Sekundární přehledový radar (SSR) a související terminologie řízení letového provozu

Co je sekundární přehledový radar (SSR)?

Sekundární přehledový radar (SSR) je pokročilý kooperativní radarový systém, který je základem moderního řízení letového provozu (ŘLP). Na rozdíl od primárního radaru, který pasivně detekuje letadla analýzou odražených rádiových signálů, SSR pracuje na principu aktivní elektronické spolupráce mezi pozemními dotazovači a leteckými odpovídači. Tento přístup umožňuje přesné a okamžité získání identity letadla, jeho polohy, výšky a v pokročilých módech i dalších letových údajů.

SSR výrazně zlepšuje situační přehled řídících tím, že každému letadlu přiděluje unikátní squawk kód a propojuje radarové odrazy s letovými plány. Díky módu S umožňuje SSR selektivní dotazování s unikátní 24bitovou ICAO adresou, což podporuje provoz ve vysoké hustotě i pokročilé bezpečnostní systémy jako TCAS a ADS-B. SSR je páteří dohledu nad řízeným vzdušným prostorem po celém světě a zajišťuje bezpečnost, kapacitu i efektivitu v čím dál přeplněnějších nebesích.

Klíčové komponenty SSR

Odpovídač

Odpovídač je klíčové elektronické zařízení instalované v letadle, které umožňuje kooperativní dohled SSR. Po přijetí dotazu na frekvenci 1030 MHz z pozemní stanice automaticky vysílá kódovanou odpověď na 1090 MHz. Piloti zadávají squawk kódy a volí funkce (například IDENT, ALT, STBY) na ovládacím panelu v kokpitu. Moderní odpovídače módu S vysílají unikátní adresy letadel, identifikaci letu a další stavová data, čímž zajišťují celosvětovou interoperabilitu a podporu bezpečnostních systémů jako TCAS a ADS-B.

Dotazovač SSR (pozemní stanice)

Dotazovač SSR je pozemní systém, který vysílá kódované dotazy pomocí otočné směrové antény, obvykle umístěné společně s primárním radarem. Přijímá odpovědi odpovídačů, zpracovává je pro identifikaci letadla, výšku a další parametry a integruje tato data do automatizovaných systémů ŘLP. Pokročilé dotazovače využívají digitální zpracování signálu a monopulsní techniky pro vyšší přesnost i spolehlivost i v hustém či překrývajícím se vzdušném prostoru.

SSR módy: A, C a S

• Mód A: Odpovídá čtyřmístným squawk kódem pro identifikaci.
• Mód C: Přidává k odpovědi módu A tlakovou výšku, kódovanou po 100 stopách.
• Mód S: Umožňuje selektivní, cílené dotazování pomocí unikátních adres, čímž snižuje překrývání odpovědí a podporuje pokročilé datové služby.

Squawk kódy

Squawk kód je čtyřmístné osmičkové číslo (0000-7777), které každému letadlu přiděluje ŘLP. Je zásadní pro propojení radarových odrazů s letovými plány. Speciální nouzové kódy zahrnují:

Squawk kódy jsou během letu dynamicky přidělovány při přechodu mezi sektory ŘLP, což zajišťuje jednoznačnou identifikaci v rušném vzdušném prostoru.

SSR frekvence

SSR pracuje na dvou mezinárodně standardizovaných UHF frekvencích:

• 1030 MHz: Dotazování ze země do vzduchu.
• 1090 MHz: Odpovědi odpovídačů ze vzduchu na zem.

Tyto kanály jsou globálně chráněné a koordinované pro zajištění bezrušivého provozu a podporují i další systémy, například ADS-B a TCAS.

Technické vlastnosti a výzvy

Fruiting

Fruiting nastává, když pozemní stanice přijme platné odpovědi odpovídače na dotazy, které sama nevyslala, často v důsledku překrývajícího se SSR pokrytí. To může způsobit falešné nebo duchové cíle na radarových obrazovkách. Minimalizaci fruitingu zajišťují techniky jako časové filtrování, potlačování odpovědí a selektivní dotazování v módu S.

Garbling

Garbling vzniká při současných nebo téměř současných odpovědích více letadel, což vede k překrývání signálů na pozemním přijímači a může snižovat přesnost radaru. Opatření zahrnují monopulsní zpracování, časově rozložené dotazování a selektivní adresování v módu S.

