トランスポンダー着陸システム

トランスポンダー着陸システム( TLS ) は、既存の航空機搭載トランスポンダーと計器着陸装置(ILS) 機器を使用して、通常は ILS が利用できない場所に 精密な進入を実現する全天候型の精密着陸システムです。

従来のILSシステムは、多数の「単一目的」アンテナを使用して放送します。ローカライザー アレイは、8 ～ 14 個以上のアンテナ要素で構成され、通常は滑走路進入端から 2000 フィート以上離れた場所に配置されます。滑走路進入端は、多くの場合、滑走路の出発端を超えていて、方位角方向 (左右) を示す扇形の信号を提供します。もう 1 つのアンテナ アレイは滑走路の横に配置され、標準的なグライドスロープを示す高度を提供します。この複雑なアンテナ セットは、設置と保守に費用がかかり、誘導信号に干渉する可能性のある不均一な地形や障害物があるエリアに設置するのが難しいことがよくあります。

TLS 施設は、 100 海里 (190 km) 以内にあるすべての航空機のトランスポンダーに問い合わせます。応答を受信した後、TLS は 3 セットのアンテナ アレイを使用して航空機の位置を特定します。1 つはモノパルス技術を使用した水平位置用、もう 1 つは垂直モノパルス^[1]用、3 つ目は三辺測量用です。次に、TLS はトランスポンダー応答を使用してすべての航空機の位置を計算し、それを、目的の進入経路に対する位置に基づいて、進入許可を受けた航空機のリアルタイム ガイダンスに変換します。TLS サービス ボリューム内のすべての航空機の位置トラックは、二次監視レーダーに似ていますが、更新レートが高く、精度が高い ATC モニターに表示されます。計器進入を行っている航空機の場合、TLS は水平および垂直ガイダンス信号を ILS 受信機とコックピット アビオニクスに送信します。これらは ILS のものと同じです。ただし、TLS のガイダンスはアンテナの位置によって決まるものではありません。TLS は、計器進入手順で必要な場所であればどこにでも設置できる「仮想放射点」からガイダンスを提供できますが、これは TLS ソフトウェアで設定されます。これにより、TLS は、滑走路の進入端に隣接して設置された 1 つの完全なシステムで、回転翼航空機の急勾配のグライド スロープ角度や障害物クリアランスの増加など、特定の空港での複数のアプローチ手順をサポートできます。TLS は、物理的な機器を必要とせずに、滑走路からの距離を示すマーカー ビーコンのような音声も生成します。パイロットは、従来の ILS アプローチに必要な ATC プロトコルに従うだけで済みます。PAR タイプのアプローチを実行している航空機は、方位角と仰角を表示する TLS PAR 形式のコンソールで表示できます。4 つの別々のコンソールで最大 4 機の航空機を個別に表示して、PAR コントローラーのトークダウン アプローチを支援できます。

TLS は、従来の ILS が物理的にまたは実行不可能な場合や、衛星ベースのナビゲーションが信頼できない飛行場に設置するように設計されています。これには、短い滑走路、進入経路に沿うか隣接して障害物や不均一な地形がある飛行場、または両端に水域や不動産の制約がある飛行場が含まれます。また、電離層の状態により衛星ベースのナビゲーションが困難になる北極圏または赤道付近の飛行場も含まれます。TLS は衛星ナビゲーションに依存せずに動作するため、衛星通信の意図的または偶発的な中断や侵害の影響を受けません。TLS はアクティブな監視および追跡システムであり、その進入手順は物理的なアンテナの位置に依存するのではなくソフトウェアで構成されているため、設置基準は柔軟で、システム全体を滑走路の端に隣接する小さな設置面積に共存させることができ、単一の電源で動作します。 TLS アプローチは、ILS、GLS、RNP 基準、またはそれらの組み合わせを使用して設計することもできるため、従来の ILS では不可能な曲線アプローチやセグメント アプローチをサポートします。

TLS は 1998 年以来 Cat.I ILS の使用について FAA 認定を受けており、FAA 命令 8200.27 では TLS 設置の飛行検査手順が規定されています。TLS は Cat.I ILS のすべての ICAO パフォーマンス仕様も満たしています。

