ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГЛОБАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

АННОТАЦИЯ

Более 10 лет авиационная промышленность осуществляла разработку позиционирования и наземного планирования, основанной на Глобальной Навигационная спутниковая система (GNSS). Эти усилия завершились в 2001 году, когда ИКАО одобрила международный стандарт для системы посадки на основе местных коррекционных данных GNSS до уровня, который будет соответствовать современным способам подхода и посадки. Стандарты ИКАО и Рекомендуемая практика (SARPS) определяют характеристики наземно- расположенной системы GBAS, которая может предоставляться полномочным органом аэропорта или органом ОВД. Служба GBAS отправляет излучаемый сигнал в пространстве, который может быть принят специальным бортовым оборудованием самолета, используя в качестве основы приземления GNSS системы (GLS). Изначально ИКАО поддерживала GLS как инструмент для подхода. В настоящее время данная система используется в сложных метеоусловиях для взлета, подхода, посадки и руления.

Авиационная промышленность разработала новую систему посадки на основе Глобальной Навигационной спутниковой системы (GNSS). Система посадки (GLS) объединяет спутниковую и наземную навигационные информации для обеспечения информации о местоположении, требуемой для подхода и посадки ВС. Потенциальные преимущества GLS включают значительно улучшенный взлет и возможности посадки в аэропортах по всему миру, улучшенный подход к инструментам обслуживания в дополнительных аэропортах и взлетно-посадочных полосах, и возможная замена приборов системы посадки. Boeing сертифицировал бортовое оборудование GLS на 737.

ABSTRACT

For more than 10 years, the aviation industry has been developing positioning and ground planning based on the Global Navigation Satellite System (GNSS). These efforts culminated in 2001, when ICAO approved an international standard for a landing system based on local correction data GNSS to a level that would be consistent with modern methods.

The aviation industry has developed a new landing system based on the Global Navigation Satellite System (GNSS). The Landing System (GLS) combines satellite and ground navigation information to provide the location information required for aircraft approach and landing. Potential benefits of GLS include significantly improved takeoff and landing capabilities at airports around the world, an improved approach to maintenance tools at additional airports and runways, and possible replacement of landing system instruments. Boeing has certified GLS avionics for the 737.

Ключевые слова: глобальная Навигационная спутниковая система, система посадки, авионика.

Keywords: global Navigation satellite system, landing system, avionics.

GLS состоит из трех основных элементов:

• глобальная спутниковая система, которая поддерживает всемирное навигационное определение местоположения,
• устройство GBAS в каждом оборудованном аэропорту, который обеспечивает коррекцию локального навигационного спутника сигналов,
• авионики в каждом самолете, которая обеспечивает руководство и управление на основе спутника и GBAS.

Основной службой позиционирования является усиление в или вблизи аэропорта - через радиопередатчик GBAS, потому что система GBAS расположена в определенном известном месте на земле, следовательно, может оценить ошибки, содержащиеся в исходных данных при подходе (посадке). Система GBAS сравнивает данные с исходным (базовым) позиционированием и вычисляет исправление на спутниковой основе. Исправления называются псевдодальностью, потому что основной параметр представляет собой расстояние между GBAS и отдельными спутниками. Система спутников находится в непрерывном движении, и они поднимаются и снижаются над горизонтом во время наблюдения за ВС из любой точки Земли. GBAS вычисляет поправки для всех спутников и передает эту информацию о близлежащих самолетах через канал передачи данных.

Самолеты Боинг, на которых в настоящее время установлены многорежимные приемники (MMR), поддерживают ILS и базовые операции GPS. Эти приемники могут быть изменены для поддержки GLS и потенциально микроволновой системы посадки. Возможности GLS поддерживается путем добавления в приемник и обработки в нем данных GBAS, предоставляемых через канал передачи данных. Приемники используют данные локальной коррекции, полученные из GBAS для каждого спутника. Из-за различного положения и высоты (рис.1), а также местных эффектов ландшафта GBAS и самолет не обязательно должны наблюдать одно и то же сочетание спутников. Бортовая система самолета использует спутниковые данные, которые поддерживаются данными коррекции, полученными от GBAS. Когда самолет относительно близок к GBAS станции, исправления наиболее эффективны, и приемники могут вычислять очень точное положение. Типичная боковая точность должна составлять не более 1 м [1].

Рисунок1. Спутниковые данные, поддерживающие данными коррекции, полученными от GBAS

Одна наземная станция GBAS обычно обеспечивает обслуживание (подход и посадку) всех взлетно-посадочных полос в аэропорту, где она установлена. GBAS может даже предоставлять услуги подхода в близлежащих аэропортах. Одной из особенностью, которая отличает GLS от традиционной системы посадки, таких как ILS, является возможность для выбора разнообразных конечных путей подхода, захода на посадку для данной ВПП. Каждому подходу дается уникальный идентификатор для конкретного этапа конечного захода на посадку, глиссады. Данные FAS для всех подходов, поддерживаются конкретной GBAS и передаются на самолет через тот же канал передачи данных как скорректированный диапазон спутниковых данных. Приемники обрабатывают псевдодальность коррекции и данных FAS для получения показаний об отклонениях от ILS. Эти отклонения затем отображаются на пилотажно-навигационных приборах (например PFD). Подобная реализация GLS была выбрана для поддержки характеристик самолетов; интеграции безопасности и экономичности. Эта реализация помогает обеспечить пилоту оптимальный интерфейс при вводе GLS [2].

Использование данной процедуры, аналогичной установленной для подхода и посадки по ILS минимизируют подготовку экипажа, облегчает использование знакомых технологий и процедуру подхода, упрощает планирование операций летного экипажа и обеспечивает постоянное использование пилотажно-навигационного оборудования. Например:

1. источник руководства информации (показано на PFD)
2. использование GLS, а не ILS.

Масштабирование отклонения пути от ЛЗП на ПНК пилотов при подходе по ILS и GLS эквивалентны. Следовательно, пилот может контролировать подход GLS с использованием дисплея, как и во время подхода ILS.

На рис. 2 показан PFD при подходе по GLS.

Рисунок 2. PFD при подходе по GLS

Рисунок 3. Источник информации

Рисунок 4. Специальная навигационная панель управления

На ПНК могут быть выбраны режимы полета «GLS» для подхода GLS и «ILS» для подхода ILS. Чтобы подготовиться к подходу по системе GLS, пилот выбирает GLS в качестве навигационного источника информации. Это достигается путем выбора подхода GLS через FMS (рис.3) или путем ввода данных подхода на специальной навигационной панели управления (рис.4).

В любом случае, уникальное пятизначное число канала связано с каждым подходом. С помощью интерфейса FMS пилоту не нужно вводить данные подхода; настройка выполняется автоматически на основе выбранного подхода, также, как для ILS. Однако для оснащенного самолета с отдельными панелями навигационной настройки, пилот настраивает приемники, вводя номер канала GLS на этой панели. Это похоже на систему ILS, в которой пилот настраивает ILS, используя назначенную частоту.

Как и в случае ILS, данные GLS доступны на других страницах FMS, как страница REF, которая отображает идентификатор ВПП, канал GLS и связанный с ним идентификатор подхода (рис.3). Независимо от выбранного метода, пятизначный номер канала GLS кодируется с частотой, которая будет использоваться для приемника при передаче данных вместе с идентификатором для конкретного подхода и конечного этапа захода на посадку (данные FAS), который соответствует требуемому подходу. На рис. 4 показано управление навигационной панелью, используемой для настройки радиостанций, включая GLS, для В-737-600 / -700 /-800 / -900.

На рис. 5 показана процедура подхода по системе GLS. Панель подхода показывает номер канала для каждого подхода и четырехсимвольный идентификатор подхода для обеспечения согласованности между выбранными каналами и процедуры захода на посадку, выбранной пилотом. Идентификатор подхода считывается из данных FAS и отображается у пилота на PFD. Пилот подтверждает данные что требуемый подход действительно был выбран [2].

Процедура аналогична той, которая применяется для ILS, за исключением метода выбора канала и специального идентификатора GLS, а также аналогична схеме, которая будет использоваться для деятельности авиаперевозчика с соответствующими особенностями минимумов посадки.

Рисунок 5. Процедура подхода по системе GLS

Рисунок 6. Пример процедуры комплексного подхода навигации по районам (RNAV), требуемой навигационной характеристики (RNP) и GLS в сочетании друг с другом

На рис. 6 представлен пример возможной в будущем процедуры комплексного подхода, используя навигацию по районам (RNAV), требуемой навигационной характеристики (RNP) и GLS в сочетании друг с другом. Пилоты могли бы использовать такие процедуры при подходе в областях сложной местности, в неблагоприятные погодные условиях.

Таким образом с точки зрения эксплуатанта, система GBAS обладает значительно большей производительностью, чем ILS. Направляющий сигнал имеет гораздо меньше шума, потому что нет изгибов луча, вызванных отражающими помехами (от зданий и транспортных средств), реальная ценность GLS - это наличие дополнительных или улучшенных возможностей, которые ILS не может обеспечить.

На сегодняшний день, согласно данным, система GLS внедряется успешно. Многие подходы и посадки, основанные на GLS, были успешно проведены в различных аэропортах и в различных условиях на ВПП. Как автоматические посадки, так и посадки с использованием ПНК были безопасно реализованы с как в обычных, так и в ненормальных условиях. На дисплеях пилота GLS была необычайно устойчивая по сравнению с нынешними системами ILS, даже когда критические области, необходимые для подходов ILS, были незащищенными во время подходов GLS. Программа исследований Boeing использовала В737-900 для демонстрации успешных операций GLS для авиаперевозчиков, производителей самолетов и авионики, властей аэропортов, поставщиков услуг воздушного движения и представителей регулирующих компетентных органов. GLS представляет собой возможность, готовую к широкомасштабной оперативной реализации. Внедрение GLS улучшит безопасность, увеличит пропускную способность и предоставит эксплуатационные преимущества авиакомпаниям, пилотам, пассажирам, аэропортам и поставщикам услуг воздушного движения.

Список литературы:

1. Википедия: Наземная система функционального дополнения. [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ % (дата обращения 14.06.22)
2. Вестник УлГТУ 1/2019. О. В. Милашкина, Д. Э. Алексеев, Н. А. Куклев Особенности инновационной системы навигации GLOBAL LANDING SYSTEM (GLS) для обеспечения информации о местоположении, требуемой для подхода и посадки воздушных судов. [Электронный ресурс] URL: https://old.ulstu.ru/main/view/article/4810 trebuemoy (дата обращения 14.06.22)