS-B utilise les données satellitaires et les données supplémentaires issues de l’avionique de l’avion pour créer une image très précise de la position, de la vitesse, de l’altitude et de plus de 40 autres paramètres de l’aéronef. Ces données sont transmises à une station au sol puis à des contrôleurs aériens.

Les autres aéronefs correctement équipés dans la région recevront également les données, ce qui augmentera la connaissance de la situation pour les pilotes.

L'ADS-B a deux fonctions différentes: l'entrée ADS-B et la sortie ADS-B.

• La sortie ADS-B est la première et principale fonction adressée par la FAA. Un aéronef capable de sortir de l’ADS-B a la capacité de diffuser sa position, sa vitesse et son altitude aux contrôleurs aériens et aux autres avions équipés de l’ADS-B. Selon un mandat de la FAA, tous les aéronefs qui souhaitent voler dans un espace aérien nécessitant actuellement un transpondeur doivent être équipés de capacités ADS-B Out avant le 1er janvier 2020.
• ADS-B In reste une capacité optionnelle, du moins pour le moment. La capacité ADS-B In permettra aux aéronefs de recevoir des informations routières et météorologiques en temps réel sur l’affichage du poste de pilotage. La fonction ADS-B In va au-delà des systèmes de trafic actuels (tels que le TCAS), car elle offre des données plus précises et plus de paramètres de données que les systèmes TCAS actuels. Par exemple, le TCAS peut afficher la distance verticale par rapport à l’aéronef mais pas latéralement. ADS-B In affichera la vitesse, les emplacements, l’altitude et les vecteurs des autres aéronefs participants, ainsi que de nombreux autres éléments de données.

Erreurs et limitations

À l'heure actuelle, la plus grande limite pour l'ADS-B est le coût d'installation de l'équipement nécessaire sur pratiquement tous les aéronefs du pays. Bien que le programme rend les vols plus sûrs et plus efficaces, la plupart des départements de vol et des pilotes de l'aviation générale ont du mal à en justifier les coûts.

L'ADS-B a très peu d'erreurs système; en revanche, il est connu pour sa fiabilité. Cependant, aucun système créé par l'homme n'est infaillible, et certains experts affirment que l'ADS-B (et le GPS en général) est vulnérable aux attaques sur l'infrastructure du système, telles que les pirates informatiques ou le brouillage GPS. De plus, étant donné que l’ADS-B repose sur le système GNSS, les erreurs de satellite normales telles que les erreurs de synchronisation et les erreurs météorologiques peuvent affecter l’ADS-B.

Statut actuel

Selon la FAA, l’organisation a mis au point tous les capteurs ADS-B du réseau. Ces stations offrent des services météorologiques et des informations sur la circulation aux aéronefs équipés d’ADS-B dans 28 installations TRACON. Sur les 230 installations ATC, plus de 100 utilisent actuellement l'ADS-B, le reste étant prévu d'être entièrement équipé d'ici 2019. La FAA maintient son mandat selon lequel tous les aéronefs évoluant dans un espace aérien désigné doivent être équipés de l'ADS-B Out à compter du 1er janvier 2020..

Utilisation pratique

Il existe une incertitude centrée sur les types d'équipements nécessaires pour différents aéronefs et exploitants. L’installation de l’équipement varie en fonction du type d’équipement volant et actuellement installé.

Une liaison UAS à 978 MHz, par exemple, suffira pour un aéronef équipé d’une unité GPS certifiée IFR compatible WAAS et d’un transpondeur Mode C déjà installé, à moins que l’opérateur ne veuille voler à l’extérieur des États-Unis ou à une altitude supérieure à 18 000 pieds. Dans ce cas, une liaison ES à 1090 MHz serait nécessaire. Mais une liaison ES à 1090 MHz n'est pas compatible avec TIS-B ou FIS-B, ce qui signifie qu'un opérateur devrait trouver un autre moyen d'obtenir des informations sur le trafic (telles que le TCAS).

Et un exploitant qui ne dispose pas déjà d'un appareil GPS compatible WAAS dans son avion devra acheter un nouvel appareil GPS avec une liaison UAS à 978 MHz ou une liaison ES à 1090 MHz et éventuellement un transpondeur en mode C ou en mode S.

Une fois utilisé, l’ADS-B est un outil précieux, fournissant aux contrôleurs de la circulation aérienne et aux pilotes les données les plus précises que nous ayons jamais vues. Lorsqu'il est mis en œuvre à l'échelle nationale, les avantages sont positifs.

On ne peut toutefois pas nier que l’ADS-B est assez coûteux et compliqué. La FAA espère que les avantages à long terme l'emporteront sur les coûts, mais le projet laisse les propriétaires d'aéronefs dans une situation difficile.