نظام الهبوط عبر جهاز الإرسال والاستقبال

نظام الهبوط باستخدام جهاز الإرسال والاستقبال ( TLS ) هو نظام هبوط دقيق يعمل في جميع الأحوال الجوية، ويستخدم جهاز الإرسال والاستقبال المحمول جواً ومعدات نظام الهبوط الآلي (ILS) لإنشاء مسار هبوط دقيق في موقع لا يتوفر فيه نظام الهبوط الآلي (ILS) عادةً.

تبث أنظمة الهبوط الآلي التقليدية باستخدام عدد من الهوائيات ذات الغرض الواحد. تتكون مصفوفة الهوائيات الموضعية من 8 إلى 14 عنصرًا هوائيًا أو أكثر، وتقع عادةً على بُعد 2000 قدم أو أكثر من عتبة الاقتراب من المدرج، والتي غالبًا ما تكون بعد نهاية المدرج عند نقطة الإقلاع، وتوفر إشارة على شكل مروحة لتحديد اتجاه السمت (من جانب إلى آخر). أما مصفوفة الهوائيات الأخرى فتقع بجانب المدرج وتوفر بيانات الارتفاع لتحديد مسار الانزلاق القياسي. يُعد تركيب هذه المجموعة المعقدة من الهوائيات وصيانتها مكلفًا، وغالبًا ما يصعب تحديد مواقعها في المناطق ذات التضاريس الوعرة أو العوائق التي قد تتداخل مع إشارات التوجيه.

يقوم نظام TLS باستجواب أجهزة الإرسال والاستقبال لجميع الطائرات ضمن نطاق 190 كم (100 ميل بحري) . بعد تلقي الرد، يحدد نظام TLS موقع الطائرة باستخدام ثلاث مجموعات من مصفوفات الهوائيات: الأولى لتحديد الموقع الأفقي باستخدام تقنيات النبضة الأحادية ، والثانية لتحديد الموقع الرأسي باستخدام تقنية النبضة الأحادية ^{[ 1 ]} ، والثالثة لتحديد الموقع بالتثليث . ثم يحسب نظام TLS موقع جميع الطائرات باستخدام ردود أجهزة الإرسال والاستقبال، ويحوله إلى توجيه فوري للطائرة المصرح لها بالاقتراب بناءً على موقعها بالنسبة لمسار الاقتراب المطلوب. تُعرض مسارات مواقع جميع الطائرات ضمن نطاق خدمة TLS على شاشة مراقبة الحركة الجوية، على غرار رادار المراقبة الثانوي، ولكن بمعدل تحديث أعلى ودقة أكبر. بالنسبة للطائرة التي تُجري اقترابًا آليًا، يُرسل نظام TLS إشارات توجيه أفقية ورأسية إلى مستقبل نظام الهبوط الآلي (ILS) وإلكترونيات قمرة القيادة، وهي إشارات مطابقة لتلك الخاصة بنظام ILS. وبالتالي، ستظهر الإشارات وكأنها تنبعث من مواقع ثابتة حيث تُركّب عادةً هوائيات نظام ILS. مع ذلك، لا يعتمد توجيه نظام الهبوط الآلي (TLS) على موقع الهوائي، إذ يمكن للنظام توفير التوجيه من "نقاط انبعاث افتراضية" قد تتواجد في أي مكان حسب متطلبات إجراءات الاقتراب الآلي، ويتم ضبطها مسبقًا في برنامج النظام. يتيح هذا للنظام دعم إجراءات اقتراب متعددة في مطار معين، بما في ذلك زوايا انحدار أكثر حدة للطائرات ذات الأجنحة الدوارة أو زيادة مسافة الخلوص من العوائق، وذلك من خلال نظام واحد متكامل مثبت بجوار عتبة المدرج. كما يُصدر النظام إشارات صوتية شبيهة بمنارات تحديد المواقع للإشارة إلى المسافة من المدرج، دون الحاجة إلى معدات مادية. كل ما على الطيار فعله هو اتباع بروتوكولات مراقبة الحركة الجوية نفسها المطلوبة للاقتراب الآلي التقليدي. يمكن عرض أي طائرة تُجري اقترابًا من نوع PAR على شاشة نظام الهبوط الآلي، حيث تعرض السمت والارتفاع . ويمكن عرض ما يصل إلى أربع طائرات مختلفة بشكل مستقل على أربع شاشات منفصلة لمساعدة مراقبي الاقتراب من نوع PAR في عمليات الاقتراب الصوتي. 

صُمم نظام الهبوط الأرضي (TLS) ليتم تركيبه في المطارات التي يتعذر فيها تشغيل نظام الهبوط الآلي التقليدي (ILS) عمليًا أو عمليًا، أو حيث يكون الاعتماد على الملاحة عبر الأقمار الصناعية غير موثوق. يشمل ذلك المدارج القصيرة، أو تلك التي تحتوي على عوائق أو تضاريس غير مستوية على طول مسار الهبوط أو بالقرب منه، أو تلك التي تعاني من قيود مائية أو عقارية عند طرفيها. كما يشمل أيضًا المطارات الواقعة في الدائرة القطبية الشمالية أو بالقرب من خط الاستواء حيث تتأثر الملاحة عبر الأقمار الصناعية سلبًا بسبب ظروف الغلاف الأيوني. يعمل نظام الهبوط الأرضي (TLS) دون الاعتماد على الملاحة عبر الأقمار الصناعية، وبالتالي فهو محصن ضد أي انقطاع أو اختراق متعمد أو غير متعمد للاتصالات عبر الأقمار الصناعية. يُعد نظام الهبوط الأرضي (TLS) نظام مراقبة وتتبع نشط، وتُبرمج إجراءات الهبوط الخاصة به برمجيًا بدلًا من الاعتماد على مواقع الهوائيات الفعلية، مما يجعل معايير اختيار موقعه مرنة، ويمكن وضع النظام بأكمله في مساحة صغيرة بجوار عتبة المدرج، ويعمل بمصدر طاقة واحد. يمكن أيضًا تصميم مناهج TLS باستخدام معايير ILS أو GLS أو RNP أو أي مزيج منها، وبالتالي ستدعم المناهج المنحنية والمجزأة غير الممكنة مع ILS التقليدي.

حصل نظام TLS على شهادة اعتماد من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) لاستخدامه في أنظمة الهبوط الآلي من الفئة الأولى (Cat.I ILS) منذ عام 1998، ويحدد الأمر رقم 8200.27 الصادر عن إدارة الطيران الفيدرالية إجراءات فحص الطيران لأنظمة TLS. كما يستوفي نظام TLS جميع مواصفات الأداء لمنظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) لأنظمة الهبوط الآلي من الفئة الأولى (Cat.I ILS).

من أهم مزايا نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية (TLS) قدرته على توفير توجيه دقيق لنظام الهبوط الآلي (ILS) في المناطق المنحدرة أو غير المستوية. إذ يمكن أن تتسبب الانعكاسات في مسار انزلاق غير منتظم لنظام ILS، مما يؤدي إلى انحرافات غير مرغوب فيها في مؤشر النظام. إضافةً إلى ذلك، ولأن إشارات ILS موجهة في اتجاه واحد فقط بحسب موقع المصفوفات، فإن نظام ILS يدعم فقط عمليات الهبوط المباشر. بينما يدعم نظام TLS الهبوط فوق التضاريس الوعرة، ويتيح إمكانية تعديل خط مركز الهبوط.

في نظام الهبوط الآلي (TLS)، يمكن تحديد عرض مسار جهاز تحديد الموقع عند عتبة المدرج (عادةً 700 قدم و5 درجات) بغض النظر عن طول المدرج. ويمكن لمصمم الاقتراب تحديد خصائص عرض جهاز تحديد الموقع، بينما في نظام الهبوط الآلي (ILS)، يتحدد عرض جهاز تحديد الموقع بموقع هوائي جهاز تحديد الموقع، والذي عادةً ما يكون نتيجة لطول المدرج.

بالنسبة للمستخدمين العسكريين، يوفر نظام TLS أيضًا عرضًا بيانيًا لرادار الاقتراب الدقيق (PAR) لموقع الطائرة مقارنةً بمسار الاقتراب المطلوب، وذلك لتمكين مشغل رادار الاقتراب الدقيق من تقديم توجيهات صوتية للطيار. ^{[ 2 ]} نظرًا لأن نظام TLS يعمل باستخدام نطاق الترددات البعيدة المدى لرادار SSR (1030/1090 ميجاهرتز )، فإنه لا يتأثر بتلاشي الإشارة بسبب المطر كما هو الحال في رادار الاقتراب الدقيق التقليدي الذي يستخدم الرادار الأساسي. أما في رادار الاقتراب الدقيق التقليدي، فتعتمد القدرة على تتبع موقع الطائرة على المقطع العرضي الراداري للطائرة .

يعتمد نظام TLS على تحديد المواقع عبر أجهزة الإرسال والاستقبال ، وبالتالي يتتبع جميع الطائرات التي تستجيب للاستجوابات. ويمتد نطاق تغطية نظام TLS للمراقبة عبر الهوائيات متعددة الاتجاهات إلى 100 ميل بحري. ^{[ 2 ]}

يعمل نظام الهبوط الآلي (TLS) باستخدام معدات محمولة جواً شائعة الاستخدام في صناعة الطيران. يستخدم TLS جهاز الإرسال والاستقبال من نوع Mode 3/A/C/S لتحديد موقع الطائرة، ثم يرسل الإشارة الصحيحة على نفس الترددات المستخدمة في نظام الهبوط الآلي الحالي (ILS). كل ما على الطيار فعله هو انتظار تصريح من مراقبة الحركة الجوية (ATC) للهبوط باستخدام TLS، ثم ضبط جهاز استقبال ILS على التردد المناسب. يستخدم TLS معدات موجودة بالفعل في معظم الطائرات.

يحاكي نظام TLS إشارة ILS خاصة بموقع طائرة واحدة على تردد ILS محدد. يستطيع النظام توجيه أربع طائرات في وقت واحد على ترددات منفصلة، ​​ولكن فقط الطائرات الحاصلة على تصريح صحيح للهبوط باستخدام TLS ستتلقى التوجيه الصحيح. أما الطائرات الأخرى التي تضبط تردد TLS بشكل خاطئ دون تصريح، فلن تتلقى التوجيه الصحيح. من الناحية التشغيلية، لا يختلف هذا النظام عن أنظمة ILS التقليدية من وجهة نظر الطيار. مع ذلك، يتطلب نظام TLS وجود مشغل بشري لتحديد موقع الطائرة على شاشة النظام وتوجيه النظام لتوفير التوجيه بناءً على رمز جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بها، لذا يوجد اختلاف تشغيلي من وجهة نظر مراقبة الحركة الجوية.

يتوفر نظام TLS بعدة تكوينات قابلة للنقل لنشره بسرعة في التطبيقات الدفاعية أو غيرها من التطبيقات المؤقتة. يمكن نقل النظام بأكمله في حاوية Conex قياسية بطول 20 قدمًا، والتي يمكن استخدامها أيضًا كمركز عمليات، أو على منصة نقالة رئيسية واحدة من طراز 463L . يمكن نقل النظام بالشاحنات أو السفن أو أي طائرة نقل مناسبة مثل C-130 أو C-17 ، كما يمكن نقله جوًا بواسطة مروحية. يمكن تفريغ الأنظمة القابلة للنقل وتركيبها بكامل طاقتها التشغيلية في غضون ساعات قليلة بواسطة فنيين مدربين.

• معدات قياس المسافة (DME)
• قواعد الطيران الآلي (IFR)
• منارة غير موجهة (NDB)
• رادار الاقتراب الدقيق
• رادار مراقبة ثانوي
• نطاق VHF متعدد الاتجاهات (VOR)

• وينر، كارل (2002). تطبيق نظام الهبوط عبر جهاز الإرسال والاستقبال لتحقيق سهولة الوصول إلى المطار
• باربو، تشارلز (2002). فحص طيران نظام الهبوط المستجيب
• إدارة الطيران الفيدرالية (15 ديسمبر 2004). "الأمر رقم 8200-40ب: فحص الطيران لنظام الهبوط عبر جهاز الإرسال والاستقبال (TLS)" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2005 .يشرح قسم الخلفية كيفية تشغيل واستخدام بروتوكول أمان طبقة النقل (TLS).
• ANPC (2012). "منتجات TLS التجارية" . مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 27 يناير 2012 .

• شركة ANPC (شركة الملاحة وتحديد المواقع المتقدمة) – مطورو نظام TLS
• القسم 1-1-22c من دليل معلومات الطيران التابع لإدارة الطيران الفيدرالية "نظام الهبوط عبر جهاز الإرسال والاستقبال (TLS)"