Расширение глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) — это метод улучшения атрибутов навигационной системы, таких как точность, надежность и доступность, посредством интеграции внешней информации в процесс расчета. Существует множество таких систем, и они, как правило, называются или описываются на основе того, как датчик GNSS получает внешнюю информацию. Некоторые системы передают дополнительную информацию об источниках ошибок (например, дрейф часов , эфемериды или ионосферная задержка ), другие предоставляют прямые измерения того, насколько сильно сигнал был отключен в прошлом, в то время как третья группа предоставляет дополнительную информацию о транспортном средстве для интеграции в процесс расчета.
Системы спутникового дополнения ( SBAS ) поддерживают широкомасштабное или региональное дополнение посредством использования дополнительных спутниковых сообщений. Используя измерения с наземных станций, корректирующие сообщения создаются и отправляются на один или несколько спутников для трансляции конечным пользователям в качестве дифференциального сигнала. Иногда SBAS является синонимом WADGPS, широкомасштабного дифференциального GPS . [1]
Реализованные или предложенные SBAS включают:
Наземная система дополнения ( GBAS ) обеспечивает дифференциальные поправки GPS (DGPS) и проверку целостности вблизи аэропорта, обеспечивая подходы, например, для взлетно-посадочных полос, на которых нет ILS . Опорные приемники в обследованных позициях измеряют отклонения GPS и вычисляют поправки, излучаемые на частоте 2 Гц через широковещательную передачу данных VHF (VDB) в пределах 23 морских миль (43 км). Одна GBAS поддерживает до 48 подходов и охватывает многие концы взлетно-посадочной полосы с большей гибкостью установки, чем ILS с антеннами курсового маяка и глиссадного радиомаяка на каждом конце. GBAS может обеспечивать несколько подходов для снижения турбулентности в следе и повышения устойчивости , поддерживая доступность и непрерывность операций. [9]
В декабре 2008 года Управление портов Нью-Йорка и Нью-Джерси инвестировало 2,5 миллиона долларов в установку GBAS в аэропорту Ньюарка (EWR), а Continental (теперь United ) оборудовала 15 самолетов за 1,1 миллиона долларов, в то время как FAA выделило 2,5 миллиона долларов на оценку технологии. Конструкция SLS-4000 GBAS от Honeywell была одобрена FAA в сентябре 2009 года и до сих пор остается единственной. Она предлагает посадку по приборам категории 1 с высотой принятия решения 200 футов (61 м) и может быть модернизирована до 100 футов (30 м) категории 2 с мониторингом ионосферных условий в реальном времени через SBAS, в то время как более точная категория 3 SLS-5000 ждет совместимых авиалайнеров. Первые установки были одобрены в EWR в 2012 году и в Хьюстоне / IAH в 2013 году. Портовое управление рекомендует GBAS для Нью-Йорка JFK и Ла-Гуардии (LGA) для уменьшения заторов. GBAS в Ньюарке и Хьюстоне были обновлены до Cat. 2, следующими ожидаются Сиэтл-Такома , Сан-Франциско SFO , JFK и LGA. [9]
Среди 20 установок Honeywell GBAS по всему миру, другие установки в США: испытательный центр Honeywell в округе Джонсон , штат Канзас; технический центр FAA в международном аэропорту Атлантик-Сити , штат Нью-Джерси; испытательный центр Boeing в округе Грант , штат Вашингтон; завод B787 в международном аэропорту Чарльстона , Южная Каролина; и аэропорт округа Анока-Блейн недалеко от Миннеаполиса. Аэропорты, оборудованные в Европе: Бремен , Франкфурт , Малага и Цюрих . в Азиатско-Тихоокеанском регионе, аэропорты с установками: Ченнаи , Куала-Лумпур , Мельбурн , Сеул-Гимпо , Шанхай-Пудун и Сидней . Другие местоположения: остров Св. Елены в Южной Атлантике, Пунта-Кана в Доминиканской Республике и Рио-де-Жанейро-Галеан . В России имеется около 100 установок систем посадки GBAS категории 1 (GLS) с использованием российской специфической технологии. [9]
В США система GBAS ранее была известна как система локального дополнения, а система SBAS с наземной опорной сетью, обеспечивающая поправки GPS, называется WAAS .
В США к марту 2018 года число заходов на посадку WAAS LPV , достигающих высоты 200 футов (61 м), превысило число заходов на посадку ILS категории 1. Стоимость GBAS 1 составляет 3–4 миллиона долларов США, а для категории 2 — на 700 000 долларов США больше. [9]
К весне 2018 года Boeing поставила 3500 самолетов с системой GLS, а 5000 были заказаны: GLS Cat. 2/3 является стандартной для Boeing 747-8, 787 и 777, в то время как GLS Cat. 1 является дополнительной для 737NG/MAX, а GLS Cat. 2/3 будет предлагаться с 2020 года. Airbus предлагает GLS Cat. 1 с автоматической посадкой на A320, A330, A350 и A380. [9]
NextGen от FAA продвигает GBAS и GLS для увеличения пропускной способности аэропорта и снижения шума и задержек из-за погодных условий. Boeing предпочитает поддержку FAA финансированию, в то время как Национальная ассоциация авиадиспетчеров утверждает, что жесткие подходы снизят гибкость управления трафиком, теряя пропускную способность и пропускную способность, точку зрения, разделяемую Delta Air Lines . Некоторые члены ICAO проверяют [ необходимо разъяснение ] GBAS Approach Service Types-D (GAST-D), поддерживающие заход на посадку и посадку Cat. 2/3. [9]
К системам GBAS предъявляются более строгие требования по безопасности по сравнению с системами SBAS, поскольку GBAS в основном предназначена для этапа посадки, где точность в реальном времени и контроль целостности сигнала имеют решающее значение, особенно когда погода ухудшается до такой степени, что отсутствует видимость (условия CAT-I/II/III), для которых SBAS не предназначена или не подходит. [10]
Система дифференциальной GPS (NDGPS) США была системой дополнения для пользователей на суше и водных путях США. Она была заменена [ сомнительной – обсудить ] системой Global Differential GPS (GDGPS) НАСА, которая поддерживает широкий спектр сетей GNSS помимо GPS. Та же система GDGPS лежит в основе внедрения WAAS и A-GNSS в США. [11]
Наземные станции также могут использоваться для накопления непрерывных наблюдений GNSS для достижения апостериорной коррекции данных до уровня сантиметра. Двумя примерами систем являются US Continuously Operating Reference Stations (CORS) и International GNSS Service (IGS). [11]
Расширение может также принимать форму дополнительной информации от навигационных датчиков, которая смешивается с расчетом положения, или внутренних алгоритмов, которые улучшают навигационные характеристики. Во многих случаях дополнительная авионика работает по отдельным принципам от GNSS и не обязательно подвержена тем же источникам ошибок или помех. Такая система называется ИКАО системой расширения на базе самолета (ABAS). Наиболее широко используемой формой ABAS является автономный контроль целостности приемника (RAIM), который использует избыточные сигналы GPS для обеспечения целостности решения о положении и для обнаружения ошибочных сигналов. [12]
Дополнительные датчики могут включать: