Los modos de interrogación de los transpondedores de aviación son los formatos estándar de secuencias pulsadas de un radar de vigilancia secundaria (SSR) o un sistema de vigilancia dependiente automática por radiodifusión (ADS-B) similar. El formato de respuesta suele denominarse "código" de un transpondedor , que se utiliza para determinar información detallada de una aeronave adecuadamente equipada.
En su forma más simple, un "Modo" o tipo de interrogación generalmente se determina por el espaciado entre dos o más pulsos de interrogación. Existen varios modos, desde el Modo 1 al 5 para uso militar, hasta el Modo A, B, C y D, y el Modo S para uso civil.
Se han estandarizado varios protocolos de comunicación RF diferentes para los transpondedores de aviación:
El modo A y el modo C se implementan utilizando un sistema de balizas de radar de control de tráfico aéreo como capa física , mientras que el modo S se implementa como un protocolo independiente compatible con versiones anteriores. ADS-B puede funcionar utilizando el modo S-ES o el transceptor de acceso universal como capa de transporte : [3]
Cuando el transpondedor recibe una solicitud de interrogación, transmite el código de transpondedor configurado (o " código de transpondedor "). Esto se conoce como "Modo 3A" o, más comúnmente, Modo A. Se puede iniciar un tipo de respuesta independiente, denominada "Ident", desde el avión presionando un botón en el panel de control del transpondedor.
La respuesta del código del transpondedor en modo A se puede complementar con una respuesta de altitud de presión , que se denomina entonces operación en modo C. [2] La altitud de presión se obtiene a partir de un codificador de altitud, ya sea una unidad autónoma independiente montada en la aeronave o una parte integral del transpondedor. La información de altitud se transmite al transpondedor utilizando una forma modificada del código Gray modificado, denominada código Gillham .
Las respuestas de modo A y C se utilizan para ayudar a los controladores de tráfico aéreo a identificar la posición y la altitud de una aeronave particular en una pantalla de radar, a fin de mantener la separación. [2]
Otro modo llamado Modo S (Seleccionar) está diseñado para ayudar a evitar la interrogación excesiva del transpondedor (tener muchos radares en áreas concurridas) y permitir la prevención automática de colisiones. Los transpondedores de Modo S son compatibles con los sistemas de Radar de Vigilancia Secundaria (SSR) de Modo A y Modo C. [2] Este es el tipo de transpondedor que se utiliza para las funciones TCAS o ACAS II ( Sistema de Prevención de Colisiones Aerotransportadas ), y es necesario para implementar la transmisión de señales espontáneas extendidas , un medio de participar en los sistemas ADS-B . Una aeronave equipada con TCAS debe tener un transpondedor de Modo S, pero no todos los transpondedores de Modo S incluyen TCAS. Del mismo modo, se requiere un transpondedor de Modo S para implementar la salida ADS-B de señales espontáneas extendidas 1090ES, pero hay otras formas de implementar la salida ADS-B (en los EE. UU. y China). El formato de los mensajes de Modo S está documentado en el Doc 9688 de la OACI, Manual sobre servicios específicos del Modo S. [4]
Al ser interrogados, los transpondedores en modo S transmiten información sobre la aeronave al sistema SSR , a los receptores TCAS a bordo de la aeronave y al sistema SSR ADS-B . Esta información incluye el indicativo de llamada de la aeronave y/o la dirección ICAO permanente de 24 bits de la aeronave (que se representa para fines de interfaz humana como seis caracteres hexadecimales). Una de las características ocultas de los transpondedores en modo S es que son compatibles con versiones anteriores; una aeronave equipada con un transpondedor en modo S puede seguir utilizándose para enviar respuestas a interrogaciones en modo A o C. Esta característica puede activarse mediante un tipo específico de secuencia de interrogación denominada intermodo. [ cita requerida ]
A las aeronaves equipadas con Modo S se les asigna una dirección ICAO única de 24 bits o (informalmente) "código hexadecimal" de Modo S al momento de la matriculación nacional y esta dirección pasa a formar parte del Certificado de matrícula de la aeronave . Normalmente, la dirección nunca se cambia, sin embargo, los transpondedores son reprogramables y, ocasionalmente, se trasladan de una aeronave a otra (presumiblemente por motivos operativos o de costos), ya sea por mantenimiento o cambiando la entrada correspondiente en el sistema de gestión de vuelo de la aeronave .
Hay 16.777.214 (2 24 -2) direcciones ICAO de 24 bits (códigos hexadecimales) únicas disponibles. [5] [6] La dirección ICAO de 24 bits se puede representar en tres formatos digitales: hexadecimal , octal y binario . Estas direcciones se utilizan para proporcionar una identidad única normalmente asignada a una aeronave o matrícula individual.
A modo de ejemplo, a continuación se muestra la dirección ICAO de 24 bits asignada al avión de transporte lanzadera con matrícula N905NA: [7] [8]
Todas estas son las mismas direcciones de 24 bits del avión portaaviones Shuttle, representadas en diferentes sistemas numéricos (ver arriba).
Un problema con los transpondedores de Modo S surge cuando los pilotos ingresan el código de identidad de vuelo incorrecto en el transpondedor de Modo S. [9] En este caso, las capacidades de ACAS II y SSR de Modo S pueden degradarse. [10]
En 2009, la OACI publicó una forma "extendida" del Modo S con más formatos de mensajes para usar con ADS-B ; [11] se perfeccionó aún más en 2012. [12] Los países que implementan ADS-B pueden requerir el uso del modo de señales espontáneas extendidas de un transpondedor Modo S adecuadamente equipado, o del transpondedor UAT en 978 MHz.
Los datos del modo S tienen el potencial de contener los vectores de movimiento de la aeronave en relación con la Tierra y su atmósfera. La diferencia entre estos dos vectores es el viento que actúa sobre la aeronave. [13] La derivación de vientos (y temperaturas a partir del número de Mach y la velocidad aerodinámica real ) fue desarrollada simultáneamente por Siebren de Haan del KNMI y Edmund Stone del Met Office . [14] En el Reino Unido, el número de observaciones de aeronaves ha aumentado de aproximadamente 7500 por día con AMDAR a más de 10 millones por día. El Met Office junto con KNMI y FlightRadar24 están desarrollando activamente una capacidad ampliada que incluye datos de todos los continentes excepto la Antártida. [15]
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