
- •2.1. Общая характеристика технических средств воздушной навигации
- •2.2. Требования авиационных потребителей к радионавигационным системам
- •Требования к точности определения места вс при заходе на посадку по категориям icao
- •2.3. Автономные средства навигации: астронавигация
- •2.4. Автономные средства навигации: навигация методом счисления пути
- •2.5. Автономные средства навигации: инерциальная навигационная система
- •2.6. Автономные средства навигации: бортовая радиолокация
- •2.7. Системы наземного базирования: радиомаяки ndb, vor
- •2.8. Системы наземного базирования: дальномерное оборудование
- •2.9. Системы наземного базирования: комбинированные угломерно-
- •2.10. Системы наземного базирования: радионавигационные системы
- •Технические характеристики loran-с
- •2.11. Системы наземного базирования: радионавигационная система
- •2.12. Системы наземного базирования: системы инструментального захода
- •2.13. Применение глобальных спутниковых навигационных систем для
- •2.14. Системы космического базирования: спутниковые радионавигационные
- •2.15. Системы космического базирования: спутниковая радионавигационная
- •2.16. Принципы определения местоположения пользователя в
- •2.17. Системы космического базирования: спутниковая радионавигационная
- •Интегральные оценки возможности навигации потребителя
- •2.18. Европейская спутниковая навигационная система galileo
- •2.20. Системы функционального дополнения gnss
- •2.21. Применение дифференциального режима gnss для повышения
- •2.22. Широкозонная дифференциальная подсистема - waas
- •Wrs, wms и ges объединены в единую сеть посредством соответствующих линий передачи данных.
- •2.23. Широкозонная дифференциальная подсистема - egnos
- •2.24. Широкозонная дифференциальная подсистема - msas
- •2.25. Локальная дифференциальная подсистема - laas
- •2.26. Региональная система функционального дополнения наземного
- •2.27. Концепция единого радионавигационного поля для целей
- •2.31. Навигация в Европейском регионе: современное состояние и
- •Проекты Европейского региона в отношении средств навигации
2.13. Применение глобальных спутниковых навигационных систем для
обеспечения деятельности гражданской авиации
ICAO впервые занялась вопросом создания спутниковых навигационных систем в конце 60-х годов, однако в то время эта работа не получила развития из-за нефтяного кризиса 70-х годов, серьезно подорвавшего финансовое положение авиационной отрасли. Второй раз этот вопрос был поставлен на повестку дня в 1983 г., что привело к учреждению Комитета по будущим аэронавигационным системам (FANS – Future Air Navigation System), задачей которого являлось изучение и анализ имеющихся и новых технологий, появляющихся в авиации и на основе этого сформулировать рекомендации по дальнейшему развитию международной аэронавигации на период порядка в 25 лет.
Ядром будущей системы CNS/ATM является глобальная навигационная спутниковая система (GNSS – Global Navigation Satellite System), представляющую собой всемирную систему определения местоположения и времени, которая включает в себя одно или несколько созвездий спутников, бортовые приемники, а также систему контроля целостности и дополняемая необходимыми функциональными элементами для обеспечения требуемых навигационных характеристик на конкретном этапе полета. Дав независимость воздушным судам от наземных навигационных средств, GNSS сделала возможным использование более прямых маршрутов обслуживания воздушного движения во многих районах мира.
Система GNSS характеризуется более высокой точностью по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время навигационными системами наземного базирования и вместе с дополнениями, такими как бортовая система функционального дополнения (ABAS – Aircraft-based Augmentation System), спутниковой системой функционального дополнения (SBAS – Satellite -based Augmentation System) и системой функционального дополнения наземного базирования (GBAS - Ground-based Augmentation System) позволит пользователям обеспечить требуемые RNP на конкретном этапе полета.
В сочетании с системами передачи данных “воздух - земля” GNSS позволит осуществлять автоматическое зависимое наблюдение (ADS – Automatic Dependence System) в любом районе земного шара.
Развертывание GNSS будет осуществляться на поэтапной основе, предусматривающей постепенное внедрение усовершенствований системы.
Применение GNSS в среднесрочной перспективе позволит использовать существующие спутниковые навигационные системы с любым функциональным дополнением или сочетанием функциональных дополнений, которые необходимы на конкретном этапе полета.
Преимущества новых систем навигации можно представить в виде рис. 30.
Для внедрения производства полетов на основе GNSS принято предусматривать три уровня системы:
а) GNSS как дополнительное средство навигации должна отвечать требованиям к точности и целостности навигационного обслуживания относящегося к конкретной операции или этапу полета; требования к готовности и непрерывности навигационного обслуживания могут не соблюдаться. На борту должны находиться другие навигационные системы, обеспечивающие выполнение данной операции или этапа полета;
b) GNSS как основное средство навигации должна отвечать требованиям к точности и целостности обслуживания, однако не требуется, чтобы она отвечала в полном объеме требованиям к готовности и непрерывности обслуживания при выполнении данной операции или этапа полета. Безопасность полетов обеспечивается путем введения ограничений на выполнение полетов в конкретные периоды времени и при помощи соответствующих процедурных ограничений. На борту воздушного судна могут оставаться другие навигационные системы для дублирования функций GNSS, используемой в качестве основного средства;
с) GNSS как единственное средство навигации должна обеспечивать соответствие воздушного судна при выполнении данной операции или данного этапа полета всем требованиям, касающимся точности целостности, целостности, готовности и непрерывности
обслуживания.
В табл. 2.8 показаны требования к техническим характеристикам GNSS в среде CNS/ATM.
Таблица 2.8
Требования к техническим характеристикам GNSS в среде CNS/ATM
Типовые операции |
Точность боковая 95% |
Точность вертик. 95% |
Целост-ность |
Время опове-щения |
Непре-рывность |
Доступ-ность |
Тип RNP |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
На мар-те |
20 м.м |
N/A |
1-10-7/ч |
5 мин |
1-10-4/ч - 1-10-8/ч |
0,99 – 0,99999 |
20 – 10 |
На мар-те, ТМА |
0,4 м.м |
N/A |
1-10-7/ч |
15 с |
1-10-4/ч - 1-10-8/ч |
0,99 – 0,99999 |
5 – 1 |
Подход, некатего-рирован. заход, вылет |
220 м |
N/A |
1-10-7/ч |
10 с |
1-10-4/ч - 1-10-8/ч |
0,99 – 0,99999 |
0,5 – 0,1 |
Инструментальный заход с вертик. наведен. |
220 м |
9,1 м |
1- 2х10-7 на заход |
10 с |
1-8х10-6/ за 15 с |
0,99 – 0,99999 |
0,3/125* |
Заход по кат. I |
16 м |
7,7 м – 4 м |
1- 2х10-7 на заход |
6 с |
1-8х10-6/ за 15 с |
0,99 – 0,99999 |
0,03/50* – 0,02/40* |
* - точность по вертикали в футах.
При внедрении обслуживания на базе GNSS каждое государство определяет элементы GNSS, которые будут обеспечиваться (GPS, GLONASS, системы функционального дополнения), и подготавливает план внедрения. Там, где уже имеются такие навигационные средства, как VOR, DME и ILS государства могут записать себе в актив экономические преимущества, связанные со снятием с эксплуатации наземных навигационных средств. Затраты на внедрение SBAS и GBAS следует увязывать с обеспечением преимуществ, для пользователей, и повышением эффективности использования воздушного пространства за счет использования зональной навигации и возможности введения для большего количества взлетно-посадочных полос сокращенных посадочных минимумов. В свете вышеизложенного, развитие систем навигации, можно представить в виде рис. 31.
Рис. 31. Развитие систем навигации.
В настоящее время, для целей гражданской авиации, действующими спутниковыми навигационными системами являются глобальная система определения местоположения (GPS – Global Positioning System) Соединенных Штатов Америки и глобальная орбитальная навигационная спутниковая система (GLONASS – Global Orbiting Navigation Satellite System) Российской Федерации, однако, ниже мы рассмотрим и другие спутниковые навигационные системы, внесшие свой вклад в эволюционное развитие данного элемента навигации.