Теоретический аспект обледенения воздушных судов. Диплом Зимогорский П-10-7. Министерство транспорта российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
 Скачать 6.18 Mb.
|
3 Использование систем GLS (GBAS landing system) - наземных систем дифференциальной коррекции при заходе по PBN3.1 GBAS (ground based augmentation system) – система наземного дополненияGBAS (ground based augmentation system) – это система использующаяся в ГА направленная на увеличение уровня эксплуатации ВС, которая поддерживает локальное усиление на уровне аэропорта основных спутников глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), предоставляя повышенный уровень обслуживания на фазах: захода на посадку, посадки, вылета и наземных операций. В то время как главная цель GBAS – это обеспечение целостности спутникового сигнала, она также увеличивает точность, не допуская ошибок в определении положения с погрешностью до 1м. Современные спутниковые навигационные системы (GPS, GLONASS) не были спроектированы для того чтобы соответствовать уровням безопасности для ГА при выполнении задач в реальном времени на взлете и посадке, например если у спутника появляется неполадка в работе часовых механизмов система GPS не может оповестить об этом пилота и мгновенно реагировать на данную неполадку. Источники таких ошибок могут спровоцировать множество критических ошибок при пилотировании самолета и определении его местоположения. Для преодоления последствий таких ошибок и исключения факторов риска при использовании спутниковых систем во время взлета и посадки, мировыми навигационно-исследовательскими центрами был взят курс на развитие систем дополнения спутникового сигнала, таких как GBAS. 3.1.1 Структура GBASИзначальное предназначение GBAS это наиболее эффективное выполнение точных заходов (Precision approach). GBAS включает в себя наземную субсистему (GBAS Ground Subsystem) и бортовую субсистему (GBAS aircraft subsystem). Одна наземная субсистема может поддерживать неограниченное количество ВС В пределах зоны действия. Наземная субсистема предоставляет данные о траектории захода и снижения и для данных с каждого спутника в пределах зоны видимости вводит коррекции и интегрирует передаваемую информацию. Вводимые коррекции позволяют бортовому навигационному оборудованию определять местоположение ВС более точно относительно траектории снижения. GBAS Signal in Space (сигнал в пространстве) определяется как единственный источник данных с земли на бортовую подсистему GBAS. Наземная инфраструктура GBAS включает в себя два или более приемника GNSS, которые собирают навигационные данные от всех основных спутников GNSS в зоне видимости, а также рассчитывает и передает дифференциальные поправки и информацию о целостности получаемого сигнала относительно своего расчетного местоположения. Эти дифференциальные поправки передаются от наземной системы через ультракоротковолновый (VHF) канал данных (VDB – VHF Data Broadcast). ВС в пределах зоны покрытия наземной станции могут использовать данные передаваемые в VDB для своих собственных навигационных счислений по принципу дифференцирования. Дифференциально скорректированное местоположение ВС используется для генерирования траектории следования ВС. 3.1.2 Сигнал GBASСигнал в пространстве GBAS определяется как единственный источник данных с земли на самолетную подсистему, спутниковые сигналы в пространстве являются частью спутниковых созвездий GNSS. Наземная подсистема GBAS дифференциально рассчитывает коррекции (содержащиеся в сообщении Тип 1), передает данные о местоположении (содержащиеся в сообщении Тип 2), и Сегменты ТВГ (FAS – final approach segments) (содержащиеся в сообщении Тип 4) и далее сообщения передаются на ВС по VDB. Спецификация формата данных сообщений GBAS содержится в документе ICAO SARPS Appendix B, а для Сигналов в пространстве” документ RTCA MOPS DO-253C, касающийся минимальным требованиям эксплуатации бортового оборудования GBAS. Частоты VDB находятся в переделах от 108 до 117,975 МГц. Наименьшая частота – 108.025, а наибольшая – 117.950. Шаг частот – 25 КГц В России внедрение систем класса GBAS производится компанией NPPF Spectr, установившей тестовые экземпляры системы в следующих аэропортах: Москва, Санкт-Петербург, Самара, Красноярск. Сертификация систем производится на данный момент и решение по их использованию будет выдвинуто в ближайшее время органами власти. 