民航機縱橫天際 追蹤是大學問

2014-03-15 21:45
民航機在空中高速飛行,地面航管單位以許多方法追蹤動向,但都有其侷限性。(維基百科)
民航機在空中高速飛行,地面航管單位以許多方法追蹤動向,但都有其侷限性。(維基百科)

馬航MH370班機失聯事件,14國海空大規模搜索一星期仍然毫無收獲,讓許多人不禁質疑:一架身長63.7公尺、翼展64.8公尺的巨大鐵鳥,豎立起來有如一座20層的大樓,為什麼會這麼難以追蹤動向?英國廣播公司(BBC)為讀者釋疑。

初級雷達與次級雷達

全球各地的飛航管制單位(ATC)主要是利用兩種雷達系統──初級雷達(PSR)與次級雷達(SSR)──來監控、追蹤民航機的空中動向。

初級雷達以天線為中心,360度向四周發射強力無線電波,接收飛機反射的脈波,根據發射與接收的時間差與天線方位角度,計算出飛機的空間方位和距離。次級雷達需由飛機上的答詢器(transponder)與地面雷達配合,由地面次級雷達發射詢問脈波組,飛機接收之後,根據脈波組定義,以4位數代碼回覆。

所有商用飛機都必須配備答詢器,地面雷達站根據它連續發送的代碼,來確定飛機的身分,計算其速度與方向。但是飛機出海240公里之後,就無法與地面雷達站聯繫,機組人員要改以高頻無線電波聯繫航管單位。

飛機沒有衛星定位系統(GPS)嗎?

有。只不過雖然GPS在現代人的生活中早已無所不在,但是飛航管制還是幾乎完全仰賴雷達。飛機駕駛利用GPS來確定自己的位置,但是這些資料通常不會傳輸給航管單位。

有些較先進的飛機會將GPS資料「上鏈」(uplink)到人造衛星,可供航管單位追蹤,但是上鏈大量資料的費用相當高昂,這種作法通常只限於沒有雷達覆蓋的偏遠地區。

較新式的「廣播式自動回報監視」(ADS-B)系統可以利用機載的GPS接收器,獲取飛機位置、高度、速度等資料,提供給航管單位和其他飛機。目前台灣建有9處ADS-B地面接收站臺。不過ADS-B和次級雷達有一樣的問題:無法追蹤海洋上空的飛機。

其他資料系統能否提供線索?

法航(Air France)447班機2009年6月1日墜入大西洋,機上的「飛機通信定址與報告系統」(ACARS)讓調查人員得以一窺班機失事時的狀況。

ACARS讓飛機上的電腦與地面上的電腦「交談」,傳遞飛行時各個系統的健全性資訊,形式為無線電波或衛星數位訊號,內容從發動機狀態到廁所問題無所不包。

黑盒子呢?

MH370失聯或失事的謎團,最終還是要靠俗稱「黑盒子」的飛航記錄器(flight recorder)。然而班機如果墜入海中,收回黑盒子將大費周章。以法航447班機空難為例,搜尋人員花了將近2年時間才找到黑盒子。

黑盒子會發出超音波訊號,但是沒有GPS裝置,而且訊號距離有限,搜尋人員還是得先確定飛機墜毀位置。

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