基于国产GBAS的咸阳机场CAT Ⅱ/Ⅲ精密进近引导飞行试验

卫星导航地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS),可以提高卫星导航的精度、完好性、连续性和可用性,使飞机在复杂天气和恶劣环境下依然能够实现安全、高效的进近和着陆,满足民航精密进近和着陆引导等高精度导航需求.目前GBAS一类精密进近(CATⅠ)服务水平已经完成验证和应用,但是其定位精度等服务水平仍不能完全满足民航需求.GBAS二类/三类精密进近(CATⅡ/Ⅲ)具有更好的服务水平,其技术和应用仍在开发验证中.为了提高民航运行效率和安全,急需开展基于CATⅡ/Ⅲ与CATⅢ的飞行校验活动.当前GBAS主要采用基于单频GPS的工作模式,在系统可用性、安全性和自主性方面非常受限,因此需要开发自主可控的兼容北斗的GBAS系统.本文设计了飞行校验方案,使用自主研制的国产GBAS设备,设计了飞行校验方案,在西安咸阳机场完成了CATⅡ/Ⅲ盲降精密进近着陆引导的GBAS飞行校验.试验结果表明:兼容北斗的国产GBAS具备支持CATⅡ/Ⅲ精密进近的能力,并且其性能远超传统仪表着陆系统(instrument landing system,ILS).这一成果的取得为我国航空运输的安全性提供了有力保障.

地基增强系统GBAS在精密进近中的应用分析

北斗地基增强系统 GBAS 作为我国自主研发的导航系统,已经完成基本系统的研制建设,具备为用户提供广域实施米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力。本文在分析基本加固系统的完整性及相关理论知识的基础上,结合民航未来发展应用,将理论知识通过计算和相关过程直接表达,对系统完整性理论进行了充分探索,为今后提高民航导航系统的安全性和可靠性铺平道路。

基于GBAS系统的深圳三跑道向北运行独立进近方案研究

深圳机场和香港赤鱲角机场之间直线距离近,跑道方向基本垂直,五边长度受限于香港管制区边界仅有17km,不能满足由南向北独立运行的空域需求。与此同时,香港机场三跑道的建设对深圳机场南侧空域进一步挤占,与深圳机场空域需求矛盾更加凸显。如何解决深圳机场由南向北独立进近问题,发挥多跑道运行的效益是摆在深圳机场面前的难题。GBAS系统即精密进近着陆引导方式卫星导航着陆系统,是新一代机场飞机导航、着陆、离场引导支持系统。它利用卫星导航信息,经过一系列精密算法处理,为飞机进近提供更安全、更可靠、更精确的引导信息,从而引导飞机精密进场、着陆。本文利用GBAS系统的优势,采用短五边曲线进近的形式,提出了深圳机场由南向北独立进近解决方案。

GLS进近的实施方法与优越性比较

GBAS(地基增强系统)是ICAO(国际民航组织)规划的基于GNSS(全球导航卫星系统)、采用DGPS(差分GPS)技术建立的系统,以它为基础的GLS(全球导航卫星地基增强着陆系统)成为目前最令人关注的一种新的着陆系统。不论是导航精度、系统的可靠性和稳定性,还是运营成本的降低,GLS都优于传统的ILS(仪表着陆系统)。本文从GLS系统和飞行实际相结合的角度,讨论了进近的实施方法,分析了进近的偏差和GLS进近的优越性。

非标称对流层误差对地基增强系统完好性的影响

地基增强系统(ground-based augmentation system,GBAS)中,由于不同路径方向区域范围内气象条件(温度、压强、相对湿度等)存在差异,导致系统差分修正误差中包含非标称对流层误差;即非零均值标准正态分布误差。在非标称对流层误差的影响下,机载端垂直保护级(vertical protection level,VPL)增加,系统完好性风险增大以及地面播发信号可用性降低。详细分析了非标称对流层误差对VPL的影响,发现非标称对流层误差与卫星仰角有关;并且跟踪可见卫星数目增多时,系统受非标称对流层误差的影响,VPL值进而增加。为了提高GBAS完好性,提出了一种新的选星算法,降低非标称对流层对VPL的影响,提高系统完好性信号(system in tegrity signal,SIS)可用性。仿真计算GBAS进近服务类型C(GAST C)和GBAS进近服务类型D(GAST D)场景下的VPL,分析改进的选星算法对系统完好性的影响。结果表明,改进的选星算法有效地降低了非标称对流层对GBAS完好性的影响,减小了机载端VPL值,降低了完好性风险,提高了在气象异常条件下GBAS信号的可用性。

地基增强系统的发展与应用

随着卫星导航系统的快速发展,以及陆基导航的固有缺陷,空中交通管理系统将逐步从陆基导航系统向星基导航系统过渡,地基增强系统(GBAS)应运而生,本文介绍GBAS系统的发展、基本组成及功能,设计了某机场建设GBAS系统的建设方案,并对未来GBAS系统在该机场的应用进行描述和分析。

卫星导航进近技术进展

全球卫星定位系统(GNSS)增强系统能提供全天候无间断的卫星导航信号,可以辅助飞机进行进近。本文介绍了全球卫星导航系统进近着陆系统的基本组成、工作原理和功能特点,并对国内外研究进展进行了阐述。针对GNSS进近研究中的热点问题,重点论述了地基增强系统(GBAS)、星基增强系统(SBAS)、用户自主完好性监测(RAIM)等技术的发展现状,指出了GNSS进近技术实际工程应用仍然存在的问题,探讨了GNSS进近技术未来的发展方向。

卫星导航差分系统和增强系统(十四)

3.4.2.3性能指标EGNOS系统要求连续稳定工作,目的是改善GPS系统的性能和稳健性。根据EGNOS系统任务要求文件,EGNOS系统的性能指标要求如表18所示,主要包括精度、完好性、可用性和连续性,服务类型包括开放服务、航路非精密进近NPA、Ⅰ类垂直引导进近APV-1三种。