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黄习
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1 AN-Conf/11-WP/20 12/5/03 第 11 次航行会议 2003 年 9 月 22 日至 10 月 3 日蒙特利尔议程项目 6 航空导航问题对以 GNSS 为基础的 II/III 类进近和着陆及机场地面运行的可行性评估由秘书处提交摘要本文件介绍了全球导航卫星系统专家组 GNSSP 对可以支持 II/III 类进近和着陆及机场地面运行的 GNSS 进行评估工作的结果文件是按照 ICAO 航行委员会 ANC 的要求制定的审议了利用 GNSS 地面增强系统 GBAS 开发全天候运行能力的相关挑战它还试图预测可以支持 II/III 类和地面运行的 GNSS 准备就绪的时间框架文件认可了 GNSS 服务支持这些运行的潜在效益认为 ICAO 应该推进这方面的开发工作会议的行动在第 5 段 1 引言 1.1 拥有一个能够在所有飞行阶段提供制导的单一系统可以使用户和服务提供者避免一些开支并获得效益尤其对于低能见度运行这些效益包括可以减少基础设施和运行人费用新的程序灵活的设置要求并提供机场地面制导 1.2 地面增强系统 GBAS 是实行了标准化的 GNSS 增强系统以此支持所有各类精密进近及着陆运行有一些国家正在进行开发和获取 GBAS 设备以支持 I 类进近和着陆运行还有一些国家正在研究和开发改善这些系统使其支持 II 类和 III 类运行以及机场地面运行 1.3 从 GBAS 获得的性能水平依赖于选来支持运行的构造情况例如更大的准确性和 / 或稳定性可以通过兼用地面和航空器上的双频率获得这种构造选择会直接影响有望实现的时间安排和某个特定构造的技术风险

2 AN-Conf/11-WP/ 精密进近和着陆 2.1 总则目前关于 GBAS 的标准和建议措施 SARPs 为 GLONASS 和 GPS 的核心卫星星座的增强并且支持 I 类精密进近做出了规定伽利略将加入核心卫星星座其当地组成部分也将实行标准化并在晚些时候成为对 GBAS SARPs 的修订附加的测距手段如地面测距手段将来可以纳入标准开发 GBAS 支持 II/III 类运行的一个目标就是把 I 类基本构造发展成为 III 类同时尽量减少对该基本构造的改变这就需要现行 I 类的航空电子设备能反向匹配 GBAS 支持精密进近的另外一个根本目标是变成象 ILS 一样尽管这一说法可能与其含义相去甚远但总的来讲 GBAS 的设计应最大程度地减少对航空器的实施飞行机组程序运行空中交通管制航空器认证航图航行通告等等的影响不论 GBAS 如何符合同 ILS 相通的这一目标它必须要象 ILS 一样达到相同的安全标准 2.2 I 类 GBAS ICAO 关于能够支持 I 类运行的 GBAS 的 SARPs 作为附件 10 的第 76 次修订的一部分于 2001 年 11 月 1 日开始生效 2001 年 11 月 RTCA 做完了机载设备 RTCA/DO-253A 各类不同配置的最低运行性能标准 MOPS 欧洲民用航空设备组织 EUROCAE 目前正在更新其多模式接收器 MMR 的 MOPS 以包含 GBAS ED 年初 EUROCAE 完成了地面设备 ED-114 的首期 MOPS 尽管目前在运行上没有批准使用符合 SARPs 的 GBAS 但在航空界已有大量的 GBAS 活动有一些国家有 I 类 GBAS 的原型系统并且正在取得安装测试和使用该系统的经验至少三家地面设备生产商正在开发符合 SARPs 的系统一些国家有购置方案并且至少有一个国家计划安装一些 GBAS 系统用计划在 2006 年具有初步运行能力的 GPS 来支持 I 类精密进近和着陆至少有三家航空电子设备销售商正在进行设备开发并且至少有一家销售商已经将一个符合 SARPs 的原型 MMR 安装在了一架实验航空器上至少有两家航空器制造商正在将设备组合在其制造的航空器上还有一些国家正在进行技术认证活动至少有两家航空器经营人有将设备引入其机队的方案 2.3 II/III 类 GBAS 为支持 II/III 类进近和着陆运行而制定 GBAS SARPs 的工作正在进行当中正在制定高层次的要求预计 SARPs 将于 2008 年前后完成以下是 I 类系统发展成为 III 类的关键问题概要性能要求的制定对 I 类运行的 GNSS 空间信号性能要求在附件 10 第 I 卷第 3 章的条中做过定义其要求是准确性完整性包括告警时间和告警限制连续性和可用性这些要求将得到扩展以包含 II/III 类性能 EUROCAE 和 RTCA 目前正在为 II/III 类制定要求过去的工作注重利用附件 10 的 ILS 标准

