Станция ЛККС-А2000 обеспечивает формирование и выдачу сообщений 1, 2, 4, 5 в формате SARPS.
Сообщения в формате SARPS представляют собой:
ЛККС-А2000 обеспечивает выполнение заданных функций по точности, целостности, непрерывности и готовности выдаваемой дифференциальной информации:
¾ для процедур точного захода на посадку по RNP 0.02/40 (1 категория ICАО) в радиусе не менее 37 км от места расположения станции;
¾ для реализации процедур зональной навигации и функции АЗН-В в зоне прямой видимости ЛПД УКВ.
Среднеквадратичные величины погрешности формирования дифференциальных поправок при работе по сигналам навигационных спутниковых систем:
Величина порога сигнализации ЛККС-А2000 по псевдодальности для оценки среднеквадратичных отклонений (СКО) и флуктуационных составляющих погрешности измерения псевдодальности не более:
Принятые спутниковые навигационные сигналы передаются и обрабатываются и анализируются в устройстве контроля целостности (УКЦ). По результатам анализа определяются номера забракованных спутников.
В формате SARPS ЛККС-А2000 выдает в эфир информационный пакет, содержащий:
В стандарте RS 232 ЛKKC-A-2000 передает по линии связи в систему УВД информацию о количестве видимых спутников (раздельно по GPS и ГЛОНАСС), прогнозирование готовности спутников, индикацию неисправностей блоков ЛККС-А2000.
Устройство регистрации (УР) обеспечивает непрерывную регистрацию данных.
Время готовности ЛККС к работе:
Электропитание аппаратуры ЛККС осуществляется от наземных централизованных первичных источников электроснабжения переменным током напряжением 220 В + 10% частотой (50+ 1) Гц в соответствии с ГОСТ 13109-87.
Аппаратура ЛККС-А2000 сохраняет работоспособность при размещении аппаратуры (кроме АФУ) в отапливаемых помещениях с параметрами внешних воздействий:
Температура окружающей среды + 5°С… + 50°С.
Относительная влажность воздуха при температуре +25°С до 80 %.
Атмосферное давление до 525 мм рт. ст. (69994,05 ПА).
Состав оборудования ЛККС-А2000 приведен в таблице 5.5., а внешний вид показан на рис.5.17 и 5.18.
Таблица 5.5. Состав аппаратуры ЛККС-А2000
№ п/п
Наименование оборудования
Количество
1.
Антенно-фидерное устройство глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS с кронштейном
2.
Универсальная 19-ти дюймовая стойка с вентиляцией
3.
Блок спутниковый навигационный (БСП)
4.
Блок вычислительно-коммутационного устройства (БВКУ)
5.
Источник бесперебойного питания (ИБП)
6.
Концентратор сети
7.
Блок передатчика VDB (сдвоенный) с антенно-фидерным устройством и мачтой для антенны VDB
8.
Блок приемника VDB (сдвоенный) с антенно фидерным устройством
9.
Блок питания линии передачи данных (сдвоенная) (БП)
10.
Лицензионная операционная система QNX с функцией реального времени и прикладное программное обеспечение «НППФ Спектр»
11.
Панель диспетчера
Внедрение высокоточного дифференциального спутникового режима не только экономически целесообразно, но и существенно повышает уровень безопасности полётов, особенно на этапах неточного и точного захода на посадку.
— Спутниковый навигационный блок ЛККС-А2000 содержит три навигационных приемника, которые позволяют принимать одновременно сигналы навигационных спутников GPS (10 каналов) и ГЛОНАСС (10 каналов), находящихся в зоне видимости антенн.
Входная чувствительность приемников позволяет располагать приемные антенны диапазона частот (1,5-2) ГГц на расстоянии до 30м от входа приемников. Вычислительные средства и программное обеспечение приемников вычисляют дифференциальные поправки «псевдодальностей» и скорости их изменения для навигационных спутников обеих систем, ГЛОНАСС и GPS, с учётом введенных в память приемников координат расположения станции.
Поправки выдаются с учетом времени и систем координат, принятых для каждой навигационной системы, в формате SARPS 2 раза в секунду. Кроме выдачи поправок, в фоновом режиме происходит прием альманахов обеих систем.
Спутниковый приемник системы выходного контроля работает в дифференциальном режиме определения координат, с использованием дифференциальных поправок, вычисленных и контролируемых первым и вторым приемниками.
