很快,我们就能知道飞机在飞越大洋时的确切位置了

来自一个能够为空中交通管制提供全球视野的系统的数据正在陆续返回。
map showing plane tracks all over the globe
在62小时内,Aireon的卫星追踪系统追踪了17,000架飞机的航线——包括一些在空中交通管制以前从未能够监测到的区域。Aireon

本月是马航370航班失联三周年。3月8日,该航班在从马来西亚飞往中国的途中偏离了原定航线,在安达曼海上空消失在雷达范围内。MH370及其239名乘客很可能坠毁在印度洋的某个地方,但即使在进行了大规模搜寻后,黑匣子也从未找到——这场悲剧因此永远笼罩在谜团之中。

令人不安的真相是,飞机经常处于失踪状态。当你乘坐飞机,眼前的屏幕显示你正飞越海洋或极地上空时,很可能乘客比空中交通管制更清楚飞机的确切位置。但这正在改变。

“我们第一次能够获取来自世界各地的航空交通信息,包括海洋区域,”卫星通信公司Iridium的前首席执行官Daniel Colussey上周末在一次会议上表示。“这是飞机第一次在极地上空被监测到。”

1月,Iridium发射了其66颗卫星中的首批十颗,这些卫星将首次能够连续追踪全球范围内飞机的准确位置、速度和高度。尽管该网络最早也要到2018年底才能投入使用,但其中两颗卫星已经启动,并在几周前开始回传数据。

“当我们激活后,我们开始收集‘机会目标’。这些就是任何正在飞行的飞机,”Aireon公司的首席技术官Vinny Capezzuto表示,Aireon是生产这种卫星追踪技术的公司。在62小时内,一颗卫星收集了17,000架飞机的唯一识别码和位置数据,包括那些飞越海洋和雷达无法到达的偏远地区的飞机。

iridium satellite in orbit around Earth
Iridium卫星在轨道上的艺术插画。白色方框内是Aireon的ADS-B接收器。66颗这样的卫星将组成一个能够全天候监测全球飞机的网络。Iridium

工作原理

飞行员使用GPS追踪飞机位置,但这并不意味着空中交通管制员总能找到他们。

雷达通过发出无线电波脉冲并测量信号从飞机反射回来的时间来确定飞机的位置——但这只在飞机位于雷达塔的视线范围内,且没有山脉或其他固体障碍物阻挡时才有效。雷达在远距离不工作,因此海洋是一个巨大的盲区。

大约15年前,空中交通管制开始使用ADS-B地面站。ADS-B(自动相关监视-广播)通过GPS追踪飞机的位置,并自动将该信息广播给空中交通管制以及其他飞机。

Capezzuto表示,ADS-B接收器的“大小约等于一台小型冰箱”,由于它们更容易安装在难以到达的地方,因此已经改善了飞机追踪。事实上,联邦航空管理局非常喜欢它们,要求所有飞越受控空域的飞机在2020年1月前都配备这些广播器。

然而,地面ADS-B接收器存在与雷达相似的许多视线问题,在晴朗条件下,它们在28,000英尺的高度上射程仅约250海里。

Capezzuto说:“在海洋上,你基本上没有监控的选择。目前,空中交通管制员是根据飞行计划或飞行员报告来预测飞机应该在哪里,而不是实际情况。飞行计划的偏离是时有发生的。”

将ADS-B接收器安装在卫星上消除了视线问题,从而提供了全球范围内飞机飞行的鸟瞰视角。在接收到飞机的定位数据后,Aireon的66颗卫星会将信息向下传输到地面站。整个过程大约需要两秒钟。

主要优势

基于卫星的ADS-B无法挽救MH370航班——其GPS应答器在飞行途中已被关闭,并且需要另一种技术来防止事故发生。但追踪技术肯定能让飞行更安全。而且,当灾难发生在地球偏远角落时,航空公司将能更好地找到残骸并查明事故原因。

还有其他优势。

Capezzuto说:“航线的设计是围绕着我们能在地面上部署雷达和其他导航设备的位置来确定的。”但有了基于卫星的追踪,飞机可以从A点到B点采取更直接的航线。

此外,更高的精度和可靠性将允许飞机更近距离地安全飞行。通常,在海洋上空,飞机之间的距离至少保持80海里。但如果所有飞机都配备ADS-B,这个距离可以缩短到15海里,这也有助于将更多飞机安排在最高效的航线上。这意味着减少飞行时间、燃油消耗和温室气体排放。

普渡大学的航空航天工程师Karen Marais估计,到2025年,基于空间的ADS-B追踪将使横跨北大西洋的客机每年节省2.84亿磅燃油。

试水

虽然Aireon的卫星网络尚未做好全面投入使用的准备,但该公司已开始与其客户测试其追踪设备,客户包括冰岛、加拿大、爱尔兰、南非等地的空中交通管理者。

Capezzuto表示,这些团队将有机会验证来自两颗在轨卫星的数据。测试也让公司有机会熟悉该系统,以便调整其人员、程序和法规以适应新技术。

map of flight test in northern canada
为了测试Aireon的卫星追踪设备,Nav Canada在3月初驾驶飞机飞往加拿大的一些偏远地区。Nav Canada

在最近的一次测试中,Nav Canada(负责协调加拿大空中交通的机构)驾驶一架飞机飞越了加拿大偏远的地区。从渥太华出发,他们的CRJ-200客机向北飞往偏远的城市伊魁特(人口:7,740),然后向西飞往耶洛奈夫和怀特霍斯。Nav Canada媒体关系部门的Ron Singer表示,旅程的一部分经过的空域通常没有空中交通管制监控。

Nav Canada称,当卫星飞越飞机时(大约每100分钟一次),Aireon能够以极高的精度观察到飞机的位置。当其余卫星部署到位后,追踪将是连续的。

下一步

Iridium计划在6月发射下一批配备Aireon的卫星。该公司希望到2018年底,全部66颗卫星都能监测到交通流量——但值得注意的是,太空项目通常会受到延误的影响。

最初,第一批卫星原定于2015年发射,并于2017年全面投入使用。然而,几次SpaceX火箭的爆炸打乱了这一计划

但一旦投入使用,Aireon认为其基于卫星的ADS-B接收器将彻底改变空中交通的管理方式。

Capezzuto说:“我们已经看到了在极地地区的飞机,那里没有人看到任何空中交通。我们在海洋地区也看到了它们。我们可以看到从欧洲到北非的航线。当所有66颗卫星都部署到位后,我们将每时每秒都看到这样的画面。”

“这将是空中交通管制员第一次能够看到整个世界。”

 

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