Krzysztof Banaszek 20.11.2006

1. „Dziś, jutro, pojutrze technologii satelitarnych”Przygotowanie ekspertyzy cząstkowej wspomagającej prace panelu nawigacji satelitarnej projektu Foresight pt. „Obszary zastosowań nawigacji satelitarnej w lotnictwie cywilnym” Krzysztof Banaszek 20.11.2006

2. Satellite GPS Based Augmentation System (SBAS) GNSS GLONASS GALILEO (TBD) Ground Based Aircraft Based Augmentation System Augmentation System (GBAS) (ABAS) AAIM AircraftAutonomous IntegrityMonitoring Autonomiczne monitorowanie integralności statku powietrznego RAIM ReceiverAutonomous IntegrityMonitoring Autonomiczne monitorowanie integralności odbiornika ICAO - GNSS

3. ICAO – wymagania na system • Państwa – Sygnatariusze Konwencji ICAO (Międzynarodowej Organizacji Lotnictwa Cywilnego) zobowiązane są zgodnie z Art. 37 i 38 stosować SARPs (Standardy i Zalecane Praktyki) lub powiadomić o odstępstwach w zakresie SARPs. • W chwili obecnej w SARPs (Załącznik 10 Tom 1 do Konwencji ICAO) zdefiniowano wymagania dla systemów GLONASS i GPS wykorzystujących częstotliwość L1. Sygnał GPS L1 z z kodem C/A – Coarse Acquisition. • Ponadto ICAO zdefiniowała wymagania dla systemów ABAS (aircraft-based augmentation system) i SBAS (satellite-based augmentation system) oraz GBAS (ground-based augmentation system). • Przyszłe wymagania jakie definiowane będą dla zastosowań w lotnictwie cywilnym planuje się na podstawie spodziewanego rozwoju infrastruktury: • b) GPS/L5: Wstępne możliwości operacyjne - 2012, Pełna funkcjonalność - 2015; • d) GLONASS/L3: zgłoszona dostępność od 2008; • e) Galileo/L1: zgłoszona dostępność od 2008 ; • f) Galileo/E5a: zgłoszona dostępność od 2008; • g) Galileo/E5b: zgłoszona dostępność od 2008. • Należy założyć, że w przypadku pojawienia się każdego nowego sygnału w przestrzeni niezbędny jest okres od jednego do dwóch lat na ocenę i certyfikację sygnału do zastosowań w lotnictwie cywilnym w ramach zastosowań specjalnych (tzw. safety-of-life applications).

4. ICAO – zastosowania • W zakresie faz lotu rozróżnia się: lot po trasie, lot w terminalu, podejścia początkowego, podejście do lądowania oraz odlot po starcie. • Przez kilka ostatnich dziesięcioleci funkcjonowały zdefiniowane przez ICAO podejścia nieprecyzyjne-NPA oraz podejścia precyzyjne-PA w kategoriach (CAT) I, II, III (a,b,c). • Podejścia nieprecyzyjne bazują na wykorzystaniu pomocy nawigacyjnych typu NDB, VOR i DME. Podejścia precyzyjne bazują na wykorzystaniu systemów ILS, a ostatnio na części lotnisk instalowane są systemy MLS. • W związku z pojawieniem się możliwości wykorzystania systemów GNSS (GPS, GLONASS, SBAS, GBAS) w Zał. 6 ICAO zdefiniowano dwa dodatkowe typy podejść z prowadzeniem pionowym APV (podejścia o wymaganiach „między” NPS i PA): • a) Baro-VNAV - podejścia wykorzystujące prowadzenie pionowe z wysokościomierza barometrycznego wchodzącego w skład FMS (flight management system) samolotu (rozwiązania wymaga zastosowania odpowiedniego komputera pokładowego) • b) APV I, APV II - podejścia wykorzystujące prowadzenie pionowe z systemu SBAS GNSS. W obu przypadkach pozycja w płaszczyźnie poziomej wyznaczana jest przez odb. GNSS. • Ponadto zdefiniowano podeście precyzyjne CAT I GBAS z wykorzystaniem systemu GNSS z naziemnym systemem wspomagającym – trwają prace nad certyfikacją tego typu systemów (np. LAAS w USA). • W latach 90-tych XX wieku całość wymagań nawigacyjnych oparto o koncepcję RNP (Required Navigation Performance) definiowanych dla różnych faz lotu, która „uniezależnia” nawigację od fizycznej lokalizacji urządzeń/systemów.