Программы, реализующие контроль целостности и качества спутниковой информации, производят комплексный анализ вычисленных спутниковыми приемниками поправок псевдодальности и скорости их изменения, и получают их оценки по каждому навигационному спутнику. Математическая модель данной программы, реализованная в программном обеспечении, гарантирует следующие характеристики системы:
При определении превышения заданного порога каким-либо из спутников, поправки по этому спутнику помечаются признаком отбраковки спутника, в соответствии с выбранным стандартом SARPs.
Если, число неотбракованных спутников станет менее 4, станция выдает предупреждение о недостоверности передаваемой информации.
Это предупреждение автоматически снимается при восстановлении числа не отбракованных спутников до 4 и более.
Кроме того, спутниковый приемник системы выходного контроля (ПСВК), работающий в дифференциальном режиме, использует поправки вычисленные станцией для определения своих координат и передает их в вычислительный блок для сравнения с истинными (геодезически точными) координатами антенны станции, хранящимися в памяти станции.
Рис.5.17. Стойка с аппаратурой и антенны ЛККС-А2000
Рис.5.18. ЛККС-А2000. Панель диспетчера
Связь в перспективной CNS
В области авиационной электросвязи в настоящее время признано необходимым [19] :
¾ сохранение речевых ОВЧ – каналов связи «борт – Земля»;
¾ внедрение цифровых линий передачи данных (ЛПД);
¾ использование спутниковых каналов связи;
¾ использование ЛПД режима S вторичной радиолокации;
¾ развитие сети наземных телефонных и телеграфных каналов связи;
¾ создание комплексной сети авиационной электросвязи ATN.
Аналоговая радиосвязь в ВЧ диапазоне обладает ограниченными возможностями из-за непостоянства характеристик распространения радиосигналов. Поэтому, по мере расширения использования спутниковой связи, применение средств ВЧ диапазона будет снижаться. Тем не менее, для океанических и отдалённых районов радиосвязь в ВЧ диапазоне будет поддерживаться и применяться в обозримом будущем.
Параллельно с использованием традиционных средств происходит достаточно активное внедрение передачи данных по цифровым каналам связи различной физической природы.
Анатолий Липин Доцент кафедры Аэронавигации Санкт-Петербургского государственного университета ГА
Эксперт » A viation EX plorer»
В п. 2.16 ФАП РТОП к средствам радионавигации и посадки отнесены как традиционные средства так и GNSS. Далее рассмотрены вопросы связанные с GNSS.
Навигационное обслуживание GNSS обеспечивается с помощью различных комбинаций следующих элементов GNSS, установленных на земле, на спутниках и (или) на борту ВС:
В ФАП РТОП представлено наземное оборудование:
– ЛКСС предназначена для формирования и передачи ВС дифференциальных поправок к псевдодальностям навигационных спутников и информации о целостности сигналов, излучаемых навигационными спутниками;
– ЛКСМ – средство (система) мониторинга, регистрации и хранения состояния навигационного обслуживания GNSS в районе аэродрома.
ЛКСМ вместе со средствами индикации на рабочих местах диспетчеров позволяет определить возможность, с учетом требований по точности определения пространственного положения, выполнения намеченной операции с использованием GNSS по типу созвездий: ГЛОНАСС, ГЛОНАСС + GPS в районе аэродрома и подходе.
Наличие ЛКСМ является обязательным условием для допуска к полетам с использованием GNSS для допущенных операций в районе аэродрома, если запись и хранение информации GNSS, относящихся к этим операциям с использованием GNSS, не осуществляется каким-либо другим образом.
Мониторинг сигнала GNSS
О каких операциях идет речь с применение GNSS? Использование GNSS предполагает выполнение полета методом зональной навигации. В России на многих аэродромах публикуются SID RNAV (GNSS), STAR RNAV (GNSS), не точный заход на посадку RNP APCH и точный заход на посадку с применением GLS.
Система мониторинга предназначена для регистрации, хранения и доведения информации о мониторинге сигналов GNSS до органов ОВД и пользователей воздушного пространства. Доведение информации производится в случае, если необходимо предпринять меры, направленные на обеспечение безопасности полетов, которые могут включать:
– введение эксплуатационных ограничений на использование конкретного вида обслуживания GNSS в зависимости от уровня эксплуатационной готовности;
– оповещение пользователей воздушного пространства об имеющихся несоответствиях характеристик навигационного обслуживания GNSS.
