System ostrzegawczy TCAS właściwie nie jest systemem nawigacyjnym. Sam TCAS nie umożliwia określenia pozycji statku powietrznego - jego zadaniem jest ograniczenie możliwości kolizji w powietrzu poprzez ostrzeganie pilota o zbliżaniu się innych samolotów i, gdy odległość zmaleje poniżej wartości progowej, zalecenie właściwego postępowania.
Często natykam się na spory o tłumaczenie akronimu TCAS. Jest to nazwa stosowana przez amerykańską FAA. Oficjalnie TCAS nazywa się Traffic Collision Avoidance System. Jednak często spotyka się w literaturze dawniejszą wykładnię Terminal Alert/Collision Avoidance System, biorącą się z tego że TCAS działając w bezpośrednim otoczeniu statku powietrznego jest ostatnią instancją chroniącą przed kolizją. Zresztą zawsze można się wykpić, przechodząc na nazwę ACAS (Airborne Collision Avoidance System), pod którą system ten został standaryzowany przez ICAO.
Pierwsze prace nad TCAS podjęto w Stanach Zjednoczonych jeszcze w latach pięćdziesiątych z inicjatywy FAA. Działanie TCAS jest uzależnione od transponderów radaru wtórnego innych samolotów. System pracuje jak uproszczony radar wtórny. Wysyła zapytania i odbiera odpowiedzi transponderów innych samolotów za pomocą zestawu anten, po czym określa sektor przestrzeni i kierunek przemieszczania się źródeł sygnałów. Na tej podstawie wyznacza czas do ewentualnej kolizji. Jeżeli tak śledzony statek powietrzny odpowiada na zapytania TCAS modem C (identyfikacja i wysokość) lub modem S, system może określić czas potrzebny do osiągnięcia jednakowej wysokości lotu.
W rozwoju systemu TCAS wyodrębniono się trzy główne typy:
- TCAS I, najprostszy, był zaprojektowany dla lotnictwa ogólnego. Nadajnik TCAS I wysyła zapytania modu C (takie same, jakie są wysyłane przez radar wtórny). Odpowiedzi transponderów są odbierane przez odbiornik TCAS i kierowane do prostego mikroprocesorowego przelicznika określającego odległość. Kierunkowa charakterystyka zespołu anten odbiorczych pozwala na określenie położenia odpowiadającego samolotu w poziomie (prawo, lewo, przód, tył).
TCAS I mógł jedynie określić który z pobliskich samolotów podejrzanie się zbliża. było to sygnalizowane podświetleniem odpowiedniego sektora na prostym wskaźniku i ostrzeżeniem głosowym (Traffic, traffic). Taka informacja nazywa się Traffic Advisory (TA). Pilot po odebraniu TA musi wizualnie zlokalizować źródło niepokoju, zmienić kurs lub wysokość lotu i powiadomić kontrolę. Urządzenia TCAS I są nadal używane, głównie na starszych samolotach dyspozycyjnych, chociaż nie były nigdy objęte międzynarodowym standardem.
- TCAS II wysyła zapytania modami A/C i S. Od TCAS I różni się przede wszystkim tym, że jest w stanie dokładnie określić ruch w płaszczyźnie pionowej zbliżającego się samolotu. Dzięki temu może udzielić tzw. Resolution Advisory (RA), czyli określić manewr, niezbędny dla uniknięcia kolizji.
Istnieją dwa poziomy RA: zapobiegawczy (preventive) i wykonawczy (positive). Zapobiegawczy RA informuje pilota, że zmiana wysokości lub kursu może spowodować konflikt, natomiast wykonawczy RA doradza manewr pionowy dla uniknięcia kolizji. W przypadku współpracy z transponderami lub radarem wtórnym z modem S poziomu drugiego i wyższych inne samoloty i/lub kontrola ruchu lotniczego są powiadamiane o RA i wykonywanym manewrze.
11 listopada 1993 TCAS II został uznany przez ICAO jako międzynarodowy standard pod nazwą ACAS II (dokładne specyfikacje są w Aneksie 10 ICAO). W Stanach Zjednoczonych od 30 grudnia 1993 każdy samolot zabierający powyżej 30 pasażerów musi być wyposażony w TCAS II.
- TCAS III jest nadal w fazie prób. Zasadniczo jest ulepszonym TCAS II, który dopuszcza wykonawczy RA z manewrem także w płaszczyźnie poziomej. Ulepszony zespół anten ma zwiększyć dokładność systemu i zmniejszyć liczbę fałszywych alarmów. Przewiduje się że TCAS III będzie wykorzystywał poziom trzeci (lub wyższe) modu S dla sygnalizowania własnej pozycji samolotu określanej według satelitarnego systemu nawigacyjnego.
Orientacyjne położenie wykrytych przez TCAS II statków powietrznych i ewentualne RA jest zobrazowane na małym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym. Zapobiegawcze lub wykonawcze RA może być także sygnalizowane na ekranach EHSI i EADI, jakkolwiek sam TCAS II i jego wyświetlacz są niezależne od systemu zarządzania lotem i mogą pracować poprawnie gdy jest on wyłączony. Niezależnie od wskaźników TA i RA są sygnalizowane głosem.
Wyświetlacz TCAS II zawiera zasadniczo dwa instrumenty: symboliczny plan sytuacji w zasięgu wykrywania (od 4 do 30 mil, tu 10 mil) i wariometr IVSI (Instantaneous Vertical Speed Indicator) z paskowym wskaźnikiem RA.
 | Wyświetlacz TCAS na rysunku sygnalizuje RA zalecające wznoszenie od 1500 do 2000 stóp na minutę. Zielony sektor oznacza zalecany zakres prędkości pionowej. Symbole samolotów oznaczają: |
Wokół symbolu własnego samolotu jest zaznaczony dwumilowy okrąg, ale należy pamiętać że ma on znaczenie tylko orientacyjne. RA jest generowane na podstawie wyliczonego czasu do spotkania. W przypadku gdy jest więcej źródeł zagrożenia, system stara się załatwić je pojedyńczym RA, albo udzielać osobnych niesprzecznych RA dla poszczególnych zagrożeń z osobna.
TCAS II jest rozwijany od 1981 roku. W czasie prac konstrukcyjnych i testów powstało kilka wersji. Pierwszą wersją na tyle dopracowaną aby można było w praktyce ocenić TCAS II była wersja 6 (rok 1989). W trakcie eksploatacji system dawał zbyt dużo fałszywych alarmów, powodowanych głównie przez samoloty na podejściach lub na lotniskach. Dla ograniczenia tego zjawiska, w wersji 6.04 wprowadzono uwzględnianie wysokości bezwzględnej z radiowysokościomierza. Aktualna wysokość barometryczna jest porównywana ze wskazaniami radiowysokościomierza dla otrzymania elewacji powierzchni ziemi. Samoloty, których wysokość wychodzi w granicach 380 stóp ponad poziomem gruntu są uważane za "wylądowane".
Obecnie wszystkie nowe urządzenia ACAS muszą spełniać wymagania wersji 7.0, charakteryzującej się większymi możliwościami współpracy z systemem kontroli ruchu lotniczego.
W europejskiej przestrzeni powietrznej TCAS II jest obowiązkowy dla samolotów o masie startowej powyżej 15 ton masy startowej lub powyżej 30 miejsc pasażerskich od 1 stycznia 2000 roku. Od 31 marca 2001 roku wszystkie istniejące instalacje TCAS muszą być zmodernizowane do standardu wersji 7.
Od 1 stycznia 2005 roku obowiązek ten ma dotyczyć także samolotów o masie startowej powyżej 5700 kg lub powyżej 19 miejsc pasażerskich.