Alla ser i luften och på marken: Nu kommer STDMA!

av Ragnliild Artimo Forum 1996-03, sida 16-17, 21.03.1996

Alla ser alla i lufte och på marken:

EN SVENSK INNOVATION SKALL GE FLYGPLANEN NYA ÖGON OCH ÖRON I LUFTEN OCH PÅ MARKEN. SAS OCH LUFTHANSA BLIR FÖRST MED SYSTEMET SOM KAN FÖREBYGGA DE VANLIGASTE FLYGKATASTROFERNA.

m American Airlines hade haf tillgång till STDMA, hade bola gets Boeing 757 inte flugit mo ett berg i Colombia i december säger Lars G. V. Lindberg, Fleet Technical Pilot F28 vid SAS. Därmed kastar han fram två provokationer: att den nya datalänken STDMA, som är nervsystemet i CCC, det blivande navigationskonceptet med superprecision, innebär det tekniska språnget till bättre flygsäkerhet, och att det rimligen borde anammas också av amerikanska flygbolag och -myndigheter såsom varande det amerikanska systemet Mode-S överlägset.

757:an i Colombia var, säger Lindberg, utanför radartäckning, men om planet varit utrustat med STDMA hade en olycka av denna typ kunnat undvikas för att trafikledaren med STDMA skulle ha sett berget som artificiell datorbild. Lindberg är projektansvarig vid SA för CCC eller Cellutar CNS Concept (CNS står i sin tur för Communications, Navigation and Surveillance) ett flygsäkerhetsprojekt som Luftfartsverket i Sverige arbetar på sedan 1991 tillsammans med danska och tyska Iuftfartsmyndigheterna. samt flygbolagen SAS, Golden Air och Lufthansa. Projektet går på + miljoner EURO (ca 14 Mmk) och finansieras till hälften av EU.

Blinda skola se

Nyckeln i systemet är STDMA, SelfOrganising Time Division Multiple Access, en datalänk som med en GNSS- eller Global Navigation Satellite System-transponder skall öppna nya dimensioner i precisionsnavigering. GNSS-transpondern består av en radiomottagare med vilken uppgifter om den egna positionen mottas från satellit, en kommunikationsprocessor, och en VHF-sändare med vilken den egna positionen förmedlas vi Ragnhild Artim dare till andra aktörer i STDMA-systemet.

Detär den svenska forskaren och innovatören Håkan Lans. senaste års mottagare av det prestigeladdade Polhemspriset och vald till Årets Pilot 1995, som utvecklat systemet. Lans, som är uppfinnaren bakom bl.a. datormusen och datorfärggrafik, definierar STDMA som en mer avancerad tillämpning av GPS, Global Positioning System. Medan GPS anger endast den egna positionen medger STDMA flervägskommunikation.

— Genom att tillägga radiolänkar kan man också sända ut sin position till alla andra aktörer i trafiken. Nyckelfrågan i utvecklingsarbetet var den erforderliga radiolänkkapaciteren Enligt svenska och finska sjöfartsverkens gemensamma utredning till FN-organet IMO International Maritime Organization är STDMA-datalänkens kapacitet 96 gånger högre än den tidigare föreslagna datalänkstandarden DSC. Det innebär att det inte handlar om marginella förbättringar utan en helt ny teknologi.

Unik precision

Alla användare inom systemet kan motta och sända information utan att budskapen jammas: datorn indelar varje minut i 9000 exakta time slots. STDMA arbetar med tidssignaler från 28 GNSS-satelliter, en global tidsreferens som ger en precision på ca 100 nanosekunder (1 ns = en miljarddels sekund).

Genom att utnyttja informationen som finns i varje transmission eller sändning, säkrar det självorganiserande TDMA-systemet att budskapen inte kolliderar. Datorn registrerar alla rörelser iluften inom en radie på ca 2350 nautiska mil. Varje användare fungerar som en separat cell (se principskissen ovan): då två celler överlappar varandra. aktiverar STDMA Principskiss av STDMA-systemet. Varje användare fungerar som en separat cell: då två celler övertappar varandra aktiverar STDMA-datalänken situationsmedvetenbet mellan användarna. Posittonsrapporterna Bår från markstationerna till flygledningscentralen.

datalänken situationsmedvetenhet mellan användarna. Air-to-airkommunikationen fungerar självständigt utan stöd av markstationer. Med en markstation, likaså innesluten i en cell, åstadkommer man air-to-ground-kontakt. Ett nätverk av markstationer kompletterar kommunikationssystemet med ground-to-grounddimensionen och ger beredskap för avancerad precisionsnavigering.

Då piloterna med dagens teknik endast har information om det egna planets position, medan flygledningen på marken via radarstationerna får uppgifter omalla plans positioner, betyder övergången till STDMA att också piloterna i realtid kan följa med var alla andra rörliga och stationära objekt befinner sig — med 1 meters precision. Det minskar risken för olyckor som förorsakas av ofullständig information om olika objekts position relativt till varandra.

Pilotprojekt

Sommaren 1994 testades STDMA första gången i stor skala. ”Laboratorium” fö provningsarbetet var Landvetter flygstation i Göteborg, och testet involverade 23 markfordon och 7 flygplan. Inom ramen för Luftfartsverkets CARD-projekt (CNS Applications Research and Development) utfördes senaste år GNSS-landningstest vid Kungsängen flygstation i Norrköping.

Båda testprojekten dokumenterade den nya teknikens tillförlitlighet och höga precisionsgrad. Följande steg blir att

FORUM NR 3/9 bygga ut ett NEAN-nätverk (NEAN= North European ADS/B Network) inkluderande totalt 14 markstationer i Sverige, Danmark och Tyskland, för att testa systemet på ett större europeiskt område. SAS har inlett test med STDMA med Fokker F28plan — första flygningen gjordes i januari med Lars Lindberg vid spakarna.

— Det är med Fokker-planen vi nu testar STDMA i trafikförhållanden, säger Lindberg. I första skedet jobbar vi med att sända ut vår egen position, i ett senare skede av projektet integreras ankommande navigationssignaler i den operativa processen. Nu flyger vi ännu med radiofyrar — från maj kommer vi att styra efter satellitnavigationsdata. Lufthansa kommer med i trafiktestarbetet i sommar med antingen sina Airbus 320 eler Boeing 737. Svenska Golden Air kommer att testa STDMA på ett Saab 340-plan.

I cockpiten medför STDMA inga större inredningsförändringar: i de gamla Fokker-planen är enda tillutrustningen en fem tums dataskärm installerad mellan piloterna. I moderna plan som t.ex. Airbus 320 kan hårdvaran integreras i den befintliga TV-skärmen i cockpiten

Arbetsfördelningen mellan SAS och Lufthansa är den att SAS inleder operativtest och LH för in STDMA i nästa generations flygplan.

Kostnadseffektivt koncept

Steget tillden nya navigationsteknoiogin STDMA bör enligt Lars G. V. Lindberg vara attraktivt inte minst ekonomiskt. Trafiken kommer — 1998, då projektskedet skall vara slutfört — att kunna gå i raka rutter, i stället för som nu efter de

I cockpiten på Fokker planet som nyligen premiärkörde STDMA ses nöjda teammedlemmar: från vänster Lars GM Lindberg, teknisk pilot vid SAS, Mats Nilsson vid Luftfartsverket, och innovatören Håkan Lans, som utvecklat systemet.

flygfyrar som finns.

För flygbolagen (och deras passagerare) betyder det inbesparingar i tid och bränsle. En bild av kostnadsskillnaden för infrastruktur ger det faktum att för priset av en enda radarstation kan Lufthansas hela flotta på runt 200 plan utrustas med STDMA!

Världsstandard ett mål

Men det är inte bara flygtrafiken som kan revolutioneras genom övergång till STDMA. Systemet är givetvis tillämpbart på annan trafik.

— STDMA har i FN:s och internationella sjöfartsorganisationen IMO:s regi testats i sjöfarten mellan Finland och Sverige, berättar Håkan Lans. Resultate var så uppmuntrande att finska och svenska sjöfartsmyndigheterna senaste sommar har föreslagit systemet som världsstandard för sjöfarten.

Lans säger försiktigt, att räddningsarbetet vid ESTONIA-katastrofen kunde ha varit resultatrikare med STDMA:då hade helikoptrarna kunnat flyga passagerare till närliggande fartyg i stället för till fastlandsbaser, utan risk för att kollidera i luften.

Att luftfarten och sjöfarten — globalt — skulle arbeta med samma högeffektiva kommunikationssystem skulle t.ex. ge SAR-arbetet (Search and Rescue) ny slagkraft och precision, och möjliggöra operationer i svåra väderförhållanden som idag är omöjliga på grund av risken för kollisioner mellan rörliga enheter.

— Tekniken har vi redan, säger Håkan Lans. Internationell enighet om anammandet av den är en politisk fråga. Samverkan försvåras av maktkamp: vad man inte själv tagit initiativet till måste saboteras.

Lans syftar på det i USA utvecklade och både där och i många andra länder tillämpade Mode-S, ett system som enligt honom och Lindberg är underlägset STDMA i precision och tillförlitlighet, och inte löser lika många problem i ”positionsdialogen” mellan rörliga och stationära trafikaktörer.

Men Mode-S har redan slukat så mycket pengar både på leverantörssidan och hos de stora amerikanska flygplanstillverkarna, att det inte ligger nära till hands att man frivilligt lägger den satsningen i malpåse. Och utan global konsensus och tillämpning blir STDMA bara ett regionalt — europeiskt — koncept. 0

Does Your Company Have the Following Strategies to Guarantee

Business Strategy Continuous Success clear guidelines for action

Technology Strategy - what technology, when, from where, how?

Internationalization Strategy - where, how, when, why?

Develop your company’s operations and please contact Mr. Puhakk for more information!

OY HOLTRON AB

FORUM NR 3/96

Erottajankatu 11 A 00130 Helsinki Tel. (20) 645 300, Fax (90) 645 700