Микроволновая система посадки ( MLS ) представляет собой всепогодную прецизионную систему радионаведения, предназначенную для установки в крупных аэропортах для помощи самолетам при посадке, включая «слепые посадки». MLS позволяет приближающемуся воздушному судну определить, находится ли он на одной линии с взлетно-посадочной полосой назначения и находится на правильной глиссаде для безопасной посадки. MLS предназначалась для замены или дополнения систем посадки по приборам (ILS). MLS имеет ряд эксплуатационных преимуществ перед ILS, включая более широкий выбор каналов во избежание помех близлежащим объектам, отличную производительность в любую погоду, небольшую «зону охвата» в аэропортах и широкие вертикальные и горизонтальные углы «захвата», которые позволяли заходить на посадку. из более обширных районов вокруг аэропорта.
Хотя некоторые системы MLS были введены в эксплуатацию в 1990-х годах, широкое развертывание, предусмотренное некоторыми авиационными агентствами, так и не стало реальностью. Было две причины: (экономическая) хотя MLS технически превосходила ILS, она не предлагала достаточно больших возможностей, чтобы оправдать добавление приемников MLS в оборудование самолетов; и (потенциально превосходящая третью систему) системы на базе GPS , особенно WAAS , позволяли рассчитывать на аналогичный уровень позиционирования без необходимости использования оборудования в аэропорту . GPS/WAAS значительно снижает затраты аэропорта на реализацию точных заходов на посадку, что особенно важно в небольших аэропортах. По этим причинам большинство существующих систем MLS в Северной Америке были отключены. Подходы LPV «Характеристики курсового маяка с вертикальным наведением» на основе GPS/WAAS обеспечивают вертикальное наведение, сравнимое с ILS категории I, и опубликованные FAA заходы на посадку LPV в настоящее время превосходят количество заходов на посадку по ILS в аэропортах США.
Хотя первоначально MLS представлял интерес в Европе, где были проблемы с доступностью GPS, широкого распространения так и не произошло. Дальнейшее внедрение системы маловероятно. Вместо этого несколько европейских аэропортов внедрили подходы LPV на основе спутниковой системы EGNOS (совместимой с WAAS).
MLS использует передатчики 5 ГГц на месте приземления, которые используют пассивные решетки с электронным сканированием для отправки сканирующих лучей на приближающийся самолет. Летательный аппарат, попадающий в сканируемый объем, использует специальный приемник, который рассчитывает свое положение путем измерения времени прихода лучей.
Американская версия MLS, совместная разработка ФАУ , НАСА и Министерства обороны США , была разработана для обеспечения точного навигационного наведения для точного выравнивания и снижения самолетов при заходе на взлетно-посадочную полосу. Он определяет азимут, высоту и расстояние, а также «обратный азимут» для ухода от прерванной посадки или ухода на второй круг. Каналы MLS также использовались для связи на малом расстоянии с диспетчерами аэропорта, что позволяло передавать частоты на большие расстояния другим самолетам.
В Австралии работы по проектированию версии MLS начались в 1972 году. Большая часть этой работы была выполнена совместно Федеральным департаментом гражданской авиации (DCA) и Радиофизическим отделом Организации научных и промышленных исследований Содружества ( CSIRO ). Проект назывался Interscan и представлял собой одну из нескольких систем микроволновой посадки, рассматриваемых на международном уровне. Interscan был выбран ФАУ в 1975 году и ИКАО в 1978 году в качестве формата, который будет принят. Инженерная версия системы, названная MITAN, была разработана промышленностью ( Amalgamated Wireless Australasia Limited и Hawker de Havilland ) по контракту с преемником DCA, Министерством транспорта, и успешно продемонстрирована в аэропорту Мельбурна (Тулламарин) в конце 1970-х годов. Белые антенные тарелки все еще можно было увидеть в Тулламарине до 2003 года, когда их разобрали.
За этим первоначальным исследованием последовало создание компании Interscan International Limited в Сиднее, Австралия, в 1979 году, которая производила системы MLS, которые впоследствии были развернуты в США, ЕС, Тайване, Китае и Австралии. Управление гражданской авиации (Соединенное Королевство) разработало версию MLS, которая установлена в аэропорту Хитроу и других аэропортах из-за более частого захода на посадку по приборам в условиях погоды категорий II/III.
По сравнению с существующей системой посадки по приборам (ILS) MLS имела существенные преимущества. Антенны были намного меньше и использовали более высокочастотный сигнал. Их также не нужно было размещать в определенном месте в аэропорту, и они могли «компенсировать» свои сигналы электронным способом. Это облегчило размещение по сравнению с физически более крупными системами ILS, которые приходилось размещать на концах взлетно-посадочных полос и вдоль траектории захода на посадку.
Еще одним преимуществом было то, что сигналы MLS охватывали очень широкую веерообразную зону за пределами взлетно-посадочной полосы, что позволяло диспетчерам направлять самолеты, приближающиеся с разных направлений, или направлять самолеты по сегментированному заходу на посадку. Для сравнения, ILS могла направлять самолет только по одной прямой линии, требуя от диспетчеров распределения самолетов вдоль этой линии. MLS позволял самолетам приближаться с любого направления, в котором они уже летели, вместо того, чтобы лететь на парковочную орбиту перед «перехватом» сигнала ILS. Это было особенно ценно в крупных аэропортах, поскольку позволяло разделить самолеты по горизонтали намного ближе к аэропорту. Аналогично и по высоте, веерообразное покрытие позволяет изменять скорость снижения, что делает MLS полезным для самолетов с более крутыми углами захода на посадку, таких как вертолеты, истребители и космические челноки.
В отличие от ILS, которая требовала различных частот для трансляции различных сигналов, MLS использовала одну частоту, передавая информацию об азимуте и высоте одну за другой. Это уменьшило вероятность конфликтов частот, а также тот факт, что используемые частоты находились далеко от FM -вещания, что является еще одной проблемой ILS. MLS также предлагала двести отдельных каналов, что позволяло легко предотвратить конфликты между аэропортами, расположенными в одном районе.
Наконец, точность была значительно улучшена по сравнению с ILS. Например, стандартное оборудование DME , используемое с ILS, обеспечивало точность дальности всего ±1200 футов. MLS улучшила это значение до ±100 футов в так называемом DME/P (для точности) и предложила аналогичные улучшения по азимуту и высоте. Это позволило MLS обеспечить чрезвычайно точные заходы на посадку по категории III, тогда как обычно для этого требовался дорогой наземный высокоточный радар.
Подобно другим системам точной посадки, боковое и вертикальное наведение может отображаться на обычных индикаторах отклонения от курса или включаться в многофункциональные дисплеи в кабине. Информация о дальности полета также может отображаться с помощью обычных индикаторов DME, а также включаться в многофункциональные дисплеи.
Первоначально предполагалось, что ILS будет работать до 2010 года, прежде чем его заменит MLS. Система была установлена экспериментально только в 1980-х годах, когда ФАУ начало отдавать предпочтение GPS. Даже в худших случаях GPS обеспечивал точность не менее 300 футов, что не так хорошо, как MLS, но намного лучше, чем ILS. GPS также работал «везде», а не только за пределами взлетно-посадочных полос. Это означало, что один навигационный прибор мог заменить навигационные системы как ближнего, так и дальнего действия, обеспечивать лучшую точность, чем любая из них, и не требовал никакого наземного оборудования.
Характеристики GPS, а именно точность вертикального наведения вблизи порога ВПП и целостность системы, не соответствуют историческим стандартам и практике ИКАО. Более высокую точность GPS можно обеспечить за счет отправки «корректирующих сигналов» с наземных станций, что в худшем случае улучшит точность примерно до 10 м, что намного превосходит MLS. Первоначально планировалось передавать эти сигналы посредством ЧМ- передач ближнего действия на коммерческих радиочастотах, но организовать это оказалось слишком сложно. Сегодня аналогичный сигнал передается по всей Северной Америке через коммерческие спутники в системе, известной как WAAS . Однако WAAS не способен предоставлять стандартные сигналы CAT II или CAT III для автоматической посадки авиаперевозчика (хотя подходы WAAS могут обеспечить достаточно точное руководство для аварийной автоматической посадки на самолетах, оборудованных таким образом с помощью Garmin Autoland), и поэтому система локального расширения , или LAAS, должен быть использован.
Система посадки с микроволновым сканирующим лучом (MSBLS) представляла собой средство захода на посадку и посадки в диапазоне K u , используемое космическим шаттлом НАСА . [1] [2] [3] [4] [5] Он предоставлял точные данные о высоте, направлении и расстоянии, которые использовались для управления орбитальным аппаратом в течение последних двух минут полета до приземления. Сигнал обычно можно было использовать с горизонтального расстояния примерно 28 км и с высоты примерно 5 км (18 000 футов).
Установки MSBLS, используемые НАСА, сертифицировались каждые два года на точность. С 2004 года Федеральное управление гражданской авиации работало с НАСА над проведением этой проверки. Раньше использовались только самолеты и оборудование НАСА. Испытания MSBLS Космического центра Кеннеди в 2004 году показали точность 5 сантиметров.
Заход на посадку космического корабля "Шаттл" начался с наклона глиссады в 19 градусов, что более чем в шесть раз круче, чем типичный наклон в 3 градуса для коммерческих реактивных авиалайнеров.
Систему можно разделить на пять функций: азимут захода на посадку, обратный азимут, угол возвышения захода на посадку, дальность и передача данных.
Азимутальная станция передает угол MLS и данные по одному из 200 каналов в диапазоне частот от 5031 до 5090,7 МГц и обычно расположена примерно на расстоянии примерно 1000 футов (300 м) от конца взлетно-посадочной полосы, но существует значительная гибкость в выборе мест. Например, для операций на вертодроме датчик азимута может быть совмещен с датчиком угла места.
Зона покрытия по азимуту расширяется: В поперечном направлении не менее 40 градусов по обе стороны от осевой линии ВПП в стандартной конфигурации. По углу места до угла 15 градусов и до высоты не менее 20 000 футов (6 км) и по дальности не менее 20 морских миль (37 км) (см. РИС. 1-1-8).
Станция угла места передает сигналы на той же частоте, что и станция азимута. Одна частота распределяется по времени между функциями угла и данных и обычно располагается на расстоянии около 400 футов от края ВПП между порогом ВПП и зоной приземления.
Зона угла места обеспечивается в том же воздушном пространстве, что и сигналы азимутального наведения: по углу места - не менее +15 градусов; В поперечном направлении, чтобы заполнить боковое покрытие по азимуту и по дальности не менее 20 морских миль (37 км) (см. рис. 1-1-9).
Устройство прецизионного измерения расстояния MLS (DME/P) функционирует так же, как навигационное DME, но есть некоторые технические различия. Радиомаяк-транспондер работает в диапазоне частот от 962 до 1105 МГц и отвечает на запрос бортового запросчика. Точность MLS DME/P улучшена, чтобы соответствовать точности, обеспечиваемой станциями азимута и угла места MLS.
Канал DME/P соединен с каналом азимута и угла места. Полный список 200 парных каналов DME/P с функциями угла содержится в стандарте FAA 022 (Требования к совместимости и производительности MLS).
DME/N или DME/P являются неотъемлемой частью MLS и устанавливаются на всех объектах MLS, если не получен отказ. Это происходит нечасто и только в отдаленных аэропортах с низкой плотностью населения, где уже установлены маркерные маяки или компасы-локаторы .
Передача данных может включать в себя как основные, так и вспомогательные слова данных. Все средства MLS передают основные данные. При необходимости могут передаваться вспомогательные данные. Данные MLS передаются по всему азимутальному (и обратному азимуту, если таковой имеется) секторам покрытия. Репрезентативные данные включают в себя: идентификацию станции, точное местоположение станций азимута, угла места и DME/P (для функций обработки приемника MLS), уровень производительности наземного оборудования; и канал и статус DME/P.
Идентификация MLS представляет собой четырехбуквенное обозначение, начинающееся с буквы M. Оно передается международным кодом Морзе не менее шести раз в минуту наземным оборудованием по азимуту захода на посадку (и обратному азимуту). [6]
Содержание вспомогательных данных. Репрезентативные данные включают в себя: трехмерное расположение оборудования MLS, координаты маршрутных точек, условия на взлетно-посадочной полосе и погоду (например, RVR, потолок, настройки высотомера, ветер, вихревой след, сдвиг ветра).
В Соединённых Штатах ФАУ приостановило программу MLS в 1994 году в пользу GPS ( Wide Area Augmentation System WAAS). Перечень процедур полетов по приборам ФАУ больше не включает места расположения MLS; [7] последние два были исключены в 2008 году .
Ожидалось, что из-за различных условий эксплуатации в Европе многие страны (особенно те, которые известны условиями плохой видимости) будут использовать систему MLS в качестве замены ILS. Однако на самом деле единственной крупной установкой был лондонский аэропорт Хитроу , который был выведен из эксплуатации 31 мая 2017 года. Другие крупные аэропорты, такие как аэропорт Франкфурта , в которых предполагалось установить MLS, вместо этого опубликовали подходы к наземной системе функционального дополнения (GBAS). [8]
По мере того, как будет установлено больше систем GBAS, дальнейшая установка MLS или продолжение эксплуатации существующих систем должны оказаться под вопросом. [9]