„Dzi

ś

, jutro, pojutrze technologii satelitarnych”

Przygotowanie ekspertyzy cz

ą

stkowej wspomagaj

ą

cej prace

panelu nawigacji satelitarnej projektu Foresight pt.

„Obszary zastosowa

ń

nawigacji satelitarnej

w lotnictwie cywilnym”

Krzysztof Banaszek

20.11.2006

ICAO - GNSS

GNSS

GPS

GLONASS

Satellite

Based Augmentation System

(SBAS)

Aircraft Based

Augmentation System

(ABAS)

Ground Based

Augmentation System

(GBAS)

RAIM

Receiver Autonomous

Integrity Monitoring

Autonomiczne monitorowanie

integralności odbiornika

AAIM

Aircraft Autonomous

Integrity Monitoring

Autonomiczne monitorowanie

integralności statku powietrznego

GALILEO

(TBD)

ICAO – wymagania na system

•

Państwa – Sygnatariusze Konwencji ICAO (Międzynarodowej Organizacji Lotnictwa
Cywilnego) zobowiązane są zgodnie z Art. 37 i 38 stosować SARPs (Standardy i Zalecane
Praktyki) lub powiadomić o odstępstwach w zakresie SARPs.

•

W chwili obecnej w SARPs (Załącznik 10 Tom 1 do Konwencji ICAO) zdefiniowano
wymagania dla systemów GLONASS i GPS wykorzystujących częstotliwość L1.
Sygnał GPS L1 z z kodem C/A – Coarse Acquisition.

•

Ponadto ICAO zdefiniowała wymagania dla systemów ABAS (aircraft-based augmentation
system) i SBAS (satellite-based augmentation system) oraz GBAS (ground-based
augmentation system).

•

Przyszłe wymagania jakie definiowane będą dla zastosowań w lotnictwie cywilnym planuje
się na podstawie spodziewanego rozwoju infrastruktury:

–

b) GPS/L5: Wstępne możliwości operacyjne - 2012, Pełna funkcjonalność - 2015;

–

d) GLONASS/L3: zgłoszona dostępność od 2008;

–

e) Galileo/L1: zgłoszona dostępność od 2008 ;

–

f) Galileo/E5a: zgłoszona dostępność od 2008;

–

g) Galileo/E5b: zgłoszona dostępność od 2008.

•

Należy założyć, że w przypadku pojawienia się każdego nowego sygnału w przestrzeni
niezbędny jest okres od jednego do dwóch lat na ocenę i certyfikację sygnału do zastosowań
w lotnictwie cywilnym w ramach zastosowań specjalnych (tzw. safety-of-life applications).

ICAO – zastosowania

•

W zakresie faz lotu rozróżnia się: lot po trasie, lot w terminalu, podejścia początkowego,
podejście do lądowania oraz odlot po starcie.

•

Przez kilka ostatnich dziesięcioleci funkcjonowały zdefiniowane przez ICAO podejścia
nieprecyzyjne-NPA oraz podejścia precyzyjne-PA w kategoriach (CAT) I, II, III (a,b,c).

•

Podejścia nieprecyzyjne bazują na wykorzystaniu pomocy nawigacyjnych typu NDB,
VOR i DME. Podejścia precyzyjne bazują na wykorzystaniu systemów ILS, a ostatnio
na części lotnisk instalowane są systemy MLS.

•

W związku z pojawieniem się możliwości wykorzystania systemów GNSS (GPS,
GLONASS, SBAS, GBAS) w Zał. 6 ICAO zdefiniowano dwa dodatkowe typy podejść
z prowadzeniem pionowym APV (podejścia o wymaganiach „między” NPS i PA):

–

a) Baro-VNAV - podejścia wykorzystujące prowadzenie pionowe z wysokościomierza
barometrycznego wchodzącego w skład FMS (flight management system) samolotu
(rozwiązania wymaga zastosowania odpowiedniego komputera pokładowego)

–

b) APV I, APV II - podejścia wykorzystujące prowadzenie pionowe z systemu SBAS GNSS.
W obu przypadkach pozycja w płaszczyźnie poziomej wyznaczana jest przez odb. GNSS.

•

Ponadto zdefiniowano podeście precyzyjne CAT I GBAS z wykorzystaniem systemu
GNSS z naziemnym systemem wspomagającym – trwają prace nad certyfikacją tego
typu systemów (np. LAAS w USA).

•

W latach 90-tych XX wieku całość wymagań nawigacyjnych oparto o koncepcję RNP
(Required Navigation Performance) definiowanych dla różnych faz lotu, która
„uniezależnia” nawigację od fizycznej lokalizacji urządzeń/systemów.

Przepisy ICAO - RNP

•

Dokumenty ICAO:

•

Rezolucje Rady ICAO:(A31-6, A32-19, A32-20)

•

Załączniki do Konwencji Chicago: 2, 4, 6, 10, 11, 14, 15

RNP

Rodzaje podejść/nawigacja TMA

1.

Dolot VFR, IFR (Procedury SID/STAR)

2.

Podejścia precyzyjne (ILS Cat. I),

3.

Podejścia nieprecyzyjne (NAP z
wykorzystaniem NDB, VOR/DME)

4.

Doloty z dróg lotniczych (RNAV) – procedury
P-RNAV w TMA.

5.

Przeszkody lotnicze („operat” w WGS-84)

6.

OCA dla lotniska (płaszczyzny wyznaczane w
oparciu o dane w WGS-84).

droga startowa

Dokładno

ść

Limit alarmu

Pozioma
Pionowa

Pozioma

Pionowa

CAT I

APV I

APV II

NPA

16 m

4 do 6 m

8 m

40 m

10 do 15
m

20 m

16 m

220 m

20 m

---

---

40 m

50 m

DH/MDH (min.)

Wid. Poz. (mini.)

Strefy ochronne

Ś

cie

ż

ka

200 ft

250 ft

250 ft

550 m

550 m

T.B.D

1200 m

zreduk.

(ILS)

bliska

ILS

Minima zale

żą

od przeszkód

5.2% (3°)

zni

ż

anie + stabilizacja

Kategorie podej

ść

Pionowa

5.2%(3°)

5.2% (3°)

200 ft

1000 m

1000 m

T.B.D

1800 m

Z

ś

wiatłami l

ą

d.

Bez

ś

wiateł l

ą

d.

Wiarygodno

ść

/ ci

ą

gło

ść

SIS

tak

tak

tak

nie

Ś

cie

ż

ka 5

.2%

(3°

)

Płaszc

zyzna

poziom

a MDH

( 250

ft)

220 m

16 m

20m

16 m

8 m

MAPT

250 ft

200 ft

bliska

ILS

Konwencjonalne urządzenia NAV

ILS-LOC

VOR/DME

NDB

DVOD/DME

Nawigacja trasowa – TGL-2

B-RNAV

w Polsce

od 1998!

AIC 09/98

Podejścia NPA – TGL-3 rev1

Tylko

NPA

dla

statków

zgodnych

Z TGL-2

Przyszłość

• Podejścia APV – Approach with Vertical Guidance

– Baro-VNAV

– Augmented GNSS

– SBAS
– GBAS
– GRAS (Australia)
– GPS + Galileo

• Doloty GNSS
• ADS-B
• Nowe standardy separacji GNSS
• Drogi lotnicze oparte na RNP
• Rozwój GPS (L5 frequency)
• Budowa GALILEO (odbiorniki zintegrowane)

Przyszłość - rozwój

GPS/GLONASS/GALILEO

Część pokładowa / załoga

1.

Wyposażenie nawigacyjne (pokładowe)

1.

podstawowe,

2.

zapasowe

2.

Certyfikacja wyposażenia pokładowego

3.

Klasyfikacja ICAO dla GNSS/NAV
(system jedyny, podstawowy, zapasowy)

4.

Systemy zapasowe – konwencjonalne

5.

Uprawnienia pilota dla GNSS, szkolenia

Wybór systemu nawigacyjnego

1.

Nawigacja konwencjonalna,

2.

B-RNAV (drogi lotnicze), P-RNAV (TMA
lotnisk a docelowo również drogi lotnicze)

3.

RNP – RNAV (docelowe rozwiązania ICAO)

4.

P-RNAV w oparciu o DME/DME lub
rozwiązania GNSS

5.

Przyszłość VOR/DME trasowych,
NDB (np. jako minimalnego zapasu dla GNSS)

6.

Nowe koncepcje ICAO / FAA – PBN
(Performance Based Navigation).