航空トランスポンダーの問い合わせモード

航空トランスポンダーの照会モードは、照会を行う二次監視レーダー(SSR) または同様の自動従属監視ブロードキャスト(ADS-B) システムからのパルス シーケンスの標準形式です。応答形式は通常、トランスポンダーからの「コード」と呼ばれ、適切に装備された航空機から詳細な情報を判断するために使用されます。

最も単純な形式では、「モード」または照会タイプは、通常、2 つ以上の照会パルス間のパルス間隔によって決定されます。軍事用のモード 1 から 5、民間用のモード A、B、C、D、モード S まで、さまざまなモードが存在します。

航空トランスポンダーには、 いくつかの異なる RF通信プロトコルが標準化されています。

モードAとモードCは物理層として航空交通管制レーダービーコンシステムを使用して実装されていますが、モードSはスタンドアロンの下位互換性のあるプロトコルとして実装されています。ADS-Bは、トランスポート層としてモードS-ESまたはユニバーサルアクセストランシーバーを使用して動作できます。^[3]

トランスポンダーは、問い合わせ要求を受信すると、設定されたトランスポンダー コード (または「スクォーク コード」) をブロードキャストします。これは「モード 3A」またはより一般的にはモード A と呼ばれます。トランスポンダー コントロール パネルのボタンを押すと、飛行機から「Ident」と呼ばれる別の種類の応答を開始できます。

モードAトランスポンダーコード応答は、圧力高度応答によって増強することができ、これはモードC動作と呼ばれます。^{[2]圧力高度は、航空機に搭載された独立した自己完結型ユニットまたはトランスポンダーの不可欠な部分である高度エンコーダから取得されます。高度情報は、}ギルハムコードと呼ばれる修正グレイコードの修正形式を使用してトランスポンダーに渡されます。

モードAとモードCの応答は、航空管制官がレーダー画面上で特定の航空機の位置と高度を識別し、分離を維持するのに役立ちます。^[2]

モード S (Select) と呼ばれる別のモードは、トランスポンダの過剰な問い合わせ (混雑したエリアに多くのレーダーがある場合) を回避し、自動衝突回避を可能にするように設計されています。モード S トランスポンダは、モード A およびモード C の二次監視レーダー(SSR) システムと互換性があります。^{[2]これは、TCAS または ACAS II (}航空機衝突回避システム) 機能に使用されるタイプのトランスポンダであり、 ADS-Bシステムに参加するための 1 つの手段である拡張スキッタブロードキャストを実装するために必要です。TCAS を搭載した航空機にはモード S トランスポンダが必要ですが、すべてのモード S トランスポンダに TCAS が含まれているわけではありません。同様に、モード S トランスポンダは 1090ES 拡張スキッタ ADS-B Out を実装するために必要ですが、ADS-B Out を実装する方法は他にもあります (米国と中国)。モード S メッセージの形式は、ICAO Doc 9688、モード S 特定サービスに関するマニュアルに記載されています。^[4]

質問を受けると、モード S トランスポンダーは航空機に関する情報をSSRシステム、航空機に搭載されたTCAS受信機、およびADS-B SSR システムに送信します。この情報には、航空機のコールサインや航空機の永久 ICAO 24 ビット アドレス (ヒューマン インターフェイスの目的で 6 つの 16 進文字で表されます) が含まれます。モード S トランスポンダーの隠れた機能の 1 つは、下位互換性があることです。モード S トランスポンダーを搭載した航空機は、モード A または C の質問に応答を送信するために引き続き使用できます。この機能は、インターモードと呼ばれる特定の種類の質問シーケンスによってアクティブ化できます。^{[引用が必要]}

モード S を装備した航空機には、国内登録時に固有の ICAO 24 ビット アドレスまたは (非公式には) モード S「16 進コード」が割り当てられ、このアドレスは航空機の登録証明書の一部になります。通常、アドレスが変更されることはありません。ただし、トランスポンダーは再プログラム可能であり、メンテナンスまたは航空機のフライト管理システムの適切なエントリの変更によって、(おそらく運用上またはコスト上の理由で) ある航空機から別の航空機に移動されることがあります。

16,777,214 (2 ²⁴ -2) 個の固有の ICAO 24 ビット アドレス (16 進コード) が利用可能です。^{[5] [6] ICAO 24 ビット アドレスは、} 16 進数、8 進数、2 進数 の 3 つのデジタル形式で表すことができます。これらのアドレスは、通常、個々の航空機または登録に割り当てられる固有の ID を提供するために使用されます。

例として、登録番号N905NAのシャトル輸送機に割り当てられたICAO24ビットアドレスは次の通りである。 ^{[7] [8]}

• 16進数: AC82EC
• 8進数: 53101354
• 2 進数: 101011001000001011101100 (注: 視覚的にわかりやすくするためにスペースが追加されることがあります。つまり、1010 1100 1000 0010 1110 1100 { 16 進 ビッグ エンディアン}、001 101 110 100 000 100 110 101 { 8 進リトル エンディアン})
• 10進数: 11305708

これらはすべてシャトル輸送機の同じ 24 ビット アドレスですが、異なる数値システムで表されます(上記を参照)。

モードSトランスポンダーの問題は、パイロットがモードSトランスポンダーに間違った飛行識別コードを入力した場合に発生します。 ^[9] この場合、ACAS IIとモードS SSRの機能が低下する可能性があります。^[10]

2009年にICAOは、ADS-Bで使用するためのより多くのメッセージ形式を備えたモードSの「拡張」形式を公開しました。^[11]これは2012年にさらに改良されました。^[12] ADS-Bを実装する国は、適切に装備されたモードSトランスポンダーの拡張スキッターモード、または978MHzの UATトランスポンダーのいずれかの使用を要求することができます。

モードSデータには、地球とその大気に対する航空機の移動ベクトルが含まれている可能性があります。これら2つのベクトルの差は、航空機に作用する風です。^[13]風（およびマッハ数と真対気速度からの温度）を導出する技術は、 KNMIのSiebren de Haanと英国気象庁のEdmund Stoneによって同時に開発されました。^{[14]英国上空では、} AMDARからの航空機観測数が1日あたり約7500件から1日あたり1000万件以上に増加しています。英国気象庁は、KNMIおよびFlightRadar24と協力して、南極大陸以外のすべての大陸のデータを含む拡張機能を積極的に開発しています。^[15]

• 敵か味方かの識別