Система мониторинга может использовать для этих целей информацию, поступающую к ней по каналам связи от удаленных ЛКСМ и ЛККС.
Доведение информации до органов ОВД и пользователей воздушного пространства осуществляется по различным каналам связи, а также через публикацию извещения об оперативных изменениях в правилах проведения и обеспечения полетов и аэронавигационной информации (NOTAM).
Следует отметить, что положения ФАП РТОП предъявляют требования к органам ОВД по информированию пилота о качестве сигнала GNSS в районе аэродрома, при заходе на посадку и вылете.
Функции RAIM
Заход на посадку на конечном участке, основанный на GNSS, со спецификациями: RNP APCH, RNP AR APCH, относится к неточному заходу на посадку.
У многих российских эксплуатантов в Руководстве по производству полетов (РПП) в Части А, главе 8 представляется подобная информация:
«При выполнении полетов с обязательным применением спецификаций PBN, основанных на GNSS: RNP APCH, RNP AR APCH пилоту необходимо убедиться в способности GNSS обеспечить приемлемый уровень характеристик. Для этого необходимо запросить у полетного диспетчера RAIM REPORT, позволяющий оценить непрерывность и точность данных GNSS на всех этапах маршрута. Кроме того, перед заходом на посадку за 15 мин произвести RAIM контроль».
Функции RAIM заключаются в оценке возможности использования GNSS для соответствующего этапа полета: маршрут, STAR, заход на посадку, SID.
Другим способом контроля целостности информации, получаемой от GNSS, является сравнение этой информации с навигационной информацией, получаемой от других навигационных систем, например, от инерциальной системы. Называется этот алгоритм Aircraft autonomous integrity monitoring (AAIM). Таким образом на борту ВС есть возможность определить качество принимаемого сигнала GNSS и принять решение о выполнении конкретной процедуры маневрирования в районе аэродрома.
Согласно РПП пилот обязан контролировать качество сигналов GNSS, Основанием этого является использование положений Doc 9849, Руководство по глобальной навигационной спутниковой системе (GNSS). Отметим, что в российских нормативных документах такие требования отсутствуют.
Отсутствие требований
В ФАП «Организация воздушного движения в Российской Федерации» (ФАП ОрВД) представлено:
«3.19. Органы ОВД должны незамедлительно информировать пользователей воздушного пространства и соответствующие службы о любом отказе или неполадках средств радиотехнического обеспечения полетов, средств и систем связи, навигации, наблюдения и посадки, имеющих существенное значение для обеспечения безопасности и/или эффективности производства полетов и/или предоставления диспетчерского обслуживания воздушного движения.
5.8. При получении доклада от экипажа воздушного судна о невозможности выполнять полет по стандартному маршруту вылета зональной навигации (отказ оборудования зональной навигации, аномалия системы спутниковой навигации, метеоусловия) и принятии экипажем решения продолжать выполнение полетного задания орган ОВД обязан принять меры к назначению маршрута без применения зональной навигации.
5.8.1. При заходе на посадку с использованием системы спутниковой навигации орган ОВД, осуществляющий управление на конечном этапе захода на посадку, информируется экипажем воздушного судна об основной и резервной системах захода на посадку.
5.8.2. При невозможности выполнять посадку по системе спутниковой навигации экипаж воздушного судна информирует орган ОВД, осуществляющий управление на конечном этапе захода на посадку, о решении на продолжение захода на посадку по резервной системе или об уходе на второй круг.
5.8.3. При получении информации об отказах технических средств, обеспечивающих посадку по зональной навигации, орган ОВД, осуществляющий управление на конечном этапе захода на посадку, информирует об этом экипажи воздушных судов, находящиеся у него на обслуживании и использующие зональную навигацию, и рекомендует заход на посадку по выбранной резервной системе».
Из содержания п. 3.19 видно, что органы ОВД незамедлительно информируют пилотов об отказе или неполадках средств навигации (GNSS), к которым можно отнести и неприемлемый уровне характеристик GNSS для захода на посадку, а из п. 5.8 видно, что пилот информирует диспетчера о невозможности выполнять посадку по GNSS.
При этом орган ОВД и пилот используют функцию RAIM для оценки качества сигнала GNSS. На рис. 1 представлена картинка планшета ЛККС из которой видно, что ЛККС осуществляет прогноз начиная от 1 часа в интервале 1 – 8 часов, а пилот на ВС имеет возможность осуществить прогноз для выполнения полета по трассе, STAR и неточный заход на посадку RNP APCH, RNP AR APCH с интервалом времени 5 минут в интервале ±15 минут относительно расчетного времени прибытия (ЕТА), рис. 2.
Рис. 1. Планшета ЛККС
Рис. 2. Страница экран CDU Topflight Thales–Smith FMS2 для определения прогноза GPS
Таким образом, на борту ВС информация о качестве сигнала GNSS может быть поручена более оперативно по сравнению и информацией от диспетчер ОВД.
В ФАП «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» в разделе «Снижение, заход на посадку и посадка» отсутствуют положения о получении информации от органа ОВД о приемлемом уровне характеристик GNSS.
Есть еще один аспект, который не оговорен в ФАП РТОП – уровень деградации сигнала GNSS.
Спецификации PBN
На российских аэродромах, с опубликованными SID RNAV (GNSS), STAR RNAV (GNSS), используется спецификация RNAV1. На некоторых аэродромах, например, Самара, Минеральные Воды, Мурманск, Тюмень информация о спецификации PBN отсутствует.
В этой связи вопрос. О каком уровне деградации сигнала GNSS диспетчеру ОВД необходимо информировать пилота? Если от RNAV1, RNAV 2 и RNAV 5, то и заход на посадку не возможен, а если RNP APCH и RNP AR APCH, то заход по STAR RNAV (GNSS) и SID RNAV (GNSS) будет возможным.
Следует отметить и тот факт, что в Санкт-Петербурге (Пулково) заходу на посадку по ILS предшествует STAR RNAV (GNSS) и отсутствует STAR сформированный на традиционных средствах навигации. В этом случае, если диспетчер ОВД сообщит о деградации сигнала GNSS, то возможность выполнить полет по STAR RNAV (GNSS) до IAF будет невозможен, но применяя векторение ВС оно будет выведено диспетчером в IAF. Однако, при интенсивном воздушном движение будут определенные сложности.
Кто будет информировать удаленного пилота
Если с ВС гражданской авиации вопрос по информированию о качестве сигнала GNSS в ФАП РТОП оговорен, то кто будет информировать удаленного пилоты, управляющего беспилотным ВС? В ФП ИВП опубликовано:
«52. Использование воздушного пространства беспилотным воздушным судном в воздушном пространстве классов A, C и G осуществляется посредством установления временного и местного режимов, а также кратковременных ограничений в интересах пользователей воздушного пространства, организующих полеты беспилотных воздушных судов, на основании плана полета воздушного судна и разрешения на использование воздушного пространства, за исключением:
а) выполнения полетов беспилотными воздушными судами в пределах прямой видимости, осуществляемых беспилотными воздушными судами с максимальной взлетной массой до 0,25 кг в светлое время суток на высотах менее 150 метров от земной или водной поверхности вне диспетчерских районов, диспетчерских зон, маршрутов обслуживания воздушного движения, маршрутов полетов воздушных судов, районов аэродромов (аэроузлов, вертодромов), запретных зон, зон ограничения полетов, специальных зон, мест проведения публичных мероприятий и официальных спортивных мероприятий, а также на удалении не менее 3 км от неконтролируемых аэродромов и посадочных площадок;
б) выполнения полетов беспилотными воздушными судами в пределах прямой видимости, осуществляемых беспилотными воздушными судами с максимальной взлетной массой от 0,25 кг до 30 кг в светлое время суток на высотах менее 150 метров от земной или водной поверхности вне диспетчерских районов, диспетчерских зон, маршрутов обслуживания воздушного движения, маршрутов полетов воздушных судов, районов аэродромов (аэроузлов, вертодромов), запретных зон, зон ограничения полетов, специальных зон, мест проведения публичных мероприятий и официальных спортивных мероприятий, а также на удалении не менее 5 км от неконтролируемых аэродромов и посадочных площадок».
Предполагается, что беспилотное ВС не должно мешать гражданским ВС, однако при ухудшении качестве сигнала GNSS оно может оказаться там, где его не ждут.
Резюме
Законодателю при внесении изменений в нормативные документы необходимо анализировать влияние предлагаемых изменения на сопутствующие документы.
Следует отметит положительный опыт ИКАО по внесению изменений в Приложения к Конвенции о международной гражданской авиации, документы серии PANS-OPS и документы серии Doc. При внесении изменений в документ, они всегда увязываются с положениями других документов, которые затрагивает изменение.
S7 Airlines в конце минувшего года стала первой среди российских авиакомпаний, получившей официальное одобрение Росавиации на выполнение заходов на посадку с использованием сигналов спутниковой системы GLS (GNSS Landing System).
GLS – спутниковая система захода на посадку, которая в настоящее время активно внедряется во всем мире. Разрешение получено для трех воздушных судов авиакомпании, Boeing 737-800NG.
В России наземными корректирующими станциями GBAS, позволяющими осуществлять заходы на посадку по GLS, на сегодняшний день оборудованы более 50 аэродромов. Аэропорты Кемерово и Тюмени (Рощино) уже допущены к таким заходам воздушных судов, в планах Госкорпорации по ОрВД – сертифицировать 10-15 аэродромов в год.
Основная цель такого оборудования – сделать еще более точным определение местоположения воздушного судна в пространстве и избежать ошибок при всех возможных внешних воздействиях на сигнал со спутников, который принимает лайнер, в том числе и во время выполнения точного захода на посадку.
Передовые технологии, используемые при создании системы, позволяют экипажам воздушных судов заходить на посадку даже в том случае, если традиционное аэропортовое оборудование по каким-то причинам отключено или неисправно. Уже сегодня самолеты, оборудованные GLS, могут заходить на посадку при метеоусловиях, соответствующих категории I ИКАО (высота принятия решения не менее 60 метров, а в ближайшие годы планируется, что заходы на посадку GLS будут обеспечивать точные заходы до категории IIIА ИКАО, т.е. до высоты выравнивания 15 метров (пока эти процедуры не стандартизованы).
Принцип действия системы простой: местоположение самолета определяется по спутникам ГЛОНАСС и GPS, но, поскольку погрешность в данном случае является слишком большой для обеспечения точного захода, вводятся наземные корректирующие станции GBAS (Ground Based Augmentation System), они же ЛККС (локальная контрольно-корректирующая станция), передающие дополнительный сигнал. Поскольку они, в отличие от спутников, неподвижны и при этом находятся значительно ближе, точность определения координат значительно возрастает и погрешность не превышает 3 метров.
Использование GLS имеет ряд преимуществ по сравнению с системой ILS — основным на сегодня способом точного захода на посадку по приборам. Так, одна ЛККС может обслуживать сразу несколько полос и направлений, в то время как для ILS требуется по два радиомаяка (курсовой и глиссадный) возле каждого из торцов каждой ВПП. При этом для настройки на них будут использоваться разные частоты: то есть, на аэродроме с двумя параллельными ВПП частот будет четыре, а ЛККС хватает одной частоты для поддержки до 48 различных схем захода на посадку. Кроме того, ЛККС не так требовательна к месту размещения. Поэтому с ее помощью можно обеспечить точным заходом даже те ВПП, где невозможно установить ILS, а также снизить количество ограничений по рулению самолетов. Также ЛККС требует менее частых проверок и обслуживания, и меньше зависит от влияния помех, ведение по глиссаде осуществляется более плавно.
При этом приемники, установленные на борту, могут одновременно использовать и сигналы GLS, и сигналы ILS, что обеспечивает еще более высокую точность, а также надежность на случай отказа одной из систем во время захода на посадку (при использовании только одной системы в этом случае пришлось бы уйти на второй круг).
«S7 Airlines активно внедряет новейшие современные технологии для повышения уровня безопасности и регулярности полетов. Новую систему GLS мы начинаем использовать одними из первых в мире, одновременно с нашими зарубежными партнерами. Среди прочих преимуществ выполнение заходов по GLS позволит повысить регулярность полетов, что является одним из приоритетов в обслуживании пассажиров», — отметил генеральный директор авиакомпании «Глобус» Вадим Клебанов.
Методически различий между заходами на посадку по GLS и ранее выполняемыми заходами на посадку по сигналам курсо-глиссадных радиомаяков инструментальной системы посадки ILS не отмечается. Стереотип действий летчика сохраняется.
Оборудование GLS штатно устанавливается на Boeing-747-8 и 787, а в качестве опции доступно для 737NG, Airbus A320, A330, A340 и A380.
