wtorek, 28 grudnia 2010

Wykorzystanie GNSS w lotnictwie


Od końca lat osiemdziesiątych Instytut Nawigacji Powietrznej w Brukseli,  przy poparciu ICAO, prowadzi badania nad nawigacyjnym systemem przyszłości zwanym FANS (ang. Future Air Navigation System), który jest częścią międzynarodowej koncepcji „Free Flight”, czyli bezpiecznego użytkowania przestrzeni powietrznej bez konieczności korzystania z dróg lotniczych. Celem pomysłu jest efektywniejsze wykorzystanie przestrzeni powietrznej, a co za tym idzie znaczna poprawa ekonomiki przewozów lotniczych. Przy obecnej organizacji ruchu lotniczego, lot statku powietrznego polega na realizacji planu lotu. Plan ten wymaga lotu po ustalonej trasie, ograniczonej do wyznaczonych odcinków dróg lotniczych. Nawigacja jest prowadzona według naziemnych pomocy radionawigacyjnych, w rezultacie struktura tras opartych o nie jest uzależniona od ich lokalizacji. W warunkach „Free Flight” pilot będzie miał możliwość wyboru trasy i parametrów lotu, powiadamiając kontrolera o zmianach.
Taka koncepcja organizacji ruchu lotniczego wymaga zarówno bardzo sprawnego systemu nawigacji lotniczej, jak też nadzoru ze strony ośrodków zarządzania ruchem lotniczym i oczywiście komunikacji pomiędzy poszczególnymi użytkownikami działającymi w systemie.
Aby osiągnąć powyższe założenia, systemy użyte w FANS muszą charakteryzować się wysoką niezawodnością, niezależnością od warunków atmosferycznych, ciągłością działania w całej przestrzeni powietrznej, automatyzacją działania oraz integracją podsystemów naziemnych i pokładowych.
Działanie systemu FANS polega na połączeniu w obrębie jednego systemu trzech funkcji: nawigacji, łączności, nadzoru. Według ICAO, koncepcja ta jest określana mianem CNS/ATM[1] (ang. communication, navigation and surveillance / air traffic management). W literaturze przedmiotu obydwie nazwy występują zamiennie, z tendencją powszechniejszego używania nazwy CNS/ATM.
Reasumując, badania zmierzają w kierunku opracowania jednolitego systemu, który zabezpieczałby zarówno nawigowanie statku powietrznego przez załogę we wszystkich fazach lotu i rodzajach przestrzeni powietrznej, kontrolę tego statku z ziemi również we wszystkich fazach lotu i rodzajach przestrzeni. Koncepcja taka określana jest mianem „gate-to-gate”. Kluczem do osiągnięcia tego celu są systemy satelitarne, określane pojęciem ogólnym, jako system GNSS (ang. GLOBAL NAWIGAION SATELLITE SYSTEM)

Globalny Plan Żeglugi Powietrznej dla Systemów CNS/ATM  (Doc. 9750) uznaje globalny satelitarny system nawigacyjny (GNSS) jako kluczowy element systemów łączności, nawigacji i nadzoru w procesie zarządzania ruchem lotniczym (CNS/ATM) i jako fundament, na którym państwa mogą budować usprawnione serwisy (służby oraz usługi) nawigacji lotniczej.
Standardy i wymogi (SARPs) dla GNSS zostały opracowane przez Komisję Globalnego Satelitarnego Systemu Nawigacyjnego i wprowadzone do Załącznika nr 10 ICAO, tom I w 2001 roku jako część Dodatku 76 tego załącznika. Materiał zawarty w Dodatku D do tomu I dostarcza rozszerzonych wskazówek odnośnie aspektów technicznych zastosowania GNSS w różnorodnych elementach lotu, jak operacje trasowe, czy operacje związane z  precyzyjnym podejściem kat I.
Powyższe wnioski wynikają z faktu, że zastosowanie tylko systemu GPS (pomiary w trybie autonomicznym) nie spełnia ścisłych wymagań lotnictwa. Dla spełnienia wymagań operacyjnych dla różnych faz lotu (tab. 1.1), podstawowe konstelacje wymagają systemów wspomagających. W zależności od zastosowanego źródła korekcji i sposobu jego transmisji do potencjalnego użytkownika rozróżniamy następujące kategorie podsystemów wspomagających:
·         ABAS (ang. Aircraft Based Augmentation System) - dane korekcyjne wypracowywane są w oparciu o urządzenia  znajdujące się na pokładzie statku powietrznego;  
·         SBAS (ang. Satellite Based Augmentation System) - transmisja danych korekcyjnych wypracowanych przez sieć stacji naziemnych  jest transmitowana do użytkownika za pośrednictwem satelity geostacjonarnego;
·         GBAS (ang. Ground Based Augmentation System) - transmisja danych korekcyjnych wypracowanych przez sieć stacji naziemnych  jest transmitowana do użytkownika za pośrednictwem łączy radiowych (w lotnictwie pasmo VHF).
Głównym zadaniem powyżej przedstawionych systemów jest zapewnienie odpowiedniej dokładności i wiarygodności systemu.


Brak komentarzy:

Prześlij komentarz