Selektivní dotazování módu S a 24bitová adresa

Mód S zavádí selektivní dotazování: dotazovač adresuje jednotlivá letadla pomocí unikátní, ICAO přidělené 24bitové adresy. To snižuje překrývání odpovědí a umožňuje přenos dalších údajů o dohledu a záměrech letu. Struktura adresy zajišťuje celosvětovou jedinečnost a podporuje bezproblémové sledování letu i pokročilé bezpečnostní funkce.

Pulzně poziční modulace (PPM)

SSR signály využívají pulzně poziční modulaci (PPM), kdy je informace kódována přesným časováním RF pulzů v odpovědi. Každá odpověď obsahuje standardní sekvenci pulzů, jejichž konkrétní uspořádání reprezentuje squawk kódy, výšku a v módu S i další data a kontrolu chyb (paritu).

Hlášení výšky

SSR hlášení výšky je založeno na tlakové výšce, odvozené z barometrického výškoměru letadla nastaveného na mezinárodní standard (1013,25 hPa). Tato výška je kódována v odpovědích módů C a S a umožňuje přesné vertikální rozdělení a upozornění v hustém vzdušném prostoru.

Technické parametry SSR

SSR systémy jsou navrženy pro nepřetržitý, vysoce spolehlivý provoz s vestavěnou redundancí a dálkovou diagnostikou pro zajištění bezpečnosti a dostupnosti.

Monopulsní SSR

Monopulsní SSR využívá současný příjem v několika anténních svazcích k určení přesné polohy letadla během jednoho otočení antény, což významně zvyšuje úhlovou přesnost a snižuje chyby způsobené vícenásobnými cestami či překrývajícími se odpověďmi. Tato technologie je standardem v moderních SSR instalacích.

Systém varování před srážkou (TCAS)

TCAS je palubní bezpečnostní systém využívající SSR (zejména mód S) ke sledování okolních letadel a prevenci srážek ve vzduchu. Aktivním dotazováním okolních odpovídačů a analýzou odpovědí poskytuje pilotům v reálném čase pokyny k úhybným manévrům (stoupání/sestup).

SSR v řízeném vzdušném prostoru

SSR je povinný pro většinu provozu v řízeném vzdušném prostoru a podporuje všechny základní úkoly ŘLP: seřazování, detekci konfliktů, předávání a integraci s automatizovanými systémy letových dat. Požadavky na mód S jsou stále častější v rušných regionech a odrážejí zásadní roli technologie v oblasti kapacity a bezpečnosti.

Datové možnosti SSR

Transpondéry módu S podporují datový spoj, což umožňuje výměnu doplňujících údajů (identifikace letu, rychlost, vertikální rychlost, záměry) a digitální komunikaci pro Controller-Pilot Data Link Communications (CPDLC). Tyto schopnosti jsou klíčové pro koncepty řízení vzdušného prostoru nové generace.

Redundance a údržba SSR

Moderní SSR instalace mají několik vrstev redundance (zdvojené vysílače, přijímače, procesory) a dálkové monitorování. Vestavěná testovací zařízení a modulární konstrukce umožňují rychlou detekci a odstranění poruch, což zajišťuje nepřerušený dohled ŘLP.

Regulace a standardizace SSR

SSR podléhá robustnímu regulačnímu a standardizačnímu rámci:

• ICAO Annex 10, Vol IV: Technické standardy pro SSR.
• ICAO Doc 4444: Provozní postupy pro ŘLP a přidělování SSR kódů.
• FAA Order JO 7110.65: Postupy ŘLP v USA.
• EASA CS-ACNS: Evropské technické a provozní standardy.
• ITU Radio Regulations: Mezinárodní přidělení frekvencí.

Tyto normy jsou pravidelně aktualizovány podle technologického vývoje a provozních potřeb.

Integrace SSR a primárního radaru

SSR je obvykle umístěn a integrován společně s primárním radarem (PSR), čímž se kombinují výhody obou systémů: PSR detekuje všechny cíle (i nekooperativní), zatímco SSR poskytuje přesnou identifikaci a výšku vybavených letadel. Tato integrace podporuje dohled s vysokou integritou i bezpečnostní funkce.

Shrnutí

Sekundární přehledový radar (SSR) zásadně proměnil řízení letového provozu tím, že díky spolupracující technologii odpovídačů umožňuje přesný a okamžitý dohled, identifikaci i hlášení výšky. S pokročilými módy jako Mode S splňuje požadavky moderního hustého vzdušného prostoru a plynule podporuje ŘLP, bezpečnostní systémy i digitální komunikaci nové generace. Díky robustnímu regulačnímu základu, technické vyspělosti a neustálému vývoji zůstává SSR klíčovým prvkem bezpečné, efektivní a škálovatelné správy vzdušného prostoru po celém světě.