3 - 3 - AN-Conf/11-WP/20 及机载 EUROCAE/RTCA MOPS 的要求来推断对导航系统的误差特性高层次的要求然而有迹象表明由于 ILS 和 GBAS 的误差特性各异这类推断的要求可能会有过多的限制由两家航空器制造商进行的分析显示对于运输类航空器来讲 I 类 GBAS 提供的制导质量和准确性足以进行自动着陆因此 EUROCAE RTCA 和 GNSSP 也在研究推断具体的导航系统要求的新方法同时要达到为 ILS 规定的相同的完整性和连续性的风险水平如果这些选择方法能够变得成熟和有效那么要将符合 SARPs 的 I 类构造扩展以支持 II/III 类运行可能只需要很少的改变即可根据最终的性能要求可能有必要有第二个受保护的频率来从事 II/III 类运行使之具有充分的连续性性能能够通过使用双频卫星信息取得的性能效益例如改善消除电离层误差可能对于达到 III 类运行所需要的准确性和完整性程度是必要的空间信号的完整性确定 GBAS 地面次级系统符合空间信号完整性的要求是一项重大挑战用来设计 GBAS 并表明其符合 I 类要求的相同方法正在被用于更为严格的 II/III 类要求由于完整性的风险的要求和告警时间的要求更为严格可能要在设计上进行修改目前正在努力研究扩展设计用来支持 I 类的监控器并且确定现有地面系统设计上的其它支节问题连续性对于 ILS 支持 III 类的空间信号的连续性要求是比 I 类要严格四倍的一个因素一些专家认为如果用于 GBAS 这个差别将具挑战性因为卫星星座几何形状效果以及卫星中断的特点对满足更为严格的要求已成为一项更重要的因素由卫星几何形状或其失灵引发的连续性的运行中断可以通过使用额外的测距手段而减至最低程度由于当航空器非常接近 / 在地面并且减速时地面又有多下滑道 multipath 的情况下可能使性能衰减 RTCA 发现这一个因素是获得 III 类运行所需连续性的一个风险区域这对目前正在调查中的以代码为基础的各种系统可能是一个严重问题目前正在调查向使用以载波为基础的 carrier-based 测量法过渡看是否能够减缓这种衰减 VHF 数据广播 VDB 对跑道上的航空器的覆盖范围是 III 类运行担心的另一个问题可以在机场周边设置多个 VDBs 来为航空器提供可用信号但是这方面还有运行问题仍需解决服务的可用性目前正在进行研究以了解对不同的构造选择如使用的核心卫星星座和使用单频或双频测量法以及对性能要求的不同推测可以获得什么样的可用性程度在挑选构造和性能要求方面存在两个互相竞争的目标在至少保持目前安全水平的同时使可用性最大化还是将复杂性和费用减至最低程度如果单一频率能够满足 II/III 类的要求那么可以把第二个频率用来提供冗余服务以备第一频率无法使用例如受到干扰预计多频率的伽利略将在 2008 年的时间框架内就绪为 GPS 终生安全应用的第二个频率预期将在 2015 年的时间框架内可供使用地面测距手段也被认为是机场的伪卫星或 APLs 被提议用于 II/III 类构造作为业已增加

4 AN-Conf/11-WP/ 卫星数量的替代办法以此来改善服务可用性的总体程度 RTCA 在 1998 年制定了一项初级 APL 信号规范并将其保留在了其后对空间信号界面控制文件 RTCA DO-246B 的更新当中从那时起一些国家对 APLS 做了进一步开发并且正在进行原型和飞行实验活动尽管 APLs 的技术日趋成熟对在机场的安置伪卫星测距信号的完整性监控以及同非参与的机载 GNSS 接收机的匹配等问题仍然令人担心考虑到核心卫星星座在持续扩展和补充一些专家对继续开发 APLs 持保留意见例如使用多核心卫星星座如 GPS 和伽利略可能会消除一些地区对 APLs 的需求对 APLs 的最终需求取决于那些即将实施 GBAS 的特定机场对 GBAS 系统的高度可用性及卫星几何形状分布不足之处的需求软件问题 GBAS 系统内的软件较大在某些情况下与地面导航设备软件相比它要支持更为重要的功能对于一些专家来讲这本身就是一种隐忧由于重要程度的增加软件开发变得更加复杂耗时即使设计用来支持 I 类运行的制导质量能够支持 III 类着陆软件水平将不得不同 III 类运行所增加的重要性相适应 3. 地面运行年 RTCA 认为 SBAS 和 GBAS 构造皆可用于为地面运行提供制导和进行监测欧洲日本和美国正在进行开发和演示工作这方面的工作围绕着为航空器和机场车辆提供服务并且包含超出目前 SARPs 中所含的差分 GNSS 构造当前 RTCA 的工作目标是确定当前的 GBAS 设备如何能够支持在地面的应用尤其是在掌握情况方面 3.2 ICAO 当前的研究注重于应用 GNSS 作为定位探测装置来支持先进的地面活动制导和控制 A-SMGCS 4. 结论 4.1 一些 GNSS 专家预测到 2015 年有多个数量齐全的多频率核心卫星系统投入运行时用 GBAS 来支持 II/III 类和地面运行将在技术上成为可能还有一些 GNSS 专家预测该项服务可能早到 2010 年即可实现这取决于对 GBAS 构造的选择和性能方面的要求如可用性的情况 4.2 制定性能要求和标准的最终结果将在很大程度上决定可以支持 II/III 类进近和着陆运行的未来 GBAS 构造在全面提供使用时的复杂性尽管对未来 GBAS 构造的最终复杂程度尚不了解但上述 1.1 段所概述的潜在效益为继续进行解决所涉及的技术和运行问题的工作提供了理由 4.3 确定 GBAS 能够支持地面应用的工作正在进行评估 5. 会议的行动 5.1 请会议对 ICAO 为引进和应用非目视助航设备进行进近和着陆附件 10 航空电信第 I

5 - 5 - AN-Conf/11-WP/20 卷无线电导航设备附篇 B 的战略以及 CNS/ATM 系统全球航行计划 Doc 9750 提出修订建议时考虑本件的结论完

880041_C_Unique_REDACTED_.indb

880041_C_Unique_REDACTED_.indb 59 6A (i) (ii) (iii) (iv) (v) 63 500,000 500,000 (i) 18 (ii)(iii) (iv) 200,000 509 6 (a) (b) (c) (d) (e) 200,000 200,000 64 200,000 500,000 12 57 43C (i) (ii) 60 90 43C 14 5 50,000 43F 43C 65 (i) (ii)