您现在的位置:民航资源网>>民航专业文章

PBN学习笔记(上):导航设施

来源:民航资源网 作者:邓成竹 2018-07-23 11:46:07 我来说两句(0)

专业分类航务与运行 文章编号】3-2018-0078

  

  在日常飞行运行中,PBN对大家来说早已不是一个陌生的词汇。随着GLS精密进近等一系列航行新技术的逐步推进,中国民航PBN的应用也已经步入到以GNSS为主要导航设施的新阶段。此时,系统梳理PBN运行相关基础知识不仅能让我们理解目前出现的新技术,更有助于我们巩固掌握熟悉概念中的关键点。下面,我们从PBN的组成部分出发,开始PBN系统学习之旅吧。

  一、导航设施

  PBN由三大部分组成:导航设施、导航规范、导航应用。导航设施从传统的地基导航设备如VOR、DME逐步向星基导航设备如GNSS的过渡中带来了一些列的航行新技术,我们的梳理也从导航设施开始。目前,星基导航设施已开始成为PBN的主要导航设施,而星基导航设施的应用离不开各类型的增强系统。增强系统又可以分为以下几类:

  1、星基增强系统SBAS(Satellite-Based Augmentation System)

  SBAS主要是利用差分卫星导航技术。即基准站(位置已知)接收GPS信号后,解算得到自身位置,将解算值与已知值进行比较,求出卫星定位误差,然后通过地球静止轨道卫星(GEO)向用户播发修正信息,实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。我们经常看到的一些缩写,如WAAS、EGNOS等等,实际上就是SBAS的一种。现在全球已经有多个SBAS系统,如美国的广域增强系统WAAS(Wide Area Augmentation System)、欧洲的同步卫星导航覆盖服务EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service)、日本的多功能卫星增强系统MSAS(Multi-Functional Satellite Augmentation System)、印度的GPS辅助型静地轨道增强导航GAGAN(GPS AidedGeo Augmented Navigation)以及俄罗斯的差分校正和监测系统SDCM(System for Differential Corrections and Monitoring)等。我们的北斗已经开始建设自己的增强系统,未来也将成为GNSS增强系统大家庭中的一员。需要注意的是,我国民航PBN应用目前是不包括SBAS的。

  2、地基增强系统GBAS(Ground Based Augmentation System)

  GBAS与SBAS原理相似,但却是通过甚高频数据广播(VDB)向终端区航空器播发修正信息,覆盖范围较小,大概在23海里的距离内,但精度很高,能够支持I类和II、III类精密进近,并实现在其工作范围内从进近、着陆、离场到场面运行的全覆盖。GBAS设备一般安装在机场附近,如下图所示:

  现在的地基增强着陆系统GLS即是GBAS Landing System的缩写。我国的上海浦东机场安装了美国霍尼韦尔公司SLS-400型GBAS设备,并且于2015年3月20日用A321飞机进行了GLS演示验证试飞。我国PBN应用下一步之一即是推广GLS进近。

  3、机载增强系统ABAS(Airborne Based Augmentation System)

  ABAS利用GPS信息和其他传感器(如IRU等),通过一些列算法,实现机载导航系统的完好性监控。典型的ABAS主要包括接收机自主完好性监视RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)和航空器自主完好性监视AAIM(Aircraft Autonomous Integrity Monitoring)。RAIM是一种算法。正常卫星定位需要4颗卫星,当出现第5颗卫星时,即可以通过这种算法,算出同一个地点的多个位置解,然后进行比较,结果理应相同。如果不同,即说明其中一个结果有问题,导航信息可能不可靠,系统将出现告警,这即所谓的FD(Fault Detection)功能。当有6颗卫星时,就能推算哪个解是错误的,然后排除,实现FDE(Fault Detection and Exclusion)功能。RAIM预测是推算飞机运行区域是否有至少5颗卫星,是在飞行前进行的,飞行过程中是不用RAIM预测的,这和RAIM不是一回事。AAIM是利用惯性导航IRS、气压高度表或无线电高度表等组合进行完好性监测和性能改善。实际上,RAIM和AAIM就是OPMA。到这里,我们可以用一张图来总结下上面提到的几类增强系统。

  除了星基导航设施,地基导航设施如VOR,DME等目前也在广泛应用,后面我们将结合导航规范来做进一步的梳理。(邓成竹/文)

235荐闻榜

延伸阅读:PBN 南方航空
发表评论
发表请先 登陆/注册

严禁发布攻击他人、言语粗俗、涉及政治等违反规定的言论,违者法办!