رادار المراقبة الثانوي

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "رادار المراقبة الثانوي" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( ديسمبر 2007 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

الرادار الثانوي للمراقبة ( SSR ) ^[1] هو نظام رادار يستخدم في مراقبة الحركة الجوية (ATC)، والذي يعتمد على الأهداف المجهزة بمستجيب راداري، على عكس أنظمة الرادار الأولية التي تقيس اتجاه ومسافة الأهداف باستخدام الانعكاسات المكتشفة للإشارات الراديوية، والتي ترد على كل إشارة استجواب عن طريق إرسال بيانات مشفرة مثل رمز الهوية وارتفاع الطائرة والمزيد من المعلومات حسب الوضع المختار. يعتمد SSR على تقنية تحديد الصديق أو العدو العسكرية (IFF) التي تم تطويرها في الأصل خلال الحرب العالمية الثانية ؛ وبالتالي، لا يزال النظامان متوافقين. رادار المراقبة الثانوي أحادي النبضة ( MSSR )، والوضع S ، و TCAS و ADS-B هي طرق حديثة مماثلة للمراقبة الثانوية.

كان للتطور السريع للرادار في زمن الحرب تطبيقات واضحة في مجال مراقبة الحركة الجوية كوسيلة لتوفير المراقبة المستمرة لحركة الحركة الجوية. إن المعرفة الدقيقة لمواقع الطائرات من شأنها أن تسمح بخفض معايير الفصل الإجرائية العادية، الأمر الذي وعد بدوره بزيادة كبيرة في كفاءة نظام الممرات الجوية. يمكن لهذا النوع من الرادار (المسمى بالرادار الأساسي ) اكتشاف والإبلاغ عن موقع أي شيء يعكس إشارات الراديو المرسلة بما في ذلك، اعتمادًا على تصميمه، الطائرات والطيور والطقس وخصائص الأرض. لأغراض مراقبة الحركة الجوية، يعد هذا ميزة وعيوبًا في نفس الوقت. لا يتعين على أهدافه التعاون، بل يتعين عليهم فقط أن يكونوا ضمن نطاق تغطيته وأن يكونوا قادرين على عكس الموجات الراديوية، ولكنه يشير فقط إلى موقع الأهداف، ولا يحددهم. عندما كان الرادار الأساسي هو النوع الوحيد المتاح من الرادار، كان يتم تحقيق ارتباط عوائد الرادار الفردية بطائرة معينة عادةً من خلال مراقبة المراقب لدوران موجه بواسطة الطائرة. لا يزال الرادار الأساسي يستخدمه مراقبة الحركة الجوية كنظام احتياطي / مكمل للرادار الثانوي، على الرغم من أن تغطيته ومعلوماته أكثر محدودية. ^{[2] [3] [4]}

إن الحاجة إلى القدرة على تحديد هوية الطائرات بشكل أكثر سهولة وموثوقية أدت إلى تطوير آخر للرادار في زمن الحرب، وهو نظام تحديد الصديق أو العدو (IFF)، والذي تم إنشاؤه كوسيلة لتحديد هوية الطائرات الصديقة بشكل إيجابي من الطائرات المجهولة. يعتمد هذا النظام، الذي أصبح معروفًا في الاستخدام المدني باسم رادار المراقبة الثانوي (SSR)، أو في الولايات المتحدة باسم نظام منارة رادار مراقبة الحركة الجوية (ATCRBS)، على قطعة من المعدات على متن الطائرة تُعرف باسم " المستجيب ". المستجيب هو زوج من جهاز استقبال وجهاز إرسال لاسلكي يستقبل على تردد 1030 ميجا هرتز ويرسل على تردد 1090 ميجا هرتز. يرد جهاز الاستجابة للطائرة المستهدفة على الإشارات من المحقق (عادةً، ولكن ليس بالضرورة، محطة أرضية تقع في نفس موقع الرادار الأساسي) عن طريق إرسال إشارة رد مشفرة تحتوي على المعلومات المطلوبة. ^[5]

لقد أصبح كل من نظام SSR المدني ونظام IFF العسكري أكثر تعقيدًا بكثير من أسلافهما في زمن الحرب، لكنهما يظلان متوافقين مع بعضهما البعض، وليس أقلها السماح للطائرات العسكرية بالعمل في المجال الجوي المدني. يمكن أن يوفر نظام SSR معلومات أكثر تفصيلاً، على سبيل المثال، ارتفاع الطائرة، بالإضافة إلى تمكين التبادل المباشر للبيانات بين الطائرات لتجنب الاصطدام. تعتمد معظم أنظمة SSR على أجهزة إرسال واستقبال الوضع C ، والتي تبلغ عن ارتفاع ضغط الطائرة . يكون ارتفاع الضغط مستقلاً عن إعداد مقياس الارتفاع الخاص بالطيار ، ^[6] وبالتالي منع عمليات إرسال الارتفاع الخاطئة إذا تم ضبط مقياس الارتفاع بشكل غير صحيح. تعيد أنظمة التحكم في الحركة الجوية حساب ارتفاعات الضغط المبلغ عنها إلى ارتفاعات حقيقية بناءً على مراجع الضغط الخاصة بها، إذا لزم الأمر.

نظرًا لدورها العسكري الأساسي المتمثل في تحديد هوية الأصدقاء بشكل موثوق، فإن IFF لديها رسائل أكثر أمانًا (مشفرة) لمنع "التزييف" من قبل العدو، ويتم استخدامها على العديد من أنواع المنصات العسكرية بما في ذلك المركبات الجوية والبحرية والبرية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

المنظمة الدولية للطيران المدني (ICAO) هي وكالة متخصصة تابعة للأمم المتحدة يقع مقرها الرئيسي في مونتريال، كيبيك ، كندا. وهي تنشر ملاحق للاتفاقية ويتناول الملحق 10 المعايير والممارسات الموصى بها للاتصالات الجوية. والهدف هو ضمان توافق الطائرات التي تعبر الحدود الدولية مع أنظمة مراقبة الحركة الجوية في جميع البلدان التي يمكن زيارتها. يتناول المجلد الثالث، الجزء الأول، أنظمة الاتصالات الرقمية للبيانات بما في ذلك وظائف رابط البيانات للوضع S بينما يحدد المجلد الرابع تشغيله وإشاراته في الفضاء. ^[7]

تنتج اللجنة الفنية الأمريكية للراديو للملاحة الجوية (RTCA) والمنظمة الأوروبية لمعدات الطيران المدني (Eurocae) معايير الأداء التشغيلي الدنيا لكل من المعدات الأرضية والجوية وفقًا للمعايير المحددة في الملحق 10 من منظمة الطيران المدني الدولي. تعمل المنظمتان معًا بشكل متكرر وتنتجان وثائق مشتركة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

ARINC (Aeronautical Radio, Incorporated) هي منظمة تديرها شركات الطيران وتهتم بشكل وملاءمة ووظيفة المعدات المحمولة في الطائرات. والغرض الرئيسي منها هو ضمان المنافسة بين الشركات المصنعة من خلال تحديد حجم ومتطلبات الطاقة والواجهات وأداء المعدات التي سيتم وضعها في حجرة المعدات في الطائرة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

الغرض من SSR هو تحسين القدرة على اكتشاف وتحديد الطائرات مع توفير مستوى الطيران (ارتفاع الضغط) للطائرة تلقائيًا. ترسل محطة أرضية SSR نبضات استجواب على تردد 1030 ميجا هرتز (بشكل مستمر في الوضعين A وC وانتقائيًا في الوضع S) أثناء دوران هوائيها أو مسحها إلكترونيًا في الفضاء. يستمع جهاز إرسال واستقبال للطائرة ضمن نطاق خط البصر إلى إشارة استجواب SSR ويرسل ردًا على تردد 1090 ميجا هرتز يوفر معلومات عن الطائرة. يعتمد الرد المرسل على وضع الاستجواب. يتم عرض الطائرة كأيقونة مميزة على شاشة الرادار الخاصة بوحدة التحكم عند المحمل والمدى المقاسين. لا يزال من الممكن ملاحظة الطائرة بدون جهاز إرسال واستقبال عامل بواسطة الرادار الأساسي، ولكن سيتم عرضها على وحدة التحكم دون الاستفادة من البيانات المستمدة من SSR. عادة ما يكون من الضروري وجود جهاز إرسال واستقبال يعمل من أجل الطيران في المجال الجوي الخاضع للرقابة والعديد من الطائرات لديها جهاز إرسال واستقبال احتياطي لضمان استيفاء هذا الشرط. ^[8]

هناك عدة طرق للاستجواب، كل منها يُشار إليه من خلال الفرق في المسافة بين نبضتين من جهاز الإرسال، والمعروفة باسم P1 وP3. ^[7] ينتج كل وضع استجابة مختلفة من الطائرة. نبضة ثالثة، P2، لقمع الفص الجانبي ويتم وصفها لاحقًا. لا يتم تضمين الأوضاع العسكرية (أو IFF) الإضافية، والتي تم وصفها في تحديد الصديق أو العدو .

وضع	تباعد النبضات P1–P3	غاية
أ	8 ميكروثانية	هوية
ب	17 ميكروثانية	هوية
ج	21 ميكروثانية	ارتفاع
د	25 ميكروثانية	غير محدد
س	3.5 ميكروثانية	متعدد الأغراض

يؤدي استجواب الوضع A إلى استجابة مكونة من 12 نبضة، تشير إلى رقم هوية مرتبط بهذه الطائرة. يتم وضع نبضات البيانات الـ 12 بين نبضتين تأطيريتين، F1 وF2. لا يتم استخدام نبضة X. ينتج استجواب الوضع C استجابة مكونة من 11 نبضة (لا يتم استخدام النبضة D1)، تشير إلى ارتفاع الطائرة كما هو موضح بواسطة مقياس الارتفاع الخاص بها بزيادات قدرها 100 قدم. أعطى الوضع B استجابة مماثلة للوضع A وكان يستخدم في وقت ما في أستراليا. لم يتم استخدام الوضع D على الإطلاق في العمليات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

الوضع الجديد، الوضع S، له خصائص استجواب مختلفة. وهو يتألف من نبضات P1 وP2 من الحزمة الرئيسية للهوائي لضمان عدم استجابة أجهزة الإرسال والاستقبال من الوضع A والوضع C، تليها نبضة طويلة معدلة الطور. ^[7]

الهوائي الأرضي له اتجاهية عالية ولكن لا يمكن تصميمه بدون فصوص جانبية. يمكن للطائرة أيضًا اكتشاف الاستجوابات القادمة من هذه الفصوص الجانبية والرد عليها بشكل مناسب. ومع ذلك، لا يمكن التمييز بين هذه الردود والاستجابات المقصودة من الشعاع الرئيسي ويمكن أن تؤدي إلى إشارة خاطئة للطائرة عند اتجاه خاطئ. للتغلب على هذه المشكلة، يتم تزويد الهوائي الأرضي بشعاع ثانٍ، متعدد الاتجاهات بشكل أساسي، بمكسب يتجاوز مكسب الفصوص الجانبية ولكن ليس مكسب الشعاع الرئيسي. يتم إرسال نبضة ثالثة، P2، من هذا الشعاع الثاني بعد 2 ميكروثانية من P1. لا ترد الطائرة التي تكتشف P2 أقوى من P1 (لذلك في الفص الجانبي وعند اتجاه الفص الرئيسي غير الصحيح). ^[7]

تم وصف عدد من المشاكل في منشور منظمة الطيران المدني الدولي لعام 1983 بعنوان " النشرة الاستشارية لوضع رادار المراقبة الثانوي S" . ^[9]

على الرغم من أن 4096 رمز هوية مختلفًا متاحًا في وضع الرد A قد يبدو كافيًا، بمجرد حجز رموز معينة للطوارئ وغيرها من الأغراض، يتم تقليل العدد بشكل كبير. من الناحية المثالية، يجب أن تحتفظ الطائرة بنفس الرمز من الإقلاع حتى الهبوط حتى عند عبور الحدود الدولية، حيث يتم استخدامه في مركز مراقبة الحركة الجوية لعرض علامة نداء الطائرة باستخدام عملية تُعرف باسم تحويل الرمز / علامة النداء. من الواضح أنه لا ينبغي إعطاء نفس رمز الوضع A لطائرتين في نفس الوقت حيث يمكن إعطاء المراقب على الأرض علامة نداء خاطئة للتواصل مع الطائرة. ^[7]

يوفر وضع الرد C زيادات في الارتفاع بمقدار 100 قدم، وهو ما كان كافياً في البداية لمراقبة الطائرات التي تفصل بينها مسافة لا تقل عن 1000 قدم. ومع ذلك، ومع ازدحام المجال الجوي بشكل متزايد، أصبح من المهم مراقبة ما إذا كانت الطائرات لا تتحرك خارج مستوى الطيران المخصص لها. يمكن أن يتجاوز التغيير الطفيف لبضعة أقدام عتبة معينة ويُشار إليه باعتباره الزيادة التالية للأعلى وتغييرًا بمقدار 100 قدم. كانت الزيادات الأصغر مرغوبة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

نظرًا لأن جميع الطائرات ترد على نفس التردد 1090 ميجا هرتز، فإن المحطة الأرضية ستستقبل أيضًا ردود الطائرات الصادرة عن ردود لمحطات أرضية أخرى. تُعرف هذه الردود غير المرغوب فيها باسم FRUIT (الردود الخاطئة غير المتزامنة مع عمليات إرسال المحقق أو بدلاً من ذلك الردود الخاطئة غير المتزامنة في الوقت). يمكن أن تتحد عدة ردود FRUIT متتالية وتبدو وكأنها تشير إلى طائرة غير موجودة. ومع توسع النقل الجوي واحتلال المزيد من الطائرات للمجال الجوي، ستزداد أيضًا كمية FRUIT الناتجة. ^[9]

قد تتداخل ردود FRUIT مع الردود المطلوبة في جهاز استقبال أرضي، مما يتسبب في حدوث أخطاء في استخراج البيانات المضمنة. الحل هو زيادة معدل الاستجواب لتلقي المزيد من الردود، على أمل أن تكون بعضها خالية من التداخل. هذه العملية تؤدي إلى هزيمة نفسها حيث أن زيادة معدل الرد لا يؤدي إلا إلى زيادة التداخل مع المستخدمين الآخرين والعكس صحيح. ^[9]

إذا تقاطع مساران لطائرتين ضمن مسافة ميلين تقريبًا من المحقق الأرضي، فسوف تتداخل ردودهما وسيؤدي التداخل الناتج إلى صعوبة اكتشافهما. وعادةً ما يفقد المراقب الطائرات ذات المدى الأطول، تمامًا عندما يكون المراقب مهتمًا بمراقبتها عن كثب. ^[9]

بينما ترد الطائرة على استجواب أرضي واحد، فإنها لا تستطيع الرد على استجواب آخر، مما يقلل من كفاءة الكشف. بالنسبة للاستجواب من النمط A أو C، قد يستغرق رد جهاز الاستجابة ما يصل إلى 120 ميكروثانية قبل أن يتمكن من الرد على استجواب آخر. ^[9]

يتمتع هوائي الأرض بعرض شعاع أفقي نموذجي يبلغ 3 ديسيبل و2.5 درجة، مما يحد من الدقة في تحديد اتجاه الطائرة. يمكن تحسين الدقة من خلال إجراء العديد من الاستجوابات أثناء مسح شعاع الهوائي للطائرة ويمكن الحصول على تقدير أفضل من خلال ملاحظة مكان بدء الردود ومكان توقفها، مع اعتبار مركز الردود هو اتجاه الطائرة. يُعرف هذا باسم عملية النافذة المنزلقة. ^[1]

استخدم النظام المبكر هوائيًا يُعرف باسم hogtrough . يتميز هذا الهوائي ببعد أفقي كبير لإنتاج شعاع أفقي ضيق وبُعد رأسي صغير لتوفير التغطية من بالقرب من الأفق إلى ما يقرب من الأعلى. كانت هناك مشكلتان في هذا الهوائي. أولاً، يتم توجيه ما يقرب من نصف الطاقة إلى الأرض حيث تنعكس مرة أخرى، وتتداخل مع الطاقة الصاعدة مما يتسبب في حدوث فراغات عميقة عند زوايا ارتفاع معينة وفقدان الاتصال بالطائرة. ثانيًا، إذا كانت الأرض المحيطة مائلة، فإن الطاقة المنعكسة تكون مائلة جزئيًا أفقيًا، مما يؤدي إلى تشويه شكل الشعاع والاتجاه المشار إليه للطائرة. كان هذا مهمًا بشكل خاص في نظام أحادي النبضة مع دقة قياس الاتجاه المحسنة كثيرًا. ^[10]

تم التعرف على العيوب في الوضعين A و C في وقت مبكر جدًا من استخدام SSR وفي عام 1967 نشر Ullyatt ورقة بحثية ^[11] وفي عام 1969 ورقة موسعة، ^[12] اقترحت تحسينات على SSR لمعالجة المشكلات. كان جوهر المقترحات هو تنسيقات الاستجواب والرد الجديدة. كان من المقرر تضمين هوية الطائرة وارتفاعها في الرد الواحد حتى لا تكون هناك حاجة إلى مقارنة عنصري البيانات. للحماية من الأخطاء، تم اقتراح نظام تكافؤ بسيط - انظر رادار المراقبة الثانوي - اليوم وغدًا . ^[13] سيتم استخدام النبضة الأحادية لتحديد اتجاه الطائرة وبالتالي تقليل عدد الاستجوابات / الردود لكل طائرة إلى واحد في كل مسح للهوائي. علاوة على ذلك، سيتم سبق كل استجواب بنبضات شعاع رئيسي P1 و P2 مفصولة بـ 2 ميكروثانية بحيث تأخذها أجهزة الاستجابة العاملة على الوضعين A و C على أنها قادمة من الفص الجانبي للهوائي ولا ترد ولا تسبب ثمارًا غير ضرورية. ^[12]

كانت إدارة الطيران الفيدرالية تفكر في مشاكل مماثلة ولكنها افترضت أن زوجًا جديدًا من الترددات سيكون مطلوبًا. أظهر أوليات أنه يمكن الاحتفاظ بترددات 1030 ميجا هرتز و 1090 ميجا هرتز الحالية ويمكن استخدام المحققين الأرضيين والمستجيبين الجويين الحاليين، مع التعديلات المناسبة. كانت النتيجة مذكرة تفاهم بين الولايات المتحدة والمملكة المتحدة لتطوير نظام مشترك. في الولايات المتحدة، أطلق على البرنامج اسم DABS (نظام منارات العناوين المنفصلة)، وفي المملكة المتحدة Adsel (انتقائي العناوين). ^[14]

كان استخدام النبضة الأحادية، والتي تعني نبضة واحدة، في أنظمة التتبع والمتابعة العسكرية حيث يتم توجيه الهوائي لمتابعة هدف معين من خلال إبقاء الهدف في منتصف الشعاع. اقترح أوليات استخدام شعاع يدور باستمرار مع إجراء قياس المحمل أينما قد تصل النبضة في الشعاع. ^[15]

لقد تعاقدت إدارة الطيران الفيدرالية مع مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتطوير النظام بشكل أكبر، وقد أصدر المختبر سلسلة من تقارير مراقبة الحركة الجوية التي تحدد جميع جوانب التطوير المشترك الجديد. ^[16] وقد أضيف إلى مفهوم أوليات استخدام نظام تكافؤ أقوى مكون من 24 بتًا باستخدام رمز التكرار الدوري ، والذي لم يضمن دقة البيانات المستلمة فقط دون الحاجة إلى التكرار، بل سمح أيضًا بتصحيح الأخطاء الناجمة عن رد FRUIT المتداخل. يتألف رمز هوية الطائرة المقترح من 24 بتًا مع 16 مليون تبديل. وقد سمح هذا بتعيين عنوان فريد لكل طائرة. يتم تخصيص كتل من العناوين لبلدان مختلفة ^[17] وتخصيصها أيضًا لشركات طيران معينة حتى يتمكن العنوان من التعرف عليها بسهولة أيضًا. قدم تقرير مختبر لينكولن ATC 42 بعنوان Mode S Beacon System: Functional Description تفاصيل حول النظام الجديد المقترح. ^[18]

وقد أعلنت الدولتان عن نتائج تطويرهما في ورقة مشتركة بعنوان ADSEL/DABS – A Selective Address Secondary Surveillance Radar . ^[14] وقد تبع ذلك مؤتمر عقد في مقر منظمة الطيران المدني الدولي في مونتريال، حيث نجح اختبار استجواب منخفض الطاقة أجراه مختبر لينكولن في التواصل مع جهاز إرسال واستقبال SSR تجاري مطور من تصنيع المملكة المتحدة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

كان الشيء الوحيد المطلوب هو اسم دولي. لقد تم عمل الكثير من أجل الميزات الجديدة المقترحة ولكن أجهزة استجواب SSR الأرضية الحالية ستظل مستخدمة، وإن كان ذلك مع تعديل، وأجهزة إرسال واستقبال الطائرات الحالية، مرة أخرى مع تعديل. كانت أفضل طريقة لإظهار أن هذا كان تطورًا وليس ثورة هي الاستمرار في تسميته SSR ولكن بحرف وضع جديد. كان الوضع S هو الخيار الواضح، حيث يرمز الحرف S إلى select. في عام 1983، أصدرت منظمة الطيران المدني الدولي نشرة استشارية تصف النظام الجديد. ^[9]

كانت المشكلة في الهوائي القياسي الحالي "hogtrough" ناجمة عن الطاقة المشعة نحو الأرض، والتي تنعكس لأعلى وتتداخل مع الطاقة الموجهة لأعلى. وكان الحل هو تشكيل الشعاع الرأسي. وهذا استلزم وجود مجموعة ثنائية القطب رأسية يتم تغذيتها بشكل مناسب لإنتاج الشكل المطلوب. وقد تبين أن البعد الرأسي الذي يبلغ خمسة أقدام هو الأمثل وأصبح المعيار الدولي. ^[10]

كان المقصود من نظام Mode S أن يعمل باستجابة واحدة فقط من الطائرة، وهو النظام المعروف باسم monopulse. يوضح الرسم التخطيطي المصاحب شعاعًا رئيسيًا تقليديًا أو "مجموعًا" لهوائي SSR تمت إضافة شعاع "فرق" إليه. لإنتاج شعاع المجموع، يتم توزيع الإشارة أفقيًا عبر فتحة الهوائي. ينقسم نظام التغذية هذا إلى نصفين متساويين ويتم جمع الجزأين مرة أخرى لإنتاج شعاع المجموع الأصلي. ومع ذلك، يتم طرح النصفين أيضًا لإنتاج خرج فرق. ستنتج الإشارة التي تصل بشكل عمودي تمامًا، أو خط الرؤية، إلى الهوائي خرجًا أقصى في شعاع المجموع ولكن إشارة صفرية في شعاع الفرق. بعيدًا عن خط الرؤية، ستكون الإشارة في شعاع المجموع أقل ولكن ستكون هناك إشارة غير صفرية في شعاع الفرق. يمكن تحديد زاوية وصول الإشارة عن طريق قياس نسبة الإشارات بين شعاعي المجموع والفرق. يمكن حل الغموض حول خط الرؤية حيث يوجد تغير طور بمقدار 180 درجة في إشارة الفرق على جانبي خط الرؤية. يمكن إجراء قياسات المحمل على نبضة واحدة، ومن ثم نبضة واحدة، ولكن يمكن تحسين الدقة من خلال حساب متوسط ​​القياسات التي تم إجراؤها على العديد من النبضات أو جميعها الواردة في رد من طائرة. تم تطوير جهاز استقبال أحادي النبض ^[15] في وقت مبكر من برنامج Adsel في المملكة المتحدة ولا يزال هذا التصميم مستخدمًا على نطاق واسع. تم تصميم نبضات الرد من الوضع S بشكل متعمد لتكون مشابهة لردود الوضع A و C بحيث يمكن استخدام نفس جهاز الاستقبال لتوفير قياس محمل محسن لنظام SSR من الوضع A و C مع ميزة أنه يمكن تقليل معدل الاستجواب بشكل كبير وبالتالي تقليل التداخل الذي يحدث لمستخدمين آخرين للنظام. ^[19]

استغل مختبر لينكولن توافر قياس محمل منفصل لكل نبضة رد للتغلب على بعض مشاكل التشويش حيث تتداخل إجابتان مما يجعل ربط النبضات بالإجابتين أمرًا ممكنًا. نظرًا لأن كل نبضة مُسمَّاة بشكل منفصل بالاتجاه، يمكن استخدام هذه المعلومات لفك تشفير إجابتين متداخلتين من الوضع A أو C. يتم تقديم العملية في ATC-65 "وضع ATCRBS لـ DABS". ^[20] يمكن اتباع النهج بشكل أكبر من خلال قياس قوة كل نبضة رد واستخدام ذلك كمميز أيضًا. ^[1] يقارن الجدول التالي أداء SSR التقليدي وSSR أحادي النبضة (MSSR) والوضع S. ^[19]

	SSR القياسية	نبضة أحادية SSR	الوضع س
الردود لكل مسح	20–30	4-8	1
دقة المدى	230 متر مربع	13 م rms	7 م rms
دقة المحمل	0.08 درجة جذر متوسط ​​التربيع	0.04 درجة جذر متوسط ​​التربيع	0.04 درجة جذر متوسط ​​التربيع
دقة الارتفاع	100 قدم (30 متر)	100 قدم	25 قدم (7.6 متر)
مقاومة التشويش	فقير	جيد	أفضل
سعة البيانات (الارتباط الصاعد)	0	0	56 – 1280 بت
سعة البيانات (الارتباط الهابط)	23 بت	23 بت	56 – 1280 بت
تبديلات الهوية	4,096	4,096	16 مليون

حلت MSSR محل معظم SSRs الموجودة بحلول تسعينيات القرن العشرين، ووفرت دقتها تقليلًا للحد الأدنى للفصل في مراقبة الحركة الجوية أثناء الطريق من 10 أميال بحرية (19 كم؛ 12 ميلًا) إلى 5 أميال بحرية (9.3 كم؛ 5.8 ميلًا) ^[21]

لقد حلت MSSR العديد من مشاكل نظام SSR، حيث كانت التغييرات في النظام الأرضي فقط مطلوبة. ولم تتأثر أجهزة الإرسال والاستقبال الموجودة المثبتة في الطائرات. مما لا شك فيه أن هذا أدى إلى تأخير الوضع S. ^[16]

تم تقديم وصف أكثر تفصيلاً للوضع S في منشور Eurocontrol بعنوان مبادئ الوضع S ورموز المحققين ^[8] والدورية الاستشارية للوضع S للرادار الثانوي للمراقبة 174-AN/110 الصادرة عن منظمة الطيران المدني الدولي . ^[9] تم تخصيص 16 مليون تبديل لرموز عناوين الطائرات المكونة من 24 بت في كتل لحالات فردية وتم تحديد التعيين في الملحق 10 من منظمة الطيران المدني الدولي، المجلد الثالث، الفصل 9. ^[17]

يشتمل استجواب الوضع S على نبضتين بعرض 0.8 ميكروثانية، ^[18] يتم تفسيرهما بواسطة جهاز إرسال واستقبال الوضع A & C على أنهما قادمتان من الفص الجانبي للهوائي وبالتالي لا يلزم الرد. يتم تعديل النبضة الطويلة P6 التالية بالطور مع عكس الطور الأول، بعد 1.25 ميكروثانية، لمزامنة كاشف طور جهاز الإرسال والاستقبال. تشير عمليات عكس الطور اللاحقة إلى بت بيانات بقيمة 1، مع عدم وجود عكس طور يشير إلى بت بقيمة 0. يوفر هذا الشكل من التعديل بعض المقاومة للتلف بواسطة نبضة متداخلة عرضية من جهاز استجواب أرضي آخر. قد يكون الاستجواب قصيرًا مع P6 = 16.125 ميكروثانية، يستخدم بشكل أساسي للحصول على تحديث للموقع، أو طويلًا، P6 = 30.25 ميكروثانية، إذا تم تضمين 56 بت بيانات إضافية. تحتوي البتات الـ 24 الأخيرة على كل من التكافؤ وعنوان الطائرة. عند تلقي الاستجواب، ستقوم الطائرة بفك تشفير البيانات وحساب التكافؤ. إذا لم يكن الباقي هو عنوان الطائرة، فإما أن الاستجواب لم يكن مخصصًا لها أو أنه تم إفساده. في كلتا الحالتين، لن ترد. إذا كانت المحطة الأرضية تتوقع ردًا ولم تتلق أي رد، فستقوم بإعادة الاستجواب. ^[9]

تتكون استجابة الطائرة ^[18] من مقدمة مكونة من أربع نبضات متباعدة بحيث لا يمكن تكوينها بشكل خاطئ من ردود متداخلة من الوضع A أو C. تحتوي النبضات المتبقية على بيانات باستخدام تعديل سعة موضع النبضة . يتم تقسيم كل فترة زمنية مقدارها 1 ميكروثانية إلى قسمين. إذا احتلت نبضة مقدارها 0.5 ميكروثانية النصف الأول ولم يكن هناك نبضة في النصف الثاني، فسيتم الإشارة إلى 1 ثنائي. إذا كان العكس، فإنه يمثل 0 ثنائي. في الواقع، يتم إرسال البيانات مرتين، المرة الثانية في شكل معكوس. هذا التنسيق مقاوم جدًا للخطأ بسبب الرد المشوه من طائرة أخرى. للتسبب في خطأ فادح، يجب إلغاء نبضة واحدة وإدخال نبضة ثانية في النصف الآخر من فترة البت. من المرجح أن يكون كلا النصفين مشوشين ويتم وضع علامة على البت المشفر على أنه "ثقة منخفضة". ^[20]

تحتوي الإجابة أيضًا على التكافؤ والعنوان في البتات الـ 24 الأخيرة. تتبع المحطة الأرضية الطائرة وتستخدم الموضع المتوقع للإشارة إلى مدى واتجاه الطائرة حتى تتمكن من الاستجواب مرة أخرى والحصول على تحديث لموقعها. إذا كانت تتوقع ردًا وإذا تلقت ردًا، فإنها تتحقق من الباقي من فحص التكافؤ مقابل عنوان الطائرة المتوقعة. إذا لم يكن هو نفسه، فإما أن تكون الطائرة خاطئة ويجب إعادة الاستجواب، أو أن الرد قد تعرض للتلف بسبب التداخل بسبب تشويهه بواسطة رد آخر. يتمتع نظام التكافؤ بالقدرة على تصحيح الأخطاء طالما أنها لا تتجاوز 24 ميكروثانية، والتي تشمل مدة رد الوضع A أو C، وهو المصدر الأكثر توقعًا للتداخل في الأيام الأولى من الوضع S. تحتوي النبضات في الرد على قياسات زاوية أحادية النبضة الفردية المتاحة، وفي بعض التنفيذات أيضًا قياسات قوة الإشارة، والتي يمكن أن تشير إلى بتات غير متسقة مع غالبية البتات الأخرى، وبالتالي تشير إلى تلف محتمل. يتم إجراء الاختبار عن طريق عكس حالة بعض أو كل هذه البتات (تغيير 0 إلى 1 أو العكس) وإذا نجح فحص التكافؤ الآن، تصبح التغييرات دائمة ويتم قبول الرد. إذا فشل، يلزم إعادة الاستجواب. ^[9]

يعمل الوضع S على مبدأ توجيه الاستجوابات إلى طائرة محددة باستخدام عنوان الطائرة الفريد. وينتج عن هذا رد واحد مع تحديد مدى الطائرة من خلال الوقت المستغرق لتلقي الرد ونبضة واحدة توفر قياسًا دقيقًا للاتجاه. ومن أجل استجواب طائرة ما، يجب معرفة عنوانها. ولتلبية هذا المتطلب، يبث المحقق الأرضي أيضًا استجوابات All-Call، والتي تأتي في شكلين. ^[9]

في أحد الأشكال، يبدو وضع A/C/S All-Call مثل استجواب الوضع A أو C التقليدي في البداية وسيبدأ جهاز الإرسال والاستقبال عملية الرد عند استلام النبضة P3. ومع ذلك، سيوقف جهاز الإرسال والاستقبال في وضع S هذا الإجراء عند اكتشاف النبضة P4، ويستجيب بدلاً من ذلك برد قصير من وضع S يحتوي على عنوانه المكون من 24 بت. هذا الشكل من استجواب All-Call لا يستخدم كثيرًا الآن لأنه سيستمر في الحصول على ردود من الطائرات المعروفة بالفعل ويؤدي إلى تداخل غير ضروري. يستخدم الشكل البديل من All-Call استجوابًا قصيرًا من وضع S مع كتلة بيانات 16.125 ميكروثانية. يمكن أن يتضمن هذا إشارة إلى أن المحقق يرسل All-Call مع الطلب بأنه إذا كانت الطائرة قد ردت بالفعل على هذا المحقق فلا ترد مرة أخرى لأن الطائرة معروفة بالفعل والرد غير ضروري. ^[9]

يمكن أن يأخذ استجواب الوضع S ثلاثة أشكال:

اسم	استمارة	يستخدم
مراقبة	قصير	تحديث الموقف
فاصلة	طويل	يحتوي على 56 بت بيانات
كوم-سي	طويل	ما يصل إلى 16 استجوابًا طويلًا مترابطة معًا لنقل ما يصل إلى 1280 بت

تشير البتات الخمسة الأولى، المعروفة بحقل الارتباط الصاعد (UF) في كتلة البيانات، إلى نوع الاستجواب. أما البتات الأربع والعشرون الأخيرة في كل حالة فهي عبارة عن عنوان الطائرة والتكافؤ. لم يتم تخصيص كل التباديل بعد، ولكن تلك التي تم تخصيصها موضحة: ^[9]

مجال الربط الصاعد (UF)		طلب
ثنائي	عشري
00000	0	المراقبة الجوية القصيرة (TCAS)
00100	4	المراقبة وطلب الارتفاع
00101	5	المراقبة، طلب هوية الوضع أ
01011	11	الوضع S فقط All-Call
10000	16	المراقبة الجوية الطويلة (TCAS)
10100	20	Comm-A بما في ذلك طلب الارتفاع
10101	21	Comm-A بما في ذلك طلب هوية الوضع A
11000	24	Comm-C (رسالة ذات طول ممتد)

وبالمثل، يمكن أن تأخذ إجابة الوضع S ثلاثة أشكال: ^[9]

اسم	استمارة	يستخدم
مراقبة	قصير	تحديث الموقف
كوم-ب	طويل	يحتوي على 56 بت بيانات
كوم-د	طويل	ما يصل إلى 16 استجوابًا طويلًا مترابطة معًا لنقل ما يصل إلى 1280 بت

تشير البتات الخمسة الأولى، المعروفة بحقل الارتباط الهابط (DF) في كتلة البيانات، إلى نوع الرد. أما البتات الأربع والعشرون الأخيرة في كل حالة فهي عبارة عن عنوان الطائرة والتكافؤ. وقد تم تخصيص أحد عشر تبديلاً. ^[9]

مجال الارتباط الهابط (DF)		طلب
ثنائي	عشري
00000	0	المراقبة الجوية القصيرة (TCAS)
00100	4	المراقبة، الرد على الارتفاع
00101	5	المراقبة، الرد على الهوية في الوضع أ
01011	11	الرد الشامل الذي يحتوي على عنوان الطائرة
10000	16	المراقبة الجوية الطويلة (TCAS)
10001	17	قذف ممتد
10010	18	تيس-بي
10011	19	قاذفة عسكرية ممتدة
10100	20	الرد على Comm-B بما في ذلك الارتفاع
10101	21	رد Comm-B بما في ذلك هوية الوضع A
10110	22	الاستخدام العسكري
11000	24	ما يصل إلى 16 ردًا طويلًا مترابطًا معًا لنقل ما يصل إلى 1280 بت

تم تجهيز جهاز إرسال واستقبال مجهز لإرسال ردود Comm-B بـ 256 سجل بيانات كل منها 56 بت. يتم ملء محتويات هذه السجلات وصيانتها من مصادر البيانات الموجودة على متن الطائرة. إذا كان النظام الأرضي يتطلب هذه البيانات، فإنه يطلبها من خلال استجواب المراقبة أو Comm-A. ^[9]

يسرد الفصل الخامس من المجلد الثالث من الملحق العاشر لمنظمة الطيران المدني الدولي محتويات جميع السجلات المخصصة حاليًا. ويتطلب الاستخدام التشغيلي الحالي عددًا أقل من السجلات. ^{[22] [23]} وهناك سجلات أخرى مخصصة للاستخدام مع نظام التحكم في TCAS ونظام ADS-B. وتكون أرقام محدد بيانات Comm-B (BDS) بالصيغة السداسية عشرية.

يسجل	بيانات
بي دي اس 6,0	العنوان المغناطيسي
بي دي اس 6,0	السرعة الجوية المشار إليها
بي دي اس 6,0	رقم ماخ
بي دي اس 6,0	المعدل العمودي
بي دي اس 5,0	زاوية اللفة
بي دي اس 5,0	معدل زاوية المسار
بي دي اس 5,0	زاوية المسار الحقيقية
بي دي اس 5,0	سرعة الأرض
بي دي اس 4,0	القصد العمودي المحدد

بدءًا من عام 2009، حددت منظمة الطيران المدني الدولي نمط تشغيل " الرسائل المتدفقة الممتدة"؛ ^[24] وهو يكمل المتطلبات الواردة في الملحق العاشر لمنظمة الطيران المدني الدولي، المجلدان الثالث والرابع. حددت الطبعة الأولى الإصدارات السابقة من رسائل الرسائل المتدفقة الممتدة:

الإصدار 0

يمتد الوضع S للتعامل مع تبادلات ADS-B الأساسية، لإضافة معلومات تنسيق بث معلومات المرور (TIS-B)، بالإضافة إلى معلومات بروتوكول البث للارتباط الصاعد والهابط.

الإصدار 1

يصف بشكل أفضل معلومات دقة المراقبة وسلامتها (فئة دقة الملاحة، وفئة سلامة الملاحة، ومستوى سلامة المراقبة)، والمعلمات الإضافية لإعادة بث TIS-B و ADS-B (ADS-R).

الإصدار 2

قدمت الطبعة الثانية نسخة جديدة من تنسيقات وبروتوكولات Squitter الموسعة لـ: ^[25]

• تعزيز النزاهة والدقة في إعداد التقارير
• إضافة عدد من المعلمات الإضافية لدعم الاحتياجات التشغيلية المحددة لاستخدام ADS-B غير المشمولة بالإصدار 1 (بما في ذلك القدرات لدعم تطبيقات سطح المطار)
• تعديل العديد من المعلمات، وإزالة عدد من المعلمات، والتي لم تعد مطلوبة لدعم تطبيقات ADS-B

• نظام إشارات الرادار لمراقبة الحركة الجوية ، وصف شامل
• المراقبة التلقائية التابعة للبث ، وتعزيز الطيران الحر
• نظام تجنب الاصطدام المروري
• نظام الهبوط المرسل
• كود جيلهام

مواصفات الصناعة

• الملحق 10 - المجلد الرابع - رادارات المراقبة وأنظمة تجنب الاصطدام محفوظ في 2014-05-06 على موقع واي باك مشين ؛ الطبعة الرابعة؛ منظمة الطيران المدني الدولي؛ 280 صفحة؛ 2007.
• DO-181E معايير الأداء التشغيلي الأدنى لمعدات ATCRBS / Mode S المحمولة جواً؛ المراجعة E؛ RTCA؛ 2011.

• نظام التحكم المتقدم في حركة السطح والأرض (A-SMGCS) من يوروكونترول
• الصفحة الرئيسية لمرجع Eurocontrol Mode S
• أساسيات الرادار
• "ATCRBS" مقالة طيران عام 1961 حول SSR