w ramach eksperymentalnych podejść RNAV EGNOS/GNSS

Transkrypt

1 Lotnicza walidacja procedur LPV w ramach eksperymentalnych podejść RNAV EGNOS/GNSS Andrzej Fellner Henryk Jafernik Paweł Trómiński Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

2 ZAGADNIENIA WPROWADZENIE PIERWSZE W POLSCE EKSPERYMENTALNE LĄDOWANIE EGNOS/GNSS WYBRANE ELEMENTY LOTNICZEJ WALIDACJI EGNOS/GNSS W OPARCIU O EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPKT WYBRANE ELEMENTY LOTNICZEJ WALIDACJI EGNOS/GNSS W OPARCIU O EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPML ZAKOŃCZENIE WNIOSKI WYKAZ ZASTOSOWANEJ LITERATURY Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

3 LNAV - podejście nieprecyzyjne dostarczające tylko bocznych wskazówek (lewo, prawo od strony kursu). Lot do MDA. Lot może być wykonywany do LNAV minimami IFR na bazie odbiornika GNSS, z lub bez wspomagania, rozszerzenia. LNAV i VNAV - fukcje autopilota zespolone z FMS VNAV - pionowa nawigacja (odpowiada za wysokość i prędkość nad danymi punktami) LNAV/VNAV precyzyjne podobne do APV, lot do DA na ścieżce zniżania. Lot z miniami LNAV/VNAV używa SBAS odbiornika oraz FMS z baro-vnav. LPV (Localizer - Performance with Vertical guidance) - jako APV (precyzyjne-podobnie) podejście, w przeciwieństwie do LNAV/VNAV, nie można wykonywać lotu bez odbiornika GNSS. LPV minima są niższe jak odpowiednik I Kat. podejścia ILS (200 ft DH/60 m). RNAV (GNSS) NPA bez zmiany lot jak LNAV MDA APV SBAS wspomagane przez system np. WAAS, EGNOS Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

4 najważniejsze miejsce i techniczne serce ESA. Inkubator kosmicznego europejskiego wysiłku; w tym miejscu powstaje najwięcej projektów i kieruje się nimi w różnych fazach rozwoju; ponad 2000 specjalistów pracuje w tym miejscu nad projektami związanymi z przestrzenią kosmiczną. Europejskie Centrum Badań Kosmicznych i Technologii ESTEC (European Space Research and Technology Centre) w Noordwijk Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

5 PIERWSZE W POLSCE EKSPERYMENTALNE LĄDOWANIE EGNOS/GNSS Implementacja i certyfikacja systemu EGNOS/GNSS wymaga znacznych sił i środków - problematyka podejmowana w Europejskich PR przez specjalnie powoływane do tego celu międzynarodowe konsorcja. Od lat aktywne uczestniczy w tych programach PAŻP i w ramach powołanego międzynarodowego konsorcjum, zrealizowała dwa projekