NAWIGACJA SATELITARNA W LOTNICTWIE


 DziÅ›, jutro, pojutrze technologii satelitarnych
Przygotowanie ekspertyzy czÄ…stkowej wspomagajÄ…cej prace
panelu nawigacji satelitarnej projektu Foresight pt.
 Obszary zastosowań nawigacji satelitarnej
w lotnictwie cywilnym
Krzysztof Banaszek
20.11.2006
ICAO - GNSS
Satellite
GPS
Based Augmentation System
(SBAS)
GLONASS
GNSS
GALILEO
(TBD)
Aircraft Based
Augmentation System
(ABAS)
Ground Based
AAIM
RAIM
Augmentation System
(GBAS) Aircraft Autonomous
Receiver Autonomous
Integrity Monitoring
Integrity Monitoring
Autonomiczne monitorowanie
Autonomiczne monitorowanie
integralności statku powietrznego
integralności odbiornika
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
siÄ™ na podstawie spodziewanego rozwoju infrastruktury:
 b) GPS/L5: Wstępne mo\liwości 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.
" Nale\y zało\yć, \e w przypadku pojawienia się ka\dego 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 rozró\nia 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 mo\liwości 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 płaszczyznie poziomej wyznaczana jest przez odb. GNSS.
" Ponadto zdefiniowano podeście precyzyjne CAT I GBAS z wykorzystaniem systemu
GNSS z naziemnym systemem wspomagajÄ…cym  trwajÄ… prace nad certyfikacjÄ… 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 ró\nych faz lotu, która
 uniezale\nia 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).
20m
MAPT
250 ft
8 m
200 ft
droga startowa
Kategorie podejść NPA
APV II
CAT I APV I
16 m 220 m
Pozioma
16 m
Dokładność
Pionowa
8 m ---
20 m
4 do 6 m
Pozioma 40 m
40 m
Limit alarmu
Pionowa 50 m
---
10 do 15 20 m
m
Pionowa 250 ft
250 ft
DH/MDH (min.) 200 ft
200 ft
Z światłami ląd.
1200 m
T.B.D
550 m
550 m
Wid. Poz. (mini.)
Bez świateł ląd.
1800 m
1000 m T.B.D
1000 m
zreduk.
bliska bliska
Minima zale\ą od przeszkód
Strefy ochronne
(ILS)
ILS ILS
5.2% (3°)
Åšcie\ka
5.2% (3°) 5.2%(3°)
zni\anie + stabilizacja
Wiarygodność / ciągłość SIS tak tak nie
tak
2
1
6
2
m
0
m
)
t
f
0
5
2
(
H
D
M
1
a
6
m
o
i
z
m
o
p
a
n
z
y
z
c
z
s
a
Å‚
P
)
°
3
(
%
2
.
5
a
k
\
e
i
c
Åš
Konwencjonalne urzÄ…dzenia NAV
VOR/DME
ILS-LOC
DVOD/DME
NDB
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. Wyposa\enie nawigacyjne (pokładowe)
1. podstawowe,
2. zapasowe
2. Certyfikacja wyposa\enia 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 równie\ drogi lotnicze)
3. RNP  RNAV (docelowe rozwiÄ…zania ICAO)
4. P-RNAV w oparciu o DME/DME lub
rozwiÄ…zania GNSS
5. Przyszłość VOR/DME trasowych,
NDB (np. jako minimalnego zapasu dla GNSS)
6. Nowe koncepcje ICAO / FAA  PBN
(Performance Based Navigation).


Wyszukiwarka