地基增強系統GBAS和衛星導航降落系統GLS

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GBAS: Ground-Based Augmentation Systems,一種用戶接收機導航增強資訊來自於地面發射機的衛星導航增強系統,包 括空間導航衛星星座系統、地面增強系統和機載接收機系統三部分。

GLS: GBAS Landing System,基於GBAS導航性能增強的衛星降落系統,包括實現精密進場和降落的GBAS系統,以及與之相關的航空器功能。

傳統儀器降落系統ILS為上世紀30年代技術,
通過每條跑道安裝的多對天線對飛機提供進場和降落引導,
從而幫助飛機準確地降落在機場跑道上。

ILS的缺點包括容易受到干擾,
比如本站介紹過的發生在桃園機場的ILS信號干擾的案例;
還有維護費用高,每條跑道都需要專用的天線;
系統壽命僅有十幾年,平均每半年就需進行一次維護更新,
本站曾經介紹過關西機場設備的檢測驗證
另外如果系統發生了破壞,重新安裝起來要花很長時間,
比如廣島機場三類盲降重新啟用的案例,
韓亞航空OZ162航班撞壞的天線花了半年才修好。

而新一代的GBAS系統則利用GPS定位,
做到只要一套系統便可為機場多條跑道提供引導,
從而使飛機下降角度、進場線路和天氣狀況的限制明顯減少,
所收穫的更精準資訊能使空管部門更靈活地安排飛機的起降,最終提升機場流量。


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GBAS只用一個頻道,半徑23海里內所有飛機都可以接受降落所需數據。
飛機上集成GPS天線的多模式接收機對數據加以處理,
在駕駛艙顯示器顯示數據,並融合到自動飛行控制系統。

與傳統的儀器降落系統相比,
GBAS衛星導航降落系統支持多種角度和路徑的進場程序,
可以使飛機繞飛、避開障礙物和敏感地區,
從而極大地提高飛行安全性。

手頭的一本雜誌上曾經介紹過2011年和2012年全日空和日航使用波音787客機,
在大阪關西機場進行GBAS測試的數據。
當時使用的原型測試用進場圖如下,
方式為GLS RWY24L,可以看到FMS輸入的不是ILS的VHF頻率,
而是"20653 GKN"的5位數字代碼,代表該GBAS系統ID號碼。

下圖為波音787使用跑道06R進行GLS進場時的PFD顯示,
可以看到上部紅色箭頭處的指示,捕捉到GBAS信號後顯示出航向為"057"度,
此時距離跑道有"5.5"海哩,進場模式為"GLS",
其他使用方法跟現有ILS沒有什麼區別。

測試結果如下圖中所示,紅色為GLS自動降落,
藍色為ILS手動降落,綠色為ILS自動降落的數據。
可以看到與ILS降落時比較,
GLS在捕捉到信號後,水平和垂直方向的偏移量基本接近於0,
並且變化要平滑的多,飛行很是穩定。

本次在大阪關西機場安裝的設備如下,可以看到VDB天線安裝在塔台上,
地面的4個GBAS基站安裝在24R跑道入口附近。

2015年4月,中國民航在上海浦東機場完成了國內首次 GLS 演示驗證飛行。
根據中國民航的資料,下圖右下的圖應該為空客飛機的PFD,
GLS的符號顯示在右下方。

作為參考進場圖也貼出來,可以看到GLS CH22016 116.75和GLS CH20761 116.75的字樣,
所以雖然跑道不同,代碼不同,但是使用的頻率都是一樣的116.75MHz。

資料1
資料2
衛星降落系統(GLS) 運行核准指南 - 中國民用航空局

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