トランスポンダー・ADS-B
トランスポンダー
トランスポンダーとはTransmitter（送信機）とresponder（応答機）を合わせた言葉。地上のインタロゲータ（質問機）が質問パルスを発射し、航空機に搭載された応答機が自動的に応答パルスを発射して応答する。
空港監視レーダー（ASR）や航空路監視レーダー（ARSR）で使用される単純な電波反射波を利用する１次監視レーダーと区別して、２次監視レーダ (SSR)とも言う。
トランスポンダー・モード
軍用 ：MODE - 1 , 2 , 3 , 4 , 5民間用：MODE - A , B , C , D , S
ただし、MODE 3 とMODE A はパルス間隔が同じなため、MODE-3/Aと呼ばれ、軍民両用となっている。
| MODE １ | Friendlyとして識別されるための基本警戒用コード |
|---|---|
| MODE ２ | 機種・用途等を個別に送信するためのコード |
| MODE ３/Ａ | 航空機個々の厳密な識別をするためのコード |
| MODE ４ | 高度に秘匿化された味方識別のためのコード。毎日NATOによって数値が設定される。 |
| MODE ５ | MODE4を更に発展させた味方識別のためのコード。GPSによる時間補正を行い、航空管制との干渉防止や性能の向上が行われた。 |
| MODE Ｂ | ヨーロッパにおける航空路管制用コード |
| MODE Ｃ | 自動高度送信用コード |
| MODE Ｄ | 将来技術用の予備コード |
| MODE Ｓ | 個別識別レーダー・ビーコン装置 詳細は下方 |
トランスポンダーコード
１２００ 高度10,000 ft未満を飛行するVFR機１４００ 高度10,000 ft以上を飛行するVFR機
７５００ ハイジャックを受けた時
７６００ 通信機故障
７７００ 緊急事態
２０００ コードについての指示を受けていない航空機がIFRでレーダー管制空域外からレーダー管制空域へ入る場合の二次レーダーへの返信用コード
３３３３ 整備用
４４４４ 整備用
５５５５ 整備用
７７７７ 欧米軍用機用コード。
モードS
航空交通の増大に伴い、・電波の相互干渉（ガーブル）
・建物反射等によるレーダーゴースト（ゴースト）
・同期しない応答の干渉（フルーツ）
の発生が問題視され、監視能力の拡大を図り、ＡＴＣトランスポンダーの能力を発展させたもの。
ICAO の ANNEX 10 で仕様が定められており、全ての各航空機に 24 bit の個別アドレスが割り当てられている。
日本には先頭の 6 bit が「１００００１（ 8 進数で ４１ ）」となるアドレスが割り当てられており、残りの 18 bit（ 8 進数で 6 ケタ ） の自由度で航空局が各航空機に割り当てている。
8進数：41000000 - 41777777
16進数(HEX)：840000 - 87FFFF
例）航空局飛行検査機 JA701G
2進数：100001100111010010101010
8進数：41472252
16進数(HEX)：8674AA
ちなみに、アメリカは、
8進数：50000000 - 537777777
16進数：A00000 - AFFFFF
ロシアは、
8進数：4000000 - 7777777
16進数：100000 - 1FFFFF
中国は、
8進数：36000000 - 36777777
16進数：780000 - 7BFFFF
などが、割り当てられている。
モードＳの運用の流れ
１ 地上のインタロゲータ（質問機）から無差別に質問電波が発信される。
２ 飛行している航空機（のMODE Sトランスポンダ）は、個別アドレスと高度情報を返信する。
３ 応答してきた航空機の個別アドレス情報が地上にファイルされる。
４ 距離が近い順に、航空機に対して、個別の質問電波が発信される。
５ 個別に受けた質問に対して航空機は応答し、データ交換が行われる。
モードAとモードSの比較
簡単にいえば個別アドレスを登録する機能があるか無いかの違い。精度が細かいか大雑把かの違い
| 項目 | MODE-A,C | MODE-S |
|---|---|---|
| コード数 | 12bit, 4096コード (0～7)の数字4つ、 つまり8の4乗 |
24bit, 16777216コード 2の24乗、8の8乗、16の6乗 |
| 精度 | 方位：0.15度 距離：250m 高度：100ft単位 |
方位：0.06度 距離：100m 高度：25ft単位 |
| 電波干渉 | 比較的 大 | 比較的 小 |
| データリンク | 無し | 有り |
ADS-B
放送型 自動位置情報伝送監視機能（Automatic Dependent Surveillance – Broadcast）航空機が自ら「識別コード、位置、速度、経路意図等」を一括送信するもの。受信の確認はしない。
航空機の航法装置の性能によって高精度かつ高信頼性の監視情報が送信されるが、信頼性や精度が完全に航空機に依存するため、機材不良時の精度の信頼性の確保が問題となる。
また、送受信機器が非常に安価にできるため、なんなら個人でもプログラムを組んで情報を受け取ることができる。
アメリカでは既に２０２０年１月から全航空機に対して ADS-B OUT の搭載が義務付けられました。
日本でも早く搭載義務を付けるべきだと私は思っていますが、まだまだ２０２０年１２月現在では予定も立っていないようです。
ただ、誰でも簡単に航跡が見えるようになったことで、騒音苦情の問い合わせなどは世界的に増大傾向にあるようです。
騒音苦情くらいなら良いですが、偽の航跡情報を発信してテロ行為が行われる危険性も危惧されたりするなど、一長一短ですね。
ADS-B OUT , ADS-B IN
ADS-Bには、ADS-B OUT と ADS-B IN の異なるサービスが存在します。ADS-B OUTが基本装備で、ADS-B INがオプションと考えるとよいです。
「ADS-B Out」は、今まで説明していた通り、各航空機が自ら「識別コード、位置、高度、速度などの自身に関する情報」を定期的に送信するものです。
ADS-B Outが提供する情報は、ほとんどの場合レーダーベースの情報よりも正確で、管制官は航空機の位置の把握と分離をよりタイミングよく行うことができるようになります。
「ADS-B IN」は、近くにいる他の航空機からのADS-B-OUTの情報に加え、地上から発信される
TIS-B（Traffic Information Service -Broadcast；放送型トラフィック情報サービス（地上の航空官署が把握した航空交通情報））及び
FIS-B（Flight Information Service -Broadcast；放送型飛行情報サービス（気象情報やフライトプラン、NOTAMなど安全運航に役立つ情報））のデータを受信し、
コックピットに表示する機能のことです。