بخشی از مقاله
چکیده -
صنعت هوانوردی در حال ساخت یک سیستم جدید برای موقعیتیابی و فرود بر مبنای سیستم ماهوارهای رهیابی جهانی - GNSS - است. سیستم فرود GNSS اطلاعات رهیابی ماهوارهای و زمینی را در هم ترکیب میکند تا اطلاعات موقعیت لازم برای هدایت نزدیک شدن - Approach - و فرود فراهم کند. مزایای بالقوه GLS شامل توانمندی برخاست و فرود بسیار بهبودیافته در فرودگاههای سراسر جهان و با هزینه کمتر، سرویس بهبود یافته GLS در فرودگاهها و باندهای دیگر، و درنهایت جانشینی برایILS است.
-1 مقدمه
بیش از 10 سال است که صنعت هوانوردی در حال ساخت سیستم موقعیتیابی و فرود بر مبنای سیستم ماهوارهای رهیابی جهانی - GNSS - است.[1] این تلاشها در سال 2001 به اوج خود رسید، وقتی سازمان هوانوردی غیرنظامی بینالمللی - ICAO - یک استاندارد بینالمللی را برای سیستم فرود بر مبنای اصلاح محلی دادههای GNSS تا سطحی که از نزدیک شدنهای با ابزار پشتیبانی کند تأیید کرد
استانداردهایی ICAO و مشیهای توصیهشده - SARPS - ویژگیهای یک سرویس سیستم افزایش زمینی - GBAS - که با یک مقام فرودگاهی یا فراهمکننده سرویس ترافیک هوایی قابلارائه است تعریف میکند.[3,4] سرویس GBAS سیگنال صادرشده را در فضایی که برای هواپیماهای مجهز قابلاستفاده است بهعنوان مبنای سیستم فرود - GLS - GNSS فراهم میکندSARPS .[5,6] اولیه از یک سرویس نزدیک شدن پشتیبانی میکند. اصلاحات آینده باید به سمت سرویسهایی با کمترین دید - یعنی، برخاست، Approach و فرود آمدن - و عملیات تاکسی در دید پایین منجر شود.[7,8] این مقاله موارد زیر را شرح میدهد:
-1 عناصر [9]GLS
-2 عملیاتی که از GLS استفاده میکنند
-3 تجربه عملیاتی
GLS متشکل از سه عنصر عمده است- یک مجموعه ماهوارهای جهانی است که از موقعیتیابی راهیابی جهانی پشتیبانی میکند، ساختمان GBAS در هر فرودگاه مجهز سیگنالهای اصلاح ماهوارهای راهیابی محلی ، الکترونیک هوابرد در هر هواپیما که هدایت و کنترل را بر مبنای سیگنالهای ماهواره و GBAS پردازش و فراهم میکند.
GLSاز مجموعه ماهوارهای رهیابی - برای مثال، سیستم موقعیتیابی جهانی ایالاتمتحده [GPS] ، سیستم گالیله اروپایی برنامهریزیشده - برای سرویس موقعیتیابی اساسی استفاده میکند. مجموعه GPS در حال حاضر در محل خود قرار دارد و برای بهبود در طی دهههای آینده برنامهریزیشده است. مجموعه گالیله طوری برنامهریزیشده بود که در سال 2008 در دسترس بود.
سرویس موقعیتیابی اساسی بهصورت محلی-در فرودگاه یا نزدیک آن- از طریق ساختمان ارسال رادیویی GBAS افزایش پیدا میکند. چون ساختمان زمینی در یک نقطه معلوم نقشهبرداری شده قرار دارد، GBAS میتواند خطاهای موجود در دادههای موقعیتیابی اساسی را تخمین بزند. گیرندههای مرجع در GBAS دادههای موقعیتیابی اساسی را با موقعیت معلوم ساختمان مقایسه میکنند و اصلاحات را بر یک مبنای ماهواره به ماهواره محاسبه میکنند. این اصلاحات معیار اصلی موردتوجه مسافت بین ساختمان GBAS و ماهوارهها است. مجموعه ماهوارهای بهطور مداوم در حال حرکت است، و ماهوارهها در افق وقتی از هر نقطه از زمین آنها را مشاهده میکنیم در حال بالا رفتن یا پایین آمدن هستند.
شکل 1 - 2 عناصرGLS
GBAS اصلاحات را برای همه ماهوارههایی که معیارهای مشخص شده in-view را تأمین میکنند محاسبه میکند و آن اطلاعات را برای هواپیماهای نزدیک در پیوند دادههای پخش دادههای - VDB - VHF ارسال میکند.
هواپیماهای بوئینگ که در حال حاضر تولید میشوند محتوی گیرندههای چندحالتی - - MMR هستند که از سیستم فرود با ابزار - ILS - و عملیات اساسی GPS پشتیبانی میکنند. این MMRها را میتوان برای پشتیبانی از GLS و عملیات بالقوه سیستم فرود ریزموج تعدیل کرد. توانمندی از طریق افزودن یک گیرنده و پردازش در MMRهای دادههای GBAS ارائهشده از طریق پیوند دادههای VDB پشتیبانی میشود.
MMRها از داده های محلی دریافتی از GBAS برای هر ماهوارهای که هواپیما و GBAS به اشتراک دارند استفاده میکنند. به علت تفاوتهای موقعیت و ارتفاعی و تأثیرات زمین محلی، GBAS و هواپیما نمیتواندلزوماً یک ترکیب از ماهوارهها را ببینند. سامانههای هواپیما فقط از آن دسته از اطلاعات ماهوارهای که بهوسیله دادههای اصلاحی دریافتی از GBAS پشتیبانی میشود استفاده میکنند. وقتی هواپیمانسبتاً به ایستگاه GBAS نزدیک است، دادهها بیش از همه زمانها مؤثر است، و MMRها میتوانند یک موقعیت بسیار دقیق را محاسبه کنند.
-3 عملیاتی که ازGLS استفاده میکنند
یک ایستگاه زمینی GBAS بهطورمعمول سرویس نزدیک شدن و فرود را برای همه باندها در فرودگاهی که در آن نصب است فراهم میکند. GBAS میتواند حتی سرویس نزدیک شدن محدود را برای فرودگاههای نزدیک فراهم کند. هر جهت نزدیک شدن به باند مستلزم تعریف یک بخش نزدیک شدن - FAS - است تا مسیر مطلوب برای نزدیک شدن، فرود و خروج مشخص شود. دادههای FAS برای هر رویکرد با فراهمکننده سرویس GBAS تعیین میشود و بهطورمعمول پس از نصب ایستگاه زمینی GBAS تائید میشود.
یک ویژگی که GLS را از یک سیستم فرود سنتی مثل ILS متمایز میکند ظرفیت مسیرهای نزدیک شدن نهایی چندگانه، زوایای شیب لغزش - - glideslope angles، و مسیرهای نزدیک شدن ازدسترفته یک باند خاص است. به هر نزدیک شدن یک هواپیمای شناسایی بیمانند برای یک FAS خاص، شیب لغزش، و ترکیب نزدیک شدن ازدسترفته اختصاص پیدا میکند.
دادههای FAS برای همه نزدیک شدنهایی که بهوسیله ساختمان GBAS پشتیبانی میشود از طریق یکپارچگی دادههای اصلاحی محدودههای ماهوارهای - یعنی، از طریق پیوند دادههای - VDB را به هواپیما ارسال میکند.MMR ها دادههای FAS را پردازش میکنند تا یک شاخص -ILS - مانند - را با استفاده از مسیر نزدیک شدن نهایی تولید کنند. این انحرافها در ابزارهای پرواز خلبان - برای مثال، صفحهنمایش اصلی پرواز - - PFD به نمایش درمیآید و سامانههای هواپیمایی مثل سیستم هدایت پرواز - برای مثال، خلبان خودکار و مدیر پرواز - برای هدایت فرود استفاده میشود.
استفادهGLS - مانند - ILS برای پشتیبانی از درک عمومی پرواز و سامانههای هواپیمایی در تلفیق به دلایل ایمنی و اقتصادی انتخاب شد که منجر به ارائه یک خلبان و دستگاهی با رابط مطلوب با هزینهای معقول میشود.
استفاده از رویههای عملیاتی مشابه آنچه برای نزدیک شدن ILS و سامانههای فرود مشخصشده است آموزش خدمه را کاهش میدهد، استفاده از ابزار آشنا و رویهها، درک پرواز را تسهیل میکند، برنامهریزی عملیات خدمه هواپیما را ساده میکند و به استفاده مداوم از صفحهنمایش درک پرواز و اعلامها اطمینان میبخشد. - برای مثال، منبع اطلاعات راهنما که در PFD در شکل 2-3 نشان داده شده است بیشتر GLS است نه . - ILS مقیاس بندی اطلاعات انحراف از مسیر در صفحهنمایش خلبان برای نزدیک شدن GLS میتواند برابر با مقیاس بندی فراهم آمده برای نزدیک شدن ILS باشد. بنابراین، خلبان میتواند یک نزدیک شدن GLS را با استفاده از یک نمایش که معادل نمایشی است که در نزدیک شدن ILS استفاده میشود نظارت کند.
شکل 1-3 صفحهPFD و نمایش اطلاعات راهنما برای فرود با GLS
شکل 1-3 یک بازنمایی معمول PFD را برای نزدیک شدن GLS نشان میدهد. اعلان حالت پرواز در PFD برای نزدیک شدن GLS به شکل "GLS" است و برای نزدیک شدن ILS به شکل "ILS" است.
خلبان در آماده شدن برای یک نزدیک شدن GLS، GLS را بهعنوان منبع راهیابی انتخاب میکند و نزدیک شدن خاصی را برای پرواز انتخاب میکند. این کار با انتخاب نزدیک شدن GLS از طریق FMS - شکل - 2-3 یا با ورود طرح نزدیک شدن در یک پنل مخصوص کنترل راهیابی - شکل - 3-3 انجام میپذیرد. درهرصورت، یک عدد کانال پنجرقمی بیمانند با هر نزدیک شدن مرتبط است.
خلبان با FMS احتیاجی به واردکردن عدد کانال ندارد بلکه تنظیم بهصورت خودکار بر مبنای نزدیک شدن انتخابی انجام میشود، درست همانطور که اکنون برای ILS انجام میشود. البته، برای هواپیمایی که مجهز به پنل های تنظیم راهیابی جداگانه است، خلبان MMR ها را با واردکردن یک عدد کانال GLS در آن پنل تنظیم میکند. این مشابه پرواز با ILS است که در آن یک خلبان ILS را با استفاده از یک فرکانس راهیابی VHF مخصوص تنظیم میکند. همانند وضعیت موجود برای ILS، دادههای خاص شناسایی GLS در صفحات دیگر - مثل - APPROACH REFکه باعث شناسایی باند فرود میشود
شکل 2- 3 نمایش دادههای خاص شناسایی GLS
فارغ از روش انتخاب، عدد پنجرقمی کانال GLS با فرکانسی که برای استفاده VDB و با یک شناساینده برای نزدیک شدن خاص و مسیر نزدیک شدن ازدسترفته - مجموعه دادههای - FAS که مطابق با نزدیک شدن مطلوب است رمزگذاری میشود.
شکل 3-3 یک پنل کنترل مورداستفاده برای تنظیم رادیوهای راهیابی، ازجمله GLS، برای -700/-800/-900 737_600/ را نشان میدهد.
صفحه نزدیک شدن - - APPROACH REF عدد کانال برای هر نزدیک شدن و یک شناساینده نزدیک شدن چهارحرفی را برای حصول اطمینان از یکپارچگی بین کانال و روند نزدیک شدن انتخابی خلبان نشان میدهد. شناساینده نزدیک شدن - - APPROACH از بلوک دادههای FAS خوانده میشود و روی PFD برای فراهم کردن تأیید مثبت که درواقع نزدیک شدن مطلوب انتخابشده است به خلبان نشان داده میشود.