TLS の主な利点の 1 つは、地形が傾斜していたり​​不均一であったりする場合でも、精密な ILS ガイダンスを提供できることです。反射により ILS の滑走路が不均一になり、不要な指針の偏向が生じる可能性があります。さらに、ILS 信号はアレイの配置によって一方向に向けられるため、ILS は直進アプローチのみをサポートします。TLS は起伏の多い地形でのアプローチをサポートし、アプローチの中心線をオフセットする機能を提供します。

TLS を使用すると、滑走路の長さに関係なく、ローカライザー コースは滑走路の進入端で調整された幅 (通常は 700 フィート、5 度) を持つことができます。ローカライザーの幅の特性はアプローチ設計者が選択できますが、ILS では、ローカライザーの幅はローカライザー アンテナの配置によって決まり、通常は滑走路の長さによって決まります。

軍事ユーザー向けに、TLSは、PARオペレーターがパイロットにトークダウンガイダンスを提供できるように、航空機の位置を希望の進入コースと比較した精密進入レーダー（PAR）グラフィック表示も提供します。 ^[2] TLSはSSRの長距離帯域（1030/1090 MHz ）を使用して動作するため、プライマリレーダーを使用する従来のPARで発生するような降雨による減衰はありません。従来のPARの場合、航空機の位置を追跡する能力は、航空機のレーダー断面積に依存します。

TLSはトランスポンダーによる多辺測量と三辺測量に基づいており、その結果、質問に応答するすべての航空機を追跡します。TLSの全方向アンテナ監視範囲は100海里に及びます。^[2]

TLS は、現在航空業界で広く使用されている航空機搭載機器を使用して機能します。TLS は、既存のモード 3/A/C/S トランスポンダー機器を使用して航空機の位置を判断します。次に、現在の ILS システムで使用されているのと同じ周波数で正しい信号を送信します。パイロットが行う必要があるのは、TLS アプローチの ATC からの許可を待ってから、ILS 受信機を適切な周波数に合わせることだけです。TLS は、ほとんどの航空機にすでに搭載されている機器を使用します。

TLS は、特定の ILS 周波数で 1 機の航空機の位置に固有の ILS 信号をシミュレートします。システムは、個別の周波数で同時に 4 機の航空機に誘導を提供できますが、TLS アプローチの許可が適切に与えられた航空機のみが適切な誘導を受け取ります。適切な許可なしに誤って TLS 周波数に同調した他の航空機は、正しい誘導を受け取りません。パイロットの観点から見ると、これは従来の ILS システムと操作上何ら変わりありません。TLS では、人間のオペレーターがシステム表示コンソールで航空機を捕捉し、トランスポンダー コードに基づいて誘導を提供するようにシステムに指示する必要があるため、ATC の観点からは操作上の違いがあります。

TLS は、防衛やその他の一時的な用途で迅速に展開できるよう、いくつかの輸送可能な構成で提供されています。システム全体は、作戦センターとしても使用できる標準の20 フィート Conexコンテナ、または単一の463L マスター パレットで輸送できます。システムは、トラック、船、またはC-130やC-17などの適切な輸送機で輸送でき、ヘリコプターで空輸することもできます。輸送可能なシステムは、2 人の訓練を受けた技術者によって数時間で開梱され、フル稼働能力で設置されます。

• 距離測定装置（DME）
• 計器飛行方式（IFR）
• 無指向性ビーコン（NDB）
• 精密進入レーダー
• 二次監視レーダー
• VHF全方向レンジ（VOR）

• ウィナー、カール（2002）。空港のアクセシビリティを実現するためのトランスポンダー着陸システムの応用
• チャールズ・バーボー (2002)。トランスポンダー着陸システムの飛行検査
• 連邦航空局(2004 年 12 月 15 日)。「トランスポンダー着陸システム (TLS) の飛行検査命令 8200-40B」(PDF) 。2005 年 12 月 11 日に閲覧。^{[ permanent dead link ‍ ]}背景セクションでは、TLS の動作と使用について説明します。
• ANPC (2012). 「TLS 商用製品」。2010 年 11 月 19 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年1 月 27 日閲覧。

• ANPC (Advanced Navigation & Positioning Corporation) – TLSの開発者
• FAA AIM セクション 1-1-22c「トランスポンダー着陸システム (TLS)」