5. Przepisy ICAO - RNP • Dokumenty ICAO: • Rezolucje Rady ICAO:(A31-6, A32-19, A32-20) • Załączniki do Konwencji Chicago: 2, 4, 6, 10, 11, 14, 15

6. RNP

7. Rodzaje podejść/nawigacja TMA • Dolot VFR, IFR (Procedury SID/STAR) • Podejścia precyzyjne (ILS Cat. I), • Podejścia nieprecyzyjne (NAP z wykorzystaniem NDB, VOR/DME) • Doloty z dróg lotniczych (RNAV) – procedury P-RNAV w TMA. • Przeszkody lotnicze („operat” w WGS-84) • OCA dla lotniska (płaszczyzny wyznaczane w oparciu o dane w WGS-84).

8. 16 m 220 m 20m Płaszczyzna pozioma MDH ( 250 ft) 16 m MAPT 250 ft 8 m 200 ft Ścieżka 5.2% (3°) droga startowa Kategorie podejść NPA APV II CAT I APV I 16 m 220 m Pozioma 16 m Dokładność Pionowa --- 8 m 20 m 4 do 6 m Pozioma 40 m 40 m Limit alarmu 50 m Pionowa --- 10 do 15 m 20 m 250 ft Pionowa 250 ft DH/MDH (min.) 200 ft 200 ft 1200 m T.B.D Z światłami ląd. 550 m 550 m Wid. Poz. (mini.) 1800 m 1000 m T.B.D Bez świateł ląd. 1000 m zreduk. (ILS) bliska ILS bliska ILS Minima zależą od przeszkód Strefy ochronne 5.2% (3°) Ścieżka 5.2% (3°) 5.2%(3°) zniżanie + stabilizacja tak tak nie Wiarygodność / ciągłość SIS tak

9. Konwencjonalne urządzenia NAV VOR/DME ILS-LOC DVOD/DME NDB

10. Nawigacja trasowa – TGL-2 B-RNAV w Polsce od 1998! AIC 09/98

11. Podejścia NPA – TGL-3 rev1 Tylko NPA dla statków zgodnych Z TGL-2

12. Przyszłość • Podejścia APV – Approach with Vertical Guidance • Baro-VNAV • Augmented GNSS • SBAS • GBAS • GRAS (Australia) • GPS + Galileo • Doloty GNSS • ADS-B • Nowe standardy separacji GNSS • Drogi lotnicze oparte na RNP • Rozwój GPS (L5 frequency) • Budowa GALILEO (odbiorniki zintegrowane)

13. Przyszłość - rozwój GPS/GLONASS/GALILEO

14. Część pokładowa / załoga • Wyposażenie nawigacyjne (pokładowe) • podstawowe, • zapasowe • Certyfikacja wyposażenia pokładowego • Klasyfikacja ICAO dla GNSS/NAV (system jedyny, podstawowy, zapasowy) • Systemy zapasowe – konwencjonalne • Uprawnienia pilota dla GNSS, szkolenia

15. Wybór systemu nawigacyjnego • Nawigacja konwencjonalna, • B-RNAV (drogi lotnicze), P-RNAV (TMA lotnisk a docelowo również drogi lotnicze) • RNP – RNAV (docelowe rozwiązania ICAO) • P-RNAV w oparciu o DME/DME lub rozwiązania GNSS • Przyszłość VOR/DME trasowych, NDB (np. jako minimalnego zapasu dla GNSS) • Nowe koncepcje ICAO / FAA – PBN (Performance Based Navigation).