Technique ADS-B

Principe de l’ADS-B

L’ADS-B est tout d’abord un moyen de surveillance, c’est-à-dire un moyen pour le contrôle aérien de connaitre la position des avions. Il est né de la constatation que les avions modernes, grâce aux systèmes de positionnement par satellite (tels que GPS, GLONASS et bientôt Galileo), connaissent leur position de manière beaucoup plus précise que le contrôle au sol, car les radars ont une précision limitée. L’idée est donc que l’avion calcule sa propre position, et l’envoie régulièrement par radio. C’est le principe de la surveillance dépendante, ainsi appelée parce qu’elle dépend des moyens installés dans les avions.

Il existe deux types de surveillance dépendante :

  • l’ADS-C (Automatic-dependent surveillance-contract)
  • l’ADS-B (Automatic-dependent surveillance-broadcast)

L’ADS-C fonctionne en mode connecté : il faut d’abord établir une connexion entre l’avion et la station intéressée par les informations qu’il va envoyer (typiquement une station de contrôle aérien au sol). Ensuite, selon le « contrat » ainsi négocié automatiquement, l’avion va envoyer une seule fois, ou périodiquement, sa position. l’ADS-C est généralement utilisé dans les zones océaniques, en utilisant des liaisons par satellite. Comme ces liaisons sont couteuses, la fréquence d’émission des informations est généralement faible, par exemple toutes les minutes ou toutes les dix minutes.

L’ADS-B, en revanche, fonctionne en mode diffusion : il n’y a pas d’établissement de connexion. L’avion envoie régulièrement sa position et d’autres informations par une diffusion radio dite « ADS-B out » à tous les utilisateurs intéressés, typiquement le contrôle au sol, mais aussi les autres avions s’ils sont équipés d’un récepteur (dit ADS-B « in »). La fréquence d’émission de la position dépend de la phase du vol, par exemple toutes les dix secondes en route et toutes les secondes en approche.

L’ADS-B est donc plus qu’un moyen de surveillance, puisque il permet à un avion équipé ADS-B « in » de connaitre la position des autres avions qui l’entourent, du moins ceux qui sont équipés également de l’ADS-B, et ce avec une précision bien supérieure à celle du système TCAS. En outre, les messages ADS-B ne contiennent pas uniquement la position (3D), mais aussi d’autres informations (qui dépendent de l’implémentation) comme son identification, sa vitesse, son cap, et ses intentions (listes des prochains points de sa route prévue).

Un des avantages de l’ADS-B est que, puisque les avions émettent régulièrement leur position de manière omnidirectionnelle, il n’y a plus besoin de radar : une antenne radio au sol peut recevoir ses messages (station mode S), bien moins coûteuse qu’un radar. Pour cette raison, le déploiement de l’ADS-B est une alternative très intéressante dans les régions non équipées de radar. Dans ce cas bien sûr, pour que le contrôle au sol puisse connaitre tous les avions, il doit y avoir une obligation d’emport d’un équipement ADS-B dans les espaces contrôlés.

Systèmes ADS-B

Il existe trois liaisons ADS-B disponibles :

  • le 1090ES (« 1090 Mhz Extended Squitter »)
  • l’UAT (« Universal Access Transponder »)
  • la VDL mode 4 (« VHF Data Link Mode 4 »)

Le 1090ES est une extension des transpondeurs radar mode S, qui émettent à 1090 Mhz. Sur les avions équipés mode S et TCAS, ces transpondeurs permettent déjà d’envoyer et recevoir des messages de 56 bits, utilisés par le TCAS. La modification leur permet d’envoyer des messages de 112 bits, suffisants pour l’ADS-B « out », et éventuellement de les recevoir (ADS-B « in »). Au sol, les informations ADS-B peuvent être reçues soit par un radar mode S, soit par une simple antenne omnidirectionnelle, bien moins coûteuse. Comme les avions commerciaux sont presque tous déjà équipés du TCAS, le 1090ES est une solution relativement peu coûteuse pour ces avions. Il n’en est pas de même pour les autres avions, en particulier les petits avions privés, pour lesquels l’installation ADS-B en 1090ES « à partir de rien » est très coûteuse.

L’UAT vise à pallier ces inconvénients. Il s’agit d’un transpondeur spécifiquement conçu pour l’ADS-B, aussi bien « in » que « out », et fonctionnant à 978 Mhz. L’UAT est un système spécifiquement américain. Les créateurs de l’UAT espèrent que le coût de cet équipement sera bientôt suffisamment abordable pour qu’il soit installé sur tous les avions privés. En outre, et c’est un besoin qui semble spécifiquement américain, l’UAT permet l’implémentation du service TIS-B (voir paragraphe « applications » ci dessous).

La VDL mode 4 est à la fois un moyen de surveillance et de communication, fonctionnant dans la bande VHF aéronautique pour les équipements de navigation (108-118 Mhz). Pour la surveillance, la VDL-4 rend les services de l’ADS-B et du TIS-B. Pour la communication, la VDL-4 permet comme la VDL-2 de rendre le service CPDLC de communication contrôleur-pilote par liaison de donnée et non plus par la voix. Comme pour l’UAT, la VDL mode 4 est d’un coût plus abordable que le 1090ES pour l’aviation générale.

Mise en application

  • Les États-Unis ont fait de l’ADS-B le socle de leur « next generation air transportation system » (« nextGen »). La politique de la FAA est d’utiliser le 1090ES pour les vols commerciaux et l’UAT pour les autres avions. La FAA est en train (2009) de déployer un réseau de stations ADS-B (mixtes 1090ES et UAT) sur tout son territoire.
  • L’Europe n’a pas encore choisi de support physique, mais les expérimentations en cours (eurocontrol, France, Allemagne, Belgique,…) utilisent principalement le 1090ES, en effet une simple modification logicielle des radars mode S existants leur permet de servir de station réceptrice pour l’ADS-B. La VDL mode 4 est privilégiée par la Suède, et par certaines compagnies aériennes. De toute manière, l’Europe étant bien couverte par les radars, l’implémentation de l’ADS-B est vue comme moins urgente qu’aux USA. Une expérimentation intéressante, « cristal med », vise à installer une couverture ADS-B du centre de la méditerranée.
  • la Chine est en cours de déploiement d’un système ADS-B couvrant le centre du pays et utilisant l’UAT.
  • L’Australie est en train de déployer l’ADS-B en 1090ES, en commençant par les zones côtières (18 stations opérationnelles en décembre 2008)
  • L’OACI a normalisé le 1090ES et la VDL mode 4.

Guide complet en anglais  publié en .pdf sur le site Radarspotters.eu

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *