Istniejące systemy satelitarne: GPS NAVSTAR, GLONASS, BEIDOU (COMPASS), samodzielnie, nie spełniają kryteriów wymaganych przez ICAO w odniesieniu do

Transkrypt

1 NAWIGACJA GNSS PROCEDURY LOTU RNAV

2 NAWIGACJA GNSS Istniejące systemy satelitarne: GPS NAVSTAR, GLONASS, BEIDOU (COMPASS), samodzielnie, nie spełniają kryteriów wymaganych przez ICAO w odniesieniu do lotniczych systemów czy sensorów nawigacyjnych. Aby spełnić wymogi stawiane lotniczym systemom nawigacyjnym systemy satelitarne są wspomagane. Wyróżnia się trzy rodzaje wspomagania (ABAS, SBAS, GBAS), z których ABAS bazuje na technikach obróbki sygnałów satelitarnych lub integracji awioniki zaś pozostałe rodzaje wspomagania bazują na naziemnych stacjach monitorujących sprawdzających jakość i możliwość wykorzystania sygnałów satelitarnych oraz obliczających dodatkowe poprawki zwiększające dokładność nawigacji. Tak powstały system został nazwany GNSS Global Navigation Satellite System.

3 NAWIGACJA GNSS GNSS Global Navigation Satellite System jest to PODSTAWOWY sensor nawigacji obszarowej. Pojęcie to obejmuje zatem nie tylko GPS NAVSTAR (pierwszy w pełni funkcjonujący globalny system nawigacji satelitarnej) czy GLONASS, ale i wszystkie inne systemy o charakterze globalnym funkcjonujące częściowo lub pozostające w planach realizacji (BEIDOU, GALILEO) wraz ze wspomaganiem (ABAS, SBAS, GBAS), które jest wymagane do wykorzystania tego sensora w nawigacji w lotnictwie cywilnym. Omawiane zagadnienia GNSS (jak poniżej) oparte zostaną na systemie GPS NAVSTAR ze względu na jego największą dostępność i największe wykorzystanie w lotnictwie (m.in. odbiorniki, serwis NANU): Podstawowe dane systemu GPS Podstawowa zasada funkcjonowania Źródła błędów systemu nawigacyjnego Dokładność systemu nawigacyjnego Wady i zalety GPS

4 PODSTAWOWE DANE SYSTEMU GPS System opracowany przez Departament Obrony USA Pierwotnie do wykorzystania wyłącznie przez wojsko Pierwszy satelita został wystrzelony na orbitę w 1978 roku Pełną funkcjonalność operacyjną system uzyskał w 1995 roku Konfiguracja segmentu satelitarnego: 24 satelity na 6 powierzchniach orbitalnych, po 4 satelity na każdej orbicie, każdy satelita wykonuje pełną orbitę w 12 godzin, Wysokość orbity km Inklinacja 55 - kąt nachylenia orbity w stosunku do płaszczyzny równikowej 3 satelity zapasowe Obecnie (2015) jest dostępnych 31 satelitów

5 PODSTAWOWE DANE SYSTEMU GPS Oprócz segmentu satelitarnego (zespół satelitów) system GPS składa się również z segmentu naziemnego: - głównej stacji kontrolnej (Schriever USA), - Stacji monitorujących.

6 Aby uzyskać użyteczną dokładność pozycji (przy pomiarze różnicy czasu) dokładność zegarów (pomiaru czasu) musi być bardzo duża. Sygnał rozprzestrzenia się z prędkością światła; prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni c = m/s PODSTAWOWE ZASADY FUNKCJONOWANIA Każdy satelita cyklicznie i stale transmituje sygnał zawierający informację o układzie satelitów (almanach), informację identyfikacyjną, dokładny czas, dane orbity satelity (efemerydy) oraz inne dodatkowe informacje dotyczące stanu systemu. Odbiornik GPS na podstawie sygnału satelitów synchronizuje swój czas z czasem systemu GPS oraz oblicza pozycję (2D lub 3D współrzędne geograficzne, ewentualnie wysokość) odbiornika bazując na pomiarach pseudoodległości (odl. pomierzona jednostronnie) odbiornika od poszczególnych satelitów których sygnał został odebrany. Odległość odbiornika od poszczególnych satelitów jest obliczana na podstawie pomiaru czasu przebiegu sygnału od satelity do odbiornika. Odbywa się to przez porównanie czasu zakodowanego w każdym sygnale z czasem odbioru tego sygnału rejestrowanym przez odbiornik (D = c x t)

7 PODSTAWOWE ZASADY FUNKCJONOWANIA

8 PODSTAWOWE ZASADY FUNKCJONOWANIA

9 PODSTAWOWE DANE SYSTEMU GPS Stacje monitorujące śledzą satelity i zbierają w sposób ciągły dane dot. ich orbit i czasu atomowych zegarów. Z tych danych oblicza się poprawki i korekty do danych orbit poszczególnych satelitów oraz korekty zegarów. Te poprawki i korekty są transmitowane z kilku stacji monitorujących do satelitów i następuje uaktualnienie danych emitowanych przez satelity. Jednak 1. Rozmieszczenie stacji naziemnych NIE ZAPEWNIA CIĄGŁEGO śledzenia KAŻDEGO satelity. 2. Korekty i poprawki są transmitowane do satelitów raz lub dwukrotnie na dobę a nie w sposób ciągły. Należy te cechy systemu mieć na uwadze, gdyż wpływa to na wiarygodność określanej pozycji i zapewnianą dokładność nawigacji.

10 PODSTAWOWE ZASADY FUNKCJONOWANIA Zegary atomowe instalowane na satelitach mają dokładność 1 na (ewentualny błąd zegara rzędu 0.01 sek daje błąd odległości 3000km!) Uzyskanie pozycji w dwóch wymiarach (szerokość i długość geograficzna) wymaga śledzenia przez odbiornik co najmniej 3 satelitów Uzyskanie pozycji również w zakresie 3 wymiaru (wysokość) wymaga śledzenia dodatkowego satelity (min. 4) Segment użytkownika jest całkowicie bierny nie wymienia żadnych danych z satelitami i nie łączy się z segmentem naziemnym systemu GPS

11 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW SYSTEMU GPS BŁĄD PRZEJŚCIA SYGNAŁU PRZEZ ATMOSFERĘ (jonosferyczny i troposferyczny) Sygnał satelity (20200km od powierzchni ziemi) potrzebuje teoretycznie 0.07 sekundy aby dotrzeć do odbiornika Sygnał przechodząc przez atmosferę ziemską zwalnia. Zjawisko to jest dobrze znane i większość odbiorników oblicza typową poprawkę dla standardowych warunków atmosfery. Nie są natomiast w stanie korygować nieprzewidywalnych i niestandardowych warunków (np. wynikających z silnych wiatrów słonecznych)

12 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW SYSTEMU GPS BŁĄD GEOMETRII SATELITÓW: Pole szare reprezentuje możliwą lokalizację odbiornika z uwzględnieniem błędów odległości dla jednego satelity. Pole niebieskie reprezentuje pozycję odbiornika przy uwzględnieniu linii pozycyjnych z dwóch satelitów. Przy różnych kątach przecięcia linii pozycyjnych obserwujemy różną wielkość obszaru możliwych pozycji odbiornika. Jakość geometrii systemu określana jest współczynnikiami DOP (Dilution of Precision).

13 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW SYSTEMU GPS WSPÓŁCZYNNIKI DOP DOSTĘPNE W SYSTEMIE: GDOP (Geometric Dilution Of Precision); kompleksowa dokładność systemu (koordynaty 3D i czas) PDOP (Positional Dilution Of Precision); dokładność pozycji (koordynaty 3D) HDOP (Horizontal Dilution Of Precision); dokładność pozioma (koordynaty 2D) VDOP (Vertical Dilution Of Precision); dokładność pionowa (wysokość) TDOP (Time Dilution Of Precision); dokładność czasu (czas) Wartości DOP wahają się w granicach od 1 do 50, przy czym 1 oznacza wartość idealną najlepszą, zaś 50 najbardziej niekorzystną. Przy nawigacji NPA RNAV GNSS wartość GDOP (opisująca geometrię systemu) nie powinna być większa niż 5.

14 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW SYSTEMU GPS INNE ŹRÓDŁA BŁĘDÓW: Niedokładności lotu po nominalnej orbicie (lot po orbicie jest kontrolowany i korygowany dlatego wynikowy błąd pozycji nie powinien być większy niż 2m), Interferencja sygnału (odbiór sygnału odbitego od obiektu/góry/budynku) itp. Błąd zegara, Błąd obliczeń pozycji wynika ze stosowanych zaokrągleń w obliczeniach nie przekracza 1m Błędy wynikające z teorii względności (ruchu satelity i odbiornika, czasu oraz mniejszego pola grawitacyjnego działającego na satelity). Wynikowy błąd całkowity nie powinien przekraczać 15m

15 DOKŁADNOŚĆ SYSTEMU GPS Sygnał GPS zawiera trzy ciągi danych: Kod C/A Kod P Ciąg danych nawigacyjnych i systemu (NAV/system data) Kod C/A zapewnia standardową usługę pozycjonowania i jest dostępny dla wszystkich użytkowników. Kod P zapewnia precyzyjną usługę pozycjonowania jego użycie jest limitowane dla sił zbrojnych USA oraz innych autoryzowanych użytkowników. Niedostępny dla lotnictwa cywilnego. NAV/system data kod zawierający dane orbit, poprawki: orbit, zegara inne dane nawigacyjne oraz informacje o statusie satelitów. Odbiór pełnego zestawu danych (sygnał 50Hz) wymaga 12.5 minuty. Jest to wymagany czas konfiguracji odbiornika GPS przy pierwszym użyciu.

16 DOKŁADNOŚĆ SYSTEMU GPS Selective Availability (S/A) Do maja 2000 stosowany był przez USA dodatkowy kod zakłócający tzw. Selective Availability (S/A). Jego zadaniem była redukcja dokładności pozycjonowania GPS w celu eliminacji wykorzystania sygnału GPS do potencjalnie wrogich zastosowań. Wprowadzany pseudolosowo dodatkowy błąd zegara i informacji nawigacyjnej powodował zmniejszenie dokładności pozycji do 100m. Częściowo efekt stosowania S/A można niwelować poprzez stosowanie DGPS. Od maja 2000 (wyłączenia S/A) nominalna dokładność pozycji wynosi 10-15m. Rząd USA gwarantuje dokładność dla SIS (signal in space - bez uwzględniania błędów odbiornika) w normalnych warunkach (brak awarii): 17m poziomo, 37m pionowo.

17 DOKŁADNOŚĆ SYSTEMU GPS ZAGROŻENIA GPS ZAKŁÓCANIE/ZMIANA SYGNAŁU SATELITÓW Oprócz niezależnych interferencji czy błędów sygnału GPS istnieją proste i łatwo dostępne metody jego celowego zakłócenia czy zmiany. Najprostszą z nich jest zakłócanie (jamming). Sygnał GPS jest na tyle słaby, że niewielkiej mocy urządzenie zakłócające (wielkości pudełka zapałek) może spowodować zakłócenia uniemożliwiające odbiór sygnałów GPS w promieniu kilku do kilkudziesięciu kilometrów od urządzenia zakłócającego. Warto dodać, że zakłócanie i wynikowe znaczące odchylenie pozycji GPS w stosunku do rzeczywistego położenia może nastąpić również w okolicy pracy innych urządzeń emitujących silne pola elektromagnetyczne: radarów, stacji nadawczych itp.

18 3.Od do wprowadzono błędną poprawkę jonosferyczną skutek degradacja dokładności pozycji o ok. 16m DOKŁADNOŚĆ SYSTEMU GPS ZAGROŻENIA GPS ZAKŁÓCANIE/ZMIANA SYGNAŁU SATELITÓW Inne techniki celowej zmiany/zakłócania sygnału GPS to: tzw. spoofing nadawanie zafałszowanego sygnału GPS tzw. meaconing opóźnienie i retransmisja sygnałów GPS Zdarzają się też błędy ludzkie i awarie sprzętu w znaczny sposób wpływające na dokładność pozycjonowania GPS. Przykłady?? Satelita PRN22 miał awarię zegara powodującą błąd pozycji kilkaset kilometrów!! Mimo że satelita był w zasięgu stacji monitorujących i kontrolnych jego sygnał został wyłączony z użytku po ponad godzinie (1:48) Satelita PRN23 miał również awarię zegara. Transmitował błędny sygnał przez ponad 2 godziny.

19 WADY i ZALETY GPS WNIOSKI: 1. Pomimo - wydawałoby się - dużej dokładności systemu GPS jego sygnał nie spełnia warunków wymaganych w nawigacji lotniczej w zakresie integralności (zdolność do przekazania w odpowiednim czasie ostrzeżenia, że używanie systemu nie jest odpowiednio dokładne). 2. Zarówno dostępność jak i dokładność jako cechy systemu nawigacyjnego mogą zostać ograniczone w wyniku ograniczonej liczby dostępnych satelitów i chwilowej ich geometrii. 3. Istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia niezamierzonej (wpływ wiatrów słonecznych) oraz zamierzonej degradacji osiągów systemu poprzez celowe zakłócenie, zniekształcenie, opóźnienie sygnału satelitów. 4. GPS jest wojskowym systemem, kontrolowanym przez rząd USA. System jest co prawda wykorzystywany w skali światowej do celów cywilnych, ale pamiętać należy o tym, że priorytet zawsze mieć będą cele wojskowe.

20 WADY i ZALETY GPS ZALETY GPS: 1. System o globalnym zasięgu, zapewniający pożądaną dokładność nawigacji. 2. Pozwala na pozycjonowanie w 2 i 3 wymiarach również w zakresie prowadzenia pionowego. 3. Zapewnia nawigację w każdych warunkach atmosferycznych (niewrażliwy na zjawiska atmosferyczne w troposferze), na dowolnej trajektorii i w każdej fazie lotu statku powietrznego. 4. Nie wymaga stosowania zróżnicowanej awioniki (wyposażenia) i eliminuje konieczność kosztownych inwestycji w sieć naziemnych pomocy radionawigacyjnych. To są tylko wybrane bezpośrednie zalety systemu Można by w tym miejscu wymieniać szereg zalet pośrednich jak np.: zwiększenie pojemności przestrzeni, możliwość budowy zoptymalizowanej sieci dróg lotniczych, możliwość redukcji minimów separacji, poprawa świadomości sytuacji w kokpicie i wiele innych.

21 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE GPS (lub GLONASS) jest systemem nawigacyjnym spełniającym w lotnictwie cywilnym wymogi systemu pomocniczego (supplementary). Aby można było uznać go za system podstawowy (jakim jest GNSS) konieczne było poprawienie osiągów systemów źródłowych (GPS/GLONASS) szczególnie w zakresie ich integralności, dostępności i ciągłości. Osiąga się to poprzez wspomaganie GPS dodatkową funkcjonalnością i/lub dodatkowymi systemami. Stosowane są obecnie trzy rodzaje wspomagania GPS: ABAS Aircraft Based Augmentation System system wspomagania oparty na dodatkowej funkcjonalności wyposażenia pokładowego, SBAS - Space Based Augmentation System system wspomagania oparty o dodatkowe sygnały satelitarne, GBAS Ground Based Augmentation System system wspomagania oparty o dodatkowe sygnały (VHF) ze stacji naziemnych.

22 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE RÓŻNICOWY GPS (DIFFERENTIAL GPS) Polega na umieszczeniu dodatkowego odbiornika GPS w dokładnie określonej i znanej pozycji. Odbiornik ten określa pozycję na podstawie sygnału satelitów i porównuje ją z danymi własnej znanej lokalizacji określając poprawkę. Następnie poprawka (korekta pozycji dla każdego satelity) jest udostępniana radiowo dla wszystkich odbiorników GPS znajdujących się w zasięgu. Metoda ta pozwalała na eliminację zakłócania S/A oraz pozwala na znaczącą eliminację błędów przejścia sygnału przez atmosferę, błędów zegara, orbity umożliwiając uzyskanie dokładności pozycji poniżej 5m.

23 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE - ABAS ABAS jest oparty na funkcjonalności RAIM (Receiver Autonomus Integrity Monitoring) odbiornika GNSS. RAIM monitoruje spójność sygnałów GPS; alarmuje w sytuacji utraty wymaganej dokładności nawigacji w danej fazie lotu (trasa/dolot/podejście). Oparty jest o algorytm FD Fault Detection pozwalający na wykrycie błędnych wskazań jednego z satelitów przyjętych do obliczenia pozycji. RAIM jest dostępny, jeśli jest widocznych / dostępnych minimum 5 satelitów zapewniających satysfakcjonującą geometrię do obliczenia pozycji (FD). Nowocześniejsze wersje RAIM wykorzystują algorytm FDE Fault Detection & Exclusion, dostępny przy minimum 6 dostępnych satelitach; który pozwala nie tylko na wykrycie błędnych wskazań satelity, ale również na ich wykluczenie z obliczeń pozycji nawigacyjnej co umożliwia kontynuację nawigacji bez alarmu RAIM.

24 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS Procedury dot. załóg statków powietrznych: PROGNOZA RAIM Podczas fazy planowania przed lotem, obowiązkiem załogi statku powietrznego jest dokonać sprawdzenia dostępności RAIM na lotnisku docelowym. Sprawdzenie to powinno być wykonane na tak krótko jak to możliwe przed startem, w każdym przypadku jednak nie więcej niż 24 godziny przed startem. Prognoza RAIM powinna być sprawdzona i dostępna od 15 minut przed ETA do 15 minut po ETA. Dla operacji terminalowych oraz operacji podejścia do lądowania zaleca się wykorzystanie usługi Eurocontrol dostępnej pod adresem: Obowiązkiem załogi statku powietrznego/operatora jest sprawdzenie dostępności RAIM GNSS podczas przewidywanego czasu wykonania procedury lotu.

25 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS Procedury dot. załóg statków powietrznych: PROGNOZA RAIM Należy podkreślić, że w FIR Warszawa nie zezwala się na wykorzystanie do sprawdzenia dostępności RAIM programów/funkcji prognozujących RAIM zainstalowanych w odbiornikach pokładowych. Te narzędzia nie są w stanie przewidzieć i uwzględnić krótkotrwałych zaników i wad sygnału oraz nie biorą pod uwagę/nie uwzględniają zaplanowanych przerw w sygnałach satelitów. Zwykle takie programy/funkcje nie uwzględniają w obliczeniu prognozy RAIM występowania terenu powyżej linii horyzontu (teren może zakłócić widok satelitów podczas niskiego lotu lub zniżania statku powietrznego na podejściu, co może mieć to wpływ na dostępność satelitów). Mając powyższe ograniczenia na uwadze, zawsze, gdy planowane jest wykonanie podejścia GNSS, należy przewidzieć i zaplanować odpowiednie alternatywne podejście lub lotnisko zapasowe oraz sprawdzić jego dostępność jako procedura awaryjna.

26 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS PAŻP będzie publikować NOTAMY z predykcją RAIM dla poszczególnych lotnisk, gdzie dostępne będą procedury podejścia do lądowania (IAP) oparte o sensor GNSS. Notamy będą wydawane na podstawie NOTAM proposals przesyłanych przez DFS. GNSS NOTAM informuje kiedy na danym lotnisku jest przewidywany brak dostępności GNSS o dokładności wymaganej do danego typu i fazy podejścia RNP APCH. W odniesieniu do wdrażanych procedur podejścia typu LNAV i LNAV/VNAV minimum wymaganej dokładności nawigacji jest monitorowany przez RAIM. Do określenia występowania tzw. RAIM outages (dziury/przerwy RAIM) emulowana jest konstelacja GPS i następuje sprawdzenie czy pozwala ona w rozpatrywanym czasie i miejscu na zapewnienie wymaganej, dla danego typu operacji podejścia i jego fazy, dokładności nawigacji. Serwisy typu AUGUR czy serwis DFS, z którego korzysta PAŻP, jest lepszy od funkcji RAIM PREDICTION dostępnej w niektórych odbiornikach GNSS ponieważ uwzględnia planowane wyłączenia poszczególnych satelitów. Informacje o planowanych wyłączeniach (znane uszkodzenia i planowane wyłączenia serwisowe) są publikowane w NANU.

27 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS NOTAM NANU Notice Advisory for NAVSTAR Users informacje wydawane przez US Coast Guard i Centrum Operacyjne systemu GPS w Schriever w Colorado dotyczące funkcjonowania / dostępności poszczególnych satelitów systemu. Przykłady NOTAM o niedostępności GNSS-ABAS: przykład nowego NOTAM

28 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS NOTAM Przykłady NOTAM: przykład NOTAM kasującego (2 typy): - Kasujący ograniczenia wydane NOTAMEM A 1234/09

29 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS NOTAM Przykłady NOTAM: przykład NOTAM kasującego (2 typy): - Kasujący ograniczenia wydane NOTAMEM A 1234/09 i informujący, że zostanie wydany nowy z nowymi ograniczeniami.

30 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE ABAS NOTAM A1456/13 NOTAMN Q) EPWW/QGAAU/I/NBO/A/000/999/5210N02058E005 A) EPWA B) C) D) E) GPS RAIM IS NOT AVAILABLE FOR LNAV and LNAV/VNAV

31 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE - SBAS SBAS jest oparty na wykorzystaniu dodatkowych danych przesyłanych przez satelitę geostacjonarnego (innego systemu niż GPS) zwiększających dokładność i spójność nawigacji. W Europie wspomaganie SBAS jest zapewniane przez system EGNOS. W dużym uproszczeniu - naziemne stacje referencyjne systemu zbierają dane do korekt GPS, przekazują te dane do głównej stacji kontrolnej, która transmituje je do swego satelity geostacjonarnego. Satelita retransmituje te dane do użytkownika; zapewniając dodatkowo również pomiar odległości i informację o użyteczności nawigacyjnej satelitów GPS. Pozwala to na zwiększenie dokładności nawigacji; dzięki zwiększeniu dokładności w płaszczyźnie pionowej możliwość zastosowania prowadzenia pionowego GNSS w podejściach do lądowania (APV).

32 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE - SBAS Parametry GNSS przy wspomaganiu EGNOS (APV): OSIĄGI EGNOS Dokładność pozioma (95%) Dokładność pionowa (95%) Czas do alarmu (TTA) Poziom alarmu horyzontalny Poziom alarmu - pionowy APV-I (minima LPV) 16m 20m 10s 40m 50m Systemy SBAS są systemami lokalnymi. Na terenie Ameryki Północnej funkcjonuje system - WAAS, w Japonii - MSAS, w Indiach GAGAN.

33 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE SBAS Europejski system SBAS EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) obejmuje obecnie swym zasięgiem obszar Europy i Afryki Północnej. Prowadzone są działania nad rozszerzeniem tego zasięgu również o Afrykę Południową (zasięg warunkowany widocznością satelitów geostacjonarnych systemu, rozlokowanych nad równikiem i dodatkowo lokalizacją stacji monitorujących i kontrolnych systemu). Systemem EGNOS zarządza firma ESSP (European Satellite Services Provider) i możliwość wykorzystania tego rodzaju nawigacji zależy od dostępności na terenie danego FIR odpowiedniej infrastruktury (instrumentalnych procedur lotu: AWY, SID, STAR i IAP) oraz podpisania odpowiedniej umowy z ESSP. Umowa EWA (EGNOS Working Agreement) formalizuje współpracę ESSP i lokalnego service providera; gwarantuje też dostarczanie wszelkich niezbędnych informacji o stanie systemu i jego dostępności dla konkretnych operacji lotniczych w formie NOTAM (NOTAM proposal o niedostępności EGNOS jest przesyłany przez ESSP do service providera, który na tej podstawie wydaje stosowne NOTAM w odniesieniu do publikowanych procedur lotu/podejścia).

34 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE SBAS Procedury dot. załóg statków powietrznych: Dla podejść RNAV GNSS wykorzystujących wspomaganie SBAS (minima LPV) nie ma konieczności sprawdzania prognozy RAIM (chyba że alternatywnie zakłada się wykorzystanie minimów LNAV lub LNAV/VNAV): podczas fazy planowania przed lotem, należy dokonać sprawdzenia dostępności tego typu podejścia od 15 minut przed ETA do 15 minut po ETA poprzez analizę/sprawdzenie NOTAM dotyczących dostępności EGNOS. Depesze takie będą publikowane dla wszystkich lotnisk, dla których opublikowano podejścia RNAV GNSS do minimów LPV. Przykładowa treść NOTAM EGNOS wydanego na podstawie nadesłanej propozycji NOTAM dla lotniska EPWA: A0500/14 NOTAMN Q) EPWW/QGAAU/I/NBO/A/000/999/5210N02058E005 A)EPWA B) C) E)EGNOS IS NOT AVAILABLE FOR LPV

35 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE - GBAS GBAS jest oparty na wykorzystaniu dodatkowych danych przesyłanych przez dedykowany system naziemny zwiększających dokładność i spójność nawigacji do poziomu porównywalnego z systemem ILS (do podejść precyzyjnych). Jest wspomaganiem o zasięgu lokalnym (do 30NM). Naziemne anteny zbierają sygnały GPS, przekazują je do jednostki centralnej, która oblicza i transmituje (VHF) na pokład statku powietrznego dane dot. ścieżki podejścia, bieżące korekty do sygnałów GPS oraz informacje dot. użyteczności satelitów. Stosowany wyłącznie w zakresie podejść do lądowania. Jeden system zainstalowany na lotnisku jest w stanie oprzyrządować w podejścia precyzyjne wszystkie drogi startowe (do 48 podejść jednocześnie).

36 SYSTEMY WSPOMAGAJĄCE - GBAS W USA na zasadzie GBAS funkcjonują tzw. systemy LAAS (Local Area Augumentation Systems). Obecne systemy GBAS są zatwierdzone do podejść precyzyjnych w cat. I. (Honeywell SLS-4000). Docelowo ma to być PA cat. III, co będzie możliwe po uruchomieniu dodatkowych satelitarnych systemów pozycjonowania np. Galileo (tzw. GLS multiconst). Funkcjonujące lub uruchamiane w Europie systemy GBAS to: Bremen(Air Berlin B737NG) Malaga (LEMG) Zurich (LSZH) Frankfurt (EDDF) Palermo (LICJ) Toulouse (LFBO)

37 PRZEPISY DOC 9849 GNSS Manual zawiera informacje związane z aspektami wdrożeniowymi GNSS. Podręcznik opisujący jak wdrożyć operacje GNSS. Aneks 10 Telekomunikacja lotnicza, tom I Pomoce radionawigacyjne zawiera standardy i rekomendowane praktyki (SARPs) dla GNSS. Dodatek D do Aneksu 10, tom I zawiera informacje techniczne dot. GNSS jak i opisuje praktyczne aspekty zastosowania SARPs. Inne dokumenty ICAO zawierają odniesienia do sensora GNSS i operacji opartych o ten sensor: DOC 8168 tom II SARPs dotyczące projektowania procedur lotu GNSS, DOC 8071 Podręcznik testowania pomocy radionawigacyjnych (testy sygnału na ziemi i w czasie lotu, zakłócenia, sprawdzenie bazy danych), Anek 4 Mapy lotnicze, Inne (Aneks 2, 11, 15, DOC 9674 WGS-84 Manual)

38 PRZEPISY BRAK JEST PRZEPISÓW KRAJOWYCH. zatem wdrożenie GNSS musi opierać się o dodatkowe procedury / ograniczenia które zostaną opublikowane w AIP Polska (inne kraje publikują je w formie biuletynów informacyjnych AIC). Publikacja tych procedur i ograniczeń operacyjnych będzie zawarta w AIP Polska w nowym rozdziale ENR 4.3. Nawigacja GNSS dostępna w FIR Warszawa jest oparta wyłącznie o GPS, z wykorzystaniem kodu ogólnodostępnego C/A (coarse-acquisition).

39 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10 Zapewnione poprzez umowę z Głównym Geodetą Kraju.

40 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10

41 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10

42 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10 Wymogi techniczne dot. SIS dla określonych typów operacji GNSS.

43 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10 Graniczne wartości alarmowe dla określonych typów operacji GNSS.

44 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS ANEKS 10 Wymogi dotyczące odbiornika pokładowego GNSS

45 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS DOC 9849 Do wykorzystania uwzględniane są dwie podstawowe konstelecje satelitów (dwa systemy) amerykański GPS i rosyjski GLONASS. Zezwalając na operacje GNSS, Państwo ponosi odpowiedzialność za zapewnienie bezpieczeństwa wykonywania takich operacji, niezależnie, czy operacje te oparte są na nie wspomaganym satelitarnym systemie nawigacyjnym, systemie wspomagania bazującym na awionice statku powietrznego lub czy są to operacje bazujące na systemie wspomagania zapewnianym przez usługodawcę innego państwa. Brak jest jednoznacznego obowiązku monitorowania stanu GNSS ponieważ: Odbiornik użytkownika i monitorujący mogą śledzić różne zestawy satelitów, zmiany sygnału satelity powodowane przez ruch i kształt a/c oraz antenę nie mogą być uwzględnione przez monitor, niemożliwa jest korelacja błędów użytkownika i monitora (jonosfera, błędy wynikające z ewentualnych odbić sygnału), mogą być stosowane różne technologie wspomagania RAIM.

46 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS DOC 9849

47 PODSTAWOWE WYMAGANIA DOT. GNSS DOC 9849 Meldowanie o anomaliach i zakłóceniach

48 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Publikowane w AIP Polska ENR 4.3. W innych krajach przeważnie jako Biuletyny Informacji Lotniczej (AIC). Procedury dot. wyposażenia pokładowego: Wszystkie odbiorniki GNSS i wyposażenie muszą być wyprodukowane zgodnie z TSO/ETSO C129, TSO/ETSO C196 lub TSO/ETSO C145/ oraz muszą być zainstalowane na pokładzie statku powietrznego zgodnie z FAA AC /AC A lub EASA AMC Żaden z ręcznych odbiorników GNSS nie jest dopuszczony do stosowania w operacjach IFR (terminalowych procedurach lotu lub podejściach do lądowania według wskazań przyrządów). Ich użycie jest zabronione w procedurach SID, STAR, w nieprecyzyjnych podejściach do lądowania i podejściach z prowadzeniem pionowym APV oraz innych operacjach opartych o nawigację GNSS. Zaleca się, aby w celu poprawy ciągłości/niezawodności operacji, odbiorniki GNSS spełniające wymogi TSO/ETSO C129 były wyposażone w funkcję FDE - Fault Detection and Exclusion, dającą możliwość wykrywania i wykluczania błędnych satelitów.

49 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Procedury dot. wyposażenia pokładowego (cd): Kryteria certyfikacji odnoszące się do wspomaganych ABAS podejść do lądowania RNAV (GNSS) do minimów LNAV oraz LNAV/VNAV są zawarte w dokumencie EASA AMC Airworthiness Approval and Operational Criteria for RNP APPROACH (RNP APCH) Operations Including APV BARO-VNAV Operations. Kryteria certyfikacji odnoszące się do wspomaganych SBAS podejść do lądowania RNAV (GNSS) do minimów LPV są zawarte w dokumencie EASA AMC Airworthiness Approval and Operational Criteria related to Area Navigation for GNSS approach operations to Localiser Performance with vertical guidance minima using SBAS.

50 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Procedury dot. załóg statków powietrznych: Procedury podejścia RNAV GNSS w FIR Warszawa są dostępne tylko po wcześniejszym zaakceptowaniu lub na żądanie załóg statków powietrznych. Wykonywanie instrumentalnych procedur lotu RNAV (GNSS) jest dozwolone tylko wtedy, gdy są one opublikowane w AIP POLSKA, dostępne w bazie danych odbiornika oraz załoga posiada odpowiednie uprawnienia do ich wykonywania. Ważne (aktualne) opublikowane procedury podejścia do lądowania powinny być zakodowane i przechowywane w wewnętrznej bazie danych aeronautycznych odbiornika GNSS. Aby wyeliminować błędy krytyczne, pilot lub operator statku powietrznego powinien przeprowadzić sprawdzenie integralności instrumentalnej procedury podejścia do lądowania GNSS. Powinno ono obejmować co najmniej sprawdzenie zgodności współrzędnych WGS-84 punktu FAF oraz odległość i kierunek do punktu MAPt. Ręczne wprowadzanie zdefiniowanych przez użytkownika punktów i jakiekolwiek modyfikacje opublikowanej procedury przy użyciu tymczasowych punktów lub fix ów nie znajdujących się w bazie danych jest ściśle zakazane.

51 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Procedury dot. załóg statków powietrznych: Załogi statków powietrznych powinny sprawdzać depesze NOTAM oraz prognozę RAIM, aby upewnić się, że dany typ procedury podejścia GNSS (włączając w to podejścia alternatywne oraz podejścia do lotniska zapasowego) jest dostępny. Załogi powinny upewnić się także, że statek powietrzny posiada wyposażenie konwencjonalne w odpowiednie systemy pokładowe, które pozwoli na ewentualne wykonanie wymienionych powyżej procedur zapasowych. Jeśli podczas wykonywania procedury podejścia do lądowania RNAV GNSS sygnał GNSS przestanie spełniać wymagane kryteria załoga powinna wykonać procedurę nieudanego podejścia, poinformować ATC i poprosić o alternatywną procedurę podejścia (lub użyć lotniska zapasowego, gdzie stosowna procedura podejścia do lądowania będzie dostępna). Załoga musi poinformować ATC w przypadku wystąpienia jakichkolwiek problemów podczas podejścia NPA RNAV GNSS skutkujących utratą możliwości wykonania podejścia do lądowania. Załoga ma również w tej sytuacji obowiązek złożenia raportu o tym zdarzeniu na standardowym formularzu Post Flight Report.

52 Procedury ATC: PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE W zakresie frazeologii nie ma rozróżnienia pomiędzy różnymi typami podejść RNAV GNSS (nie ma rozróżnienia pomiędzy podejściami prowadzącymi do minimów LPV, LNAV/VNAV czy LNAV). Podejścia RNAV GNSS będą traktowane przez ATC jak inne procedury instrumentalnego podejścia do lądowania. ATC będzie stosowało standardowe procedury sekwencjonowania i separacji ruchu. Załoga powinna zgłosić żądanie zezwolenia na wykonanie procedury podejścia RNAV GNSS. Uzyskane zezwolenie umożliwia wykonanie podejścia do lądowania zgodnie z procedurą opublikowaną w AIP. Jeżeli zajdzie taka konieczność, dla celów operacyjnych i separacji ruchu, statek powietrzny może być wektorowany do punktu na trasie nominalnej procedury nie dalej jednak niż FAF. ATC nie powinno wektorować statku powietrznego do jakiegokolwiek punktu za FAF, zaś załogi nie powinny akceptować takiej operacji.

53 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Procedury dot. załóg statków powietrznych i krl; przykładowa frazeologia RTF: Zgłoszenie załogi żądania zezwolenia na wykonanie procedury podejścia RNAV: (Aircraft callsign) request RNAV approach via (IAF designator), runway xx Zezwolenie ATC: (Aircraft callsign) cleared RNAV approach, runway xx. Report at (appropriate fix designator) Dla sekwencjonowania ruchu i dla poprawienia świadomości sytuacji ruchowej ATC może zażądać od załogi zgłoszenia, gdy statek powietrzny będzie ustabilizowany na kursie końcowego podejścia, lub też zgłoszenia innego punktu na procedurze: (Aircraft callsign) report established on final approach track.

54 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE Procedury dot. załóg statków powietrznych i krl; przykładowa frazeologia RTF: W przypadku, gdy ATC wie o problemach z funkcjonowaniem systemu GNSS powinna zostać użyta poniższa frazeologia: (Aircraft callsign) GNSS reported unreliable (or may not be available) in the area of (in the vicinity of [location or radius, between levels] Załoga powinna poinformować ATC o uruchomieniu wskazania RAIM i dalszych intencjach. (Aircraft callsign) GNSS unavailable (reason and intentions).

55 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Obecnie, w zakresie nawigacji RNAV, na poziomie światowym zalecana jest przez ICAO standaryzacja bazująca na rozszerzonej i uzupełnionej koncepcji nawigacji opartej o osiągi - PBN (Performance Based Navigation). Zakłada ona przechodzenie z dotychczasowej nawigacji opartej o sensor na nawigację opartą o wymaganą zdolność / specyfikację nawigacyjną (m.in. dokładność nawigacji). Koncepcja PBN definiuje zestaw kryteriów i wymogów / osiągów (w tym dotyczących dokładności, integralności, ciągłości i dostępności) zebranych w tzw. specyfikacjach nawigacyjnych. Specyfikacje te identyfikują i determinują również wymagany sensor nawigacyjny oraz wyposażenie pokładowe. Zgodność poziomego systemu odniesienia WGS-84 i wymogów związanych z jakością/dokładnością danych lotniczych, opisanych w Aneksie 15, jest integralną i niezbędną częścią koncepcji PBN.

56 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Zastosowanie czy też przyjęcie określonej specyfikacji nawigacyjnej dla operacji lotniczych przy istniejącej i dostępnej infrastrukturze radionawigacyjnej (sensorze nawigacyjnym) implikuje zastosowanie odpowiedniej tzw. Aplikacji Nawigacyjnej czyli określonego typu lub rodzaju procedury lotu / podejścia do lądowania.

57 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN W PBN wyróżnia się dwa typy specyfikacji nawigacyjnych stanowiących zestaw wymogów niezbędnych do wykonania operacji lotniczej w danej strukturze przestrzeni powietrznej: Specyfikacje RNAV zakłada m.in. konieczność utrzymania wymaganej dokładności nawigacji wyrażonej liczbowo z prefixem RNAV (np. RNAV 5, RNAV 1). Inne wymogi określają kryteria spójności i ciągłości oraz wymogi funkcjonalne np. związane z posiadaniem pokładowej bazy danych. (ciągłość zdolność systemu do funkcjonowania bez przerw w czasie zamierzonej operacji, spójność / intergalność) zdolność systemu do funkcjonowania z wymaganą dokładnością w czasie zamierzonej operacji) Specyfikacje RNP która dodatkowo do wymagań RNAV dodaje wymóg pokładowego monitoringu dokładności nawigacji oraz alarmowania (np. RNP 4)

58 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN

59 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Zastosowanie określonych specyfikacji nawigacyjnych w zależności od fazy lotu:

60 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Zastosowanie określonych specyfikacji nawigacyjnych w zależności od fazy lotu:

61 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN W zakresie podejść do lądowania obowiązują zatem 3 specyfikacje nawigacyjne: 1. Specyfikacja nawigacyjna RNP APCH. Standard dot. procedur podejścia do lądowania obejmujący 4 typy podejść/ minimów. (AMC 20-27: LNAV i LNAV/VNAV oraz AMC 20-28: LP i LVP) 2. Specyfikacja nawigacyjna ADVANCED RNP. Obejmuje wszystkie fazy lotu, lecz w zakresie podejścia do lądowania określa wymaganą dokładność nawigacji identycznie jak specyfikacja RNP APCH. Wymaga generalnie dodatkowej (zaawansowanej) funkcjonalności systemów pokładowych: m. in. RF radius to fix, HX RNAV holding, i trasowe: Parallel offset i RTA required time of arrival). 3. Specyfikacja nawigacyjna RNP AR APCH. Stosowana do podejść do lądowania do lotnisk, gdzie występuje istotny ograniczający element w postaci znacznej ilości przeszkód lotniczych lub terenu (obszary górzyste) oraz tam, gdzie zdefiniowano znaczące ograniczenia/obostrzenia operacyjne (np. wykraczający poza standardowe maksimum gradient zniżania w podejściu końcowym). Narzucone dodatkowe wymagania dot. załóg, statków powietrznych itp. (AMC 20-26)

62 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Specyfikacja nawigacyjna RNP APCH

63 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Standardowa specyfikacja w zakresie podejść do lądowania to specyfikacja nawigacyjna RNP APCH. Obejmuje ona 4 typy / rodzaje podejść do lądowania (aplikacje nawigacyjne) i charakteryzuje się 4 typami minimów: 1. NPA GNSS (ABAS) podejście nieprecyzyjne (NPA) z prowadzeniem GNSS wspomaganym ABAS wyłącznie 2D (poziomym) minima LNAV. 2. NPA GNSS (SBAS) podejście nieprecyzyjne (NPA) z prowadzeniem GNSS wspomaganym SBAS, nawigacja 2D minima LP. 3. APV Baro-VNAV podejście APV (nowy typ wprowadzony wraz z nawigacją RNAV) z prowadzeniem GNSS ABAS (2D) i pionowym (wysokościomierz barometryczny); nawigacja 3D minima LNAV/VNAV. 4. LPV podejście APV (nowy typ wprowadzony wraz z nawigacją RNAV) (localizer performance with vertical guidance) z prowadzeniem GNSS SBAS 3D minima LPV.

64 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN Wszystkie 4 typy podejść do lądowania / 4 typy minimów mimo, że bazują na różnych sensorach nawigacyjnych są generalnie publikowane na jednej mapie podejścia oraz bazują na jednakowej trajektorii nominalnej procedury - podobnie jak podejścia ILS cat II, Cat. I i GP INOP (LOC only). Z punktu widzenia służb ATC i stosowanej frazeologii w korespondencji radiowej BRAK JEST ROZRÓŻNIENIA typu podejścia wykonywanego przez statek powietrzny / typu minimów (jednakowa frazeologia: RNAV approach). Pomimo tego ATC musi pamiętać o tym, że w zakresie NOTAM o zawieszeniu / niedostępności danego typu podejścia RNAV każdy typ podejścia jest traktowany niezależnie i rozdzielnie. Oznacza to, że pomimo niedostępności RAIM i obowiązywania NOTAM o treści: GPS RAIM IS NOT AVAILABLE FOR LNAV wskazującej na niedostępność podejścia RNAV (RNAV approach) dla minimów LNAV, w dalszym ciągu może być dostępne podejcie RNAV do minimów LVP czy LP.

65 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN W zakresie podejść RNAV: NPA i APV proponowana jest standaryzacja trajektorii procedur podejścia tzw. T- bar lub tzw. Y-bar. Oba te standardy zakładają ukierunkowanie segmentu końcowego i pośredniego podejścia wzdłuż przedłużonej osi RWY oraz definiują 2 lub 3 segmenty początkowego podejścia w kształcie liter T lub Y co ma gwarantować wejście w procedurę podejścia z dowolnego kierunku dolotu z zachowaniem wymogu nie przekroczenia 110 max. zmiany kursu w IAF.

66 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN

67 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS - PBN

68 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV Approach Procedure with Vertical guidance (podejście z prowadzeniem pionowym) jest to instrumentalna procedura podejścia wykorzystująca prowadzenie nawigacyjne pionowe i poziome, lecz nie spełniająca wymogów ustalonych dla operacji podejścia i lądowania precyzyjnego. Jest to nowy, dodatkowy typ procedur podejścia do lądowania (charakterystyczny dla procedur nawigacji obszarowej RNAV) obok znanych już typów podejść określonych w nawigacji konwencjonalnej: 1. PA Precision Approach (podejście precyzyjne), 2. NPA Non Precision Approach (podejście nieprecyzyjne). Rozróżnia się dwa rodzaje podejść APV bazujących na różnych sensorach nawigacyjnych: APV SBAS opartych o nawigację GNSS wspomaganą SBAS zarówno w poziomie jak i pionie, APV BARO-VNAV opartych o nawigację GNSS ABAS w poziomie oraz odpowiednio komputerowo sprzężony wysokościomierz barometryczny zapewniający dane do prowadzenia pionowego.

69 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV BARO-VNAV komputer pokładowy określa pionową ścieżkę zniżania (VPA Vertical Path Angle) zaczepioną w THR na wysokości RDH (standardowo15m). Określenie minimów procedury bazuje na filozofii podejść precyzyjnych (budowane są powierzchnie APV OAS, przeszkody przebijające muszą być wzięte pod uwagę przy określeniu OCA).

70 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV BARO-VNAV Zgodnie z nowymi kryteriami, które weszły w życie 13NOV2014, OCA jest określana jako suma wysokości kontrolnej przeszkody (najwyższej, przebijającej powierzchnie APV OAS) i jak w podejściach precyzyjnych (ILS), parametru HL (height loss) określonemu liczbowo dla każdej kategorii a/c.

71 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV BARO-VNAV. Wyposażenie pokładowe starszego typu wykorzystuje tzw. liniową skalę wskazującą odchyłki od nominalnej ścieżki; zaś nowe systemy wykorzystują skalowanie kątowe. Nowoczesne systemy BARO-VNAV potrafią również kompensować błąd wskazań wysokościomierza barycznego wynikający z temperatury zewnętrznej w jakiej wykonywana jest operacja podejścia do lądowania.

72 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV BARO-VNAV. Błąd wskazań wysokościomierza barycznego jest tym większy im większa jest różnica temperatur od temperatury odniesienia (ISA+15). Stąd ograniczeniem dla podejść tego typu są graniczne temperatury stosowania tych procedur opisane na mapie: maksymalna temperatura przy której osiągany jest maksymalny VPA 3.5, minimalna temp. przy której APV OAS final (VPA) osiąga minimum 2.5.

73 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV SBAS. Analogicznie jak w BARO-VNAV system nawigacyjny oparty o GNSS-SBAS oblicza pionową ścieżkę zniżania (VPA Vertical Path Angle) zaczepioną w THR na wysokości RDH (standardowo15m).

74 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV SBAS. Pojawia się grupa nowych pojęć i punktów: LTP Landing Threshold Point (próg do lądowania), FTP Fictitious Threshold Point (fikcyjny próg do lądowania); występuje przy offsetach, FPAP Flight Path Alignment Point (punkt wyrównania / ukierunkowania ścieżki podejścia), punkt na osi RWY w lub poza przeciwległym THR; przy offsecie wyznaczający kierunek podejścia, GARP GBAS/SBAS Azimuth Reference Point (punkt odniesienia azymutu GBAS/SBAS) przeważnie LOC o ile na RWY jest zainstalowany, lub przedłużenie kierunku podejścia 305m od FPAP. GPIP Glide Path Intercept Point (punkt przechwycenia ścieżki zniżania) FAS Final Approach Segment (segment podejścia końcowego), VPA Vertical Path Angle (pionowa ścieżka zniżania), DCP Datum Crossing Point (podstawa odniesienia punktu przecięcia).

75 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV SBAS. Podobnie jak w BARO-VNAV określenie minimów procedury bazuje na filozofii podejść precyzyjnych (budowane są powierzchnie APV OAS, przeszkody przebijające muszą być wzięte pod uwagę przy określeniu OCA). OCA będzie określane jako suma wysokości kontrolnej przeszkody i, jak w ILS, parametru HL (height loss) wyznaczonej stałej dla każdej kategorii a/c.

76 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV APV SBAS. Informacja nawigacyjna dot. wysokości jest zapewniana z systemu GNSS (GPS). Zatem jest to wartość wysokości obliczana bezpośrednio z sygnałów satelitów (odniesiona do elipsoidy WGS-84, która jest elipsoidą obliczeniową systemu GPS). Stąd konieczność znajomości undulacji geoidy żeby umożliwić odniesienie wysokości do poziomu morza. Dla procedury SBAS przygotowywany jest i publikowany dodatkowo (oprócz mapy i rewersu z danymi segmentów procedury) tzw. FAS DATA BLOCK. W formie kodowej zaszyta jest pełna informacja dot. tego podejścia.

77 INSTRUMENTALNE PROCEDURY LOTU RNAV GNSS PODEJŚCIA APV ANEKS 14 nie specyfikuje kryteriów dotyczących wymaganej infrastruktury RWY dla operacji APV. Na chwilę obecną zakłada się, że droga startowa jest dostępna dla operacji APV, o ile spełnia co najmniej wymogi dla drogi startowej instrumentalnej nieprecyzyjnej. Rozważa się również możliwość dopuszczenia operacji IFR APV na RWY spełniającej wymogi wyłącznie drogi startowej nieinstrumentalnej (przy odpowiednim podwyższeniu wysokości decyzji). Niezależnie od rodzaju RWY, minima procedur APV wyrażane jako wysokość decyzji (DH) - nie mogą być niższe niż 76m (250ft).

78 KONCEPCJA PBN: SPECYFIKACJE NAWIGACYJNE i INFRASTRUKTURA RADIONAWIGACYJNA Sensory radionawigacyjne wykorzystywane w nawigacji RNAV to przede wszystkim GNSS (z różnymi rodzajami wspomagania). Z konwencjonalnych VOR i DME (nie jako pojedyncze stacje, ale jako sieć lub system pomocy zapewniających wymaganą dokładność nawigacji w określonej przestrzeni). Zgodnie z PANS-OPS: np. sensor DME-DME może zapewniać prowadzenie nawigacyjne w przestrzeni, gdzie obowiązuje specyfikacja nawigacyjna RNAV5 oraz RNAV1 i RNAV2 (RNP1, RNP2). Sensor VOR/DME tylko RNAV5.

79 WNIOSKI: KONCEPCJA PBN: SPECYFIKACJE NAWIGACYJNE i INFRASTRUKTURA RADIONAWIGACYJNA 1. Aktualna koncepcja PBN nie zakłada realizacji podejść do lądowania RNAV w oparciu o DME-DME czy VOR-DME. 2. DME-DME jest możliwe do stosowania w SID i STAR oraz w fazie lotu po trasie, VOR/DME wyłącznie w dolotach (STAR) przy specyfikacji RNAV5 (B-RNAV) oraz również w fazie lotu po trasie. 3. GNSS-GBAS przewidziany do operacji PA; obecnie istnieją kryteria wyłącznie do cat. I. Planuje się cat. II i III (środowisko multiconstellation). 4. GNSS-SBAS podejścia NPA i APV, przy większej dokładności systemu (APV II) zakłada się dojście do minimów nie niższych niż PA cat. I (LPV200). 5. GNSS-ABAS NPA i APV. Oczywiście istnieje teoretyczna możliwość zastosowania danego sensora w specyfikacjach o dokładności nawigacji mniejszej niż docelowa, o ile pozostajemy w zasięgu funkcjonowania sensora i przewiduje takie zastosowanie wyposażenie pokładowe.

80 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE PLAN LOTU Zgodnie ze zmianą nr 1 do PANS_ATM Doc 4444 od powinny być stosowane w planach lotu następujące oznaczenia związane ze zdolnością statku powietrznego / załogi do operacji RNAV GNSS (zgodnie z PBN): POLE 18

81 PROCEDURY I OGRANICZENIA OPERACYJNE PLAN LOTU

82 CONTINUOUS DESCENT FINAL APPROACH (CDFA) CDFA nowoczesna technika pilotażu lub metoda wykonania lotu w końcowym segmencie nieprecyzyjnego podejścia do lądowania; polegająca na wykonaniu końcowego podejścia jako stałego zniżania bez segmentów lotu poziomego (level off). Jest ona spójna ze stabilizowanym podejściem z prowadzeniem pionowym (stałym kącie zniżania). Rozpoczyna się z wysokości na lub powyżej wysokości FAF i prowadzi do wysokości ok. 50 ft ponad elewacją progu do lądowania drogi startowej lub do wysokości /punktu rozpoczęcia nieudanego podejścia. Technika pilotażu z końcowym podejściu ulegała w lotnictwie znaczącym zmianom w ostatnich 30 latach. Rozwój sensorów radionawigacyjnych, a przede wszystkim rozwój wyposażenia pokładowego (FMS, komputeryzacja i automatyzacja kokpitu) pozwoliły na racjonalizację metod i procedur podejścia nieprecyzyjnego od metod tradycyjnych tzw. step-down approaches (podejście schodkowe) lub inaczej zwanych dive-and-drive approaches do obecnie zalecanego CDFA - constant descent final approach. Metoda podejścia CDFA w sposób znaczący poprawia poziom bezpieczeństwa w tej fazie lotu redukując główne skutki wywoływane nieustabilizowanym podejściem, którym są ryzyko CFIT i opóźnione przyziemienie na drodze startowej (land-short during final approach).

83 CONTINUOUS DESCENT FINAL APPROACH (CDFA) Tradycyjna metoda prowadzenia zniżania w podejściu końcowym (stepdown lub dive-and-drive approach). Nowoczesna metoda prowadzenia zniżania w podejściu końcowym (constant-angle approach).

84 CONTINUOUS DESCENT FINAL APPROACH (CDFA) Podejścia nieprecyzyjne oparte na NDB, VOR, LOC (GP INOP) czasem wspierane lub nie przez DME oraz RNAV GNSS 2D (LNAV, LP) są podejściami zapewniającymi wyłącznie prowadzenie POZIOME. Nie jest w ich trakcie zapewniane prowadzenie PIONOWE pozwalające na utrzymanie przez załogę stałego kąta zniżania. W FIR WARSZAWA wszystkie nieprecyzyjne podejścia do lądowania, zgodnie z PANS-OPS, są zaprojektowane z zastosowaniem metodologii CDFA. Nie istnieją również lotniska położone w na tyle trudnych górskich rejonach, gdzie zastosowanie niestandardowych segmentowych podejść byłoby konieczne do realizacji podejścia IFR. Stąd mapy procedur podejścia (o ile jest to możliwe do określenia) zawierają wiele dodatkowych informacji, które nawet bez nowoczesnego wyposażenia kokpitu pozwalają na realizację podejścia w sposób jak najbardziej zbliżony do techniki CDFA. Nie ulega jednak wątpliwości, że podstawowymi uwarunkowaniami do realizacji CDFA jest FMS oraz możliwość obliczenia / wykreowania wirtualnej ścieżki podejścia końcowego przez wyposażenie pokładowe. Nie zmienia to jednak faktu, iż z natury podejść NPA to pilot obecnie decyduje o technice podejścia. Dlatego też obecne kryteria PANS-OPS również przy zastosowaniu techniki dive-and-drive zapewniają zachowanie wymaganych zabezpieczeń nad przeszkodami.

85 CONTINUOUS DESCENT FINAL APPROACH (CDFA)

86 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