3.2 Совмещение разработок в области PBN с использованием систем GLS.Напомним, что целью данной дипломной работы является выявление возможных рекомендаций по повышению УБП во время выполнения полета по PBN. Стоит отметить, что на данный момент установка систем GLS для выполнения заходов RNP APPROACH не является обязательным, хотя требования по точности захода все равно необходимо соблюдать. Напомним, что стандартное требование пролета RNP APCH подразумевает точность 1NM пролета начального и промежуточного этапа захода на посадку и точность в 0.3 NM на конечном этапе захода на посадку. (TSE 95%) При этом, выполнение захода RNP APPROACH требует использования системы GNSS, надежность работы которой подвержена многим внешним факторам. Данные о местоположении от других типов навигационных датчиков могут быть интегрированы с данными GNSS при условии, что другие данные о местоположении не вызовут погрешностей, превышающих суммарную погрешность системы (TSE), или если существует возможность отключения других типов навигационных датчиков. В свою очередь, выполнение захода RNP AR APPROACH требует более детального рассмотрения данного типа ВС для соответствия процедурам выполнения данного захода, также подготовки схемы захода в условиях дополнительных условий (элементов рельефа, ограничений использования воздушного пространства и прочего). RNP AR APPROACH - это в первую очередь APV (approach with vertical guidance) – заход с точным вертикальным наведением на конечном этапе захода (FAS – final approach segment). Ныне существующие заходы RNP AR APCH для вертикальной траектории используют BARO-VNAV, однако, по мнению авиационного сообщества мира, будущее в выполнении настолько сложных заходов за использованием более совершенных систем расчета вертикальной траектории, одной из которых может быть система GBAS. Для примера, стоит обратиться к результатам испытаний системы ЛККС-2000. Таблица 1 – результаты испытаний системы ЛККС-2000
Для наглядной демонстрации результатов, стоит обратиться к изображениям захода ВС с учетом отклонений от траектории.  Рисунок 12 – Отклонение ВС от заданной вертикальной траектории снижения при заходе по GLS  Рисунок 13 – Отклонение ВС от заданной горизонтальной траектории снижения при заходе по GLS Из результатов нетрудно определить, что соблюдение требования TSE 0.3 м. мили (90 метров) при использовании системы GLS становится задачей не только выполнимой, но еще и относительно простой. 3.2.1 Пример выполнения захода RNP с использованием GLSДля проверки результатов, мною был выполнен заход в аэропорту города Newark Liberty ВПП 20. На схеме видно, что терминальное воздушное пространство класса б аэропорта Newark находится в непосредственной близости к воздушному пространству аэропорта New York LaGuardia.  Рисунок 14 – Заход на ВПП 29 в аэропорту KEWR Заход на полосу 29 начинается с пролета точек на траектории захода расположенной в непосредственной близости от глиссады ИЛС аэропорта LGA, что создает потребность максимальной точности захода. Воздушное судно, выполняющее заход по системе GBAS точно соответствует ограничениям воздушного пространства в аэропорту посадки. В определенной точке на траектории заход на выбранную полосу может быть настроен с требуемой вертикальной и горизонтальной траекторией снижения, используя специальные заданные точки пролета для точнейшего следования ВС вплоть до самого торца. Возможность ВС оборудованного системой GBAS использовать вспомогательные полосы для посадки позволяет ВС без оборудования GBAS прибытие на основную полосу во время час пика. Исключая любые опасные сближения с воздушными судами, заходящими на другие полосы, а также предотвращая ВС от нарушения границ воздушного пространства, GBAS позволяет пролетать спутниковые точки на заданной высоте, формируя особенною траекторию снижения с учетом множества выбранных критериев.  Рисунок 15 – Схема захода RNP на ВПП 29 KEWR | ||||||||||||||||||||||||