Спутниковые системы навигации

В бортовом оборудовании спутниковой навигации, используемом в нашем училище (GNS 430W и Garmin 420) осуществляется первичная и вторичная обработка информации, поступающей от навигационного космического аппарата (НКА). Алгоритм первичной обработки информации предусматривает выполнение следующих операций: выбор рабочее созвездия из числа видимых спутников, расчет исходных данных по выбранным спутникам для работы систем поиска сигналов и измерения навигационных сигналов, выделение и декодирование эфемеридной информации и сбор полного альманаха системы, измерение навигационных параметров, сопровождаемых НКА.

Ко вторичной обработке информации относятся операции: вычисление геодезических координат, высоты и составляющих скорости ВС, уточнение шкалы времени UTC, оценка точности определения местоположения воздушно судна, контроль целостности навигационной информации (RAIM), а также выдача на индикацию и внешним потребителям навигационной информации. В GNS 430W и Garmin 420 используется база навигационных данных фирмы «Geppesen».Выбор рабочего созвездия из совокупности видимых спутников осуществляется по полученному ранее и хранящемуся в памяти альманаху, позволяющему на любой момент времени вычислить координаты всех НКА. Критерием выбора рабочего созвездия является получение наибольшей точности определения координат местоположения ВС.

Также необходимо упомянуть о функции RAIM, которая используется при эксплуатации GNS 430W и Garmin 420. Она необходима для определения отказа спутникового сигнала и для предупреждения пилота о недостоверности выдаваемой информации. Для обнаружения отказов (некачественного сигнала) с помощью функции RAIM, необходимо чтобы в зоне видимости антенны бортового оборудования спутниковой навигации находились более чем четыре спутника. При наличии пяти спутников, выполняется расчет пяти различных оценок местоположения и при существенных различиях может быть определенно, что один или более одного спутника дают неверную информацию. Потеря функции RAIM может происходить в двух случаях:

1. недостаточное число спутников находится в зоне видимости системы бортового оборудования, при этом определение местоположения может оставаться точным, но происходит потеря функции контроля целостности.

2. приемник обнаруживает отказ спутника. Этот вид предупреждения влечет потерю возможности использования бортового оборудования спутниковой навигации (БОСН).

При наличии в зоне видимости антенны БОСН шести и более спутников бортовое оборудование не только определяет наличие отказавшего спутника (функция RAIM), но и исключает отказавший спутник из навигационных расчетов, что позволяет продолжить навигацию по спутниковой навигационной системе.

GNS 430W и Garmin 420 относятся к оборудованию класса А, предназначены, как правило, для установки на небольшие воздушные суда. GNS 430W представляет собой приемоиндикатор, включающий приемник GPS, навигационный вычислитель с функцией RAIM и устройство управления индикацией. Оборудование содержит базу навигационных данных фирмы «Geppesen» и обеспечивает расчет и индикацию ряда навигационных параметров. Навигационно-связная система GARMIN 420 состоит из приемника спутниковой навигационной системы GPS и УКВ радиостанции. Моноблок GNC-420 установлен на центральной панели приборной доски. Управление Garmin 420 осуществляется с передней панели моноблока, на который расположены органы управления и дисплей интегральной информации.

В перспективе, использование спутниковой навигации в СЛУ ГА открывает широкие возможности. В настоящее время некоторые традиционные наземные средства обеспечения неточного захода на посадку выдают экипажу менее точную, не сравнению с GPS информацию и, как правило, не выдают такой важной информации, как расстояние до порога ВПП. Это означает, что для приземления после установления визуального контакта с ВПП может потребоваться выполнение визуального манёвра что увеличит вероятность авиационных происшествий. При выполнении неточных заходов на посадку GPS, благодаря более точному наведению и информации о расстоянии до точки ухода на второй круг, обеспечивает более высокий уровень безопасности. Применение GPS при выполнении неточных заходов на посадку на ВПП, не обслуживаемые наземными навигационными средствами, или на ВПП, обслуживаемые ненадежными наземными навигационными средствами, такими как, используемая в СЛУ ГА, система посадки ОСП, снизит эксплуатационные расходы, исключит отмену полетов из-за плохой погоды, сократит задержки вылетов и изменения маршрутов.

Применение GPS для выполнения точных заходов на посадку за счет более низкой стоимости наземного навигационного оборудования по сравнению с оборудованием традиционной системы посадки по приборам (ILS) позволит тем самым повысить безопасность полетов. Установка наземного оборудования GPS позволит осуществить поэтапное снятие с эксплуатации и в конечном счете полный демонтаж традиционных наземных навигационных средств.