地基增强系统GBAS和卫星导航着陆系统GLS

GBAS: Ground-Based Augmentation Systems,一种用户接收机导航增强信息来自于地面发射机的卫星导航增强系统,包 括空间导航卫星星座系统、地面增强系统和机载接收机系统三部分。

GLS: GBAS Landing System,基于GBAS导航性能增强的卫星着陆系统,包括实现精密进近和着陆的GBAS系统,以及与之相关的航空器功能。

传统仪表着陆系统ILS为上世纪30年代技术,
通过每条跑道安装的多对天线对飞机提供进近和着陆引导,
从而帮助飞机准确地降落在机场跑道上。

ILS的缺点包括容易受到干扰,
比如本站介绍过的发生在桃园机场的ILS信号干扰的案例;
还有维护费用高,每条跑道都需要专用的天线;
系统寿命仅有十几年,平均每半年就需进行一次维护更新,
本站曾经介绍过关西机场设备的检测验证
另外如果系统发生了破坏,重新安装起来要花很长时间,
比如广岛机场三类盲降重新启用的案例,
韩亚航空OZ162航班撞坏的天线花了半年才修好。

而新一代的GBAS系统则利用GPS定位,
做到只要一套系统便可为机场多条跑道提供引导,
从而使飞机下降角度、进近线路和天气状况的限制明显减少,
所收获的更精准信息能使空管部门更灵活地安排飞机的起降,最终提升机场流量。


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GBAS只用一个频道,半径23海里内所有飞机都可以接受降落所需数据。
飞机上集成GPS天线的多模式接收机对数据加以处理,
在驾驶舱显示器显示数据,并融合到自动飞行控制系统。

与传统的仪表着陆系统相比,
GBAS卫星导航着陆系统支持多种角度和路径的进近程序,
可以使飞机绕飞、避开障碍物和敏感地区,
从而极大地提高飞行安全性。

手头的一本杂志上曾经介绍过2011年和2012年全日空和日航使用波音787客机,
在大阪关西机场进行GBAS测试的数据。
当时使用的原型测试用进近图如下,
方式为GLS RWY24L,可以看到FMS输入的不是ILS的VHF频率,
而是"20653 GKN"的5位数字代码,代表该GBAS系统ID号码。

下图为波音787使用跑道06R进行GLS进近时的PFD显示,
可以看到上部红色箭头处的指示,捕捉到GBAS信号后显示出航向为"057"度,
此时距离跑道有"5.5"海哩,进近模式为"GLS",
其他使用方法跟现有ILS没有什么区别。

测试结果如下图中所示,红色为GLS自动降落,
蓝色为ILS手动降落,绿色为ILS自动降落的数据。
可以看到与ILS降落时比较,
GLS在捕捉到信号后,水平和垂直方向的偏移量基本接近于0,
并且变化要平滑的多,飞行很是稳定。

本次在大阪关西机场安装的设备如下,可以看到VDB天线安装在塔台上,
地面的4个GBAS基站安装在24R跑道入口附近。

2015年4月,中国民航在上海浦东机场完成了国内首次 GLS 演示验证飞行。
根据中国民航的资料,下图右下的图应该为空客飞机的PFD,
GLS的符号显示在右下方。

作为参考进近图也贴出来,可以看到GLS CH22016 116.75和GLS CH20761 116.75的字样,
所以虽然跑道不同,代码不同,但是使用的频率都是一样的116.75MHz。

资料1
资料2
卫星着陆系统(GLS) 运行批准指南 - 中国民用航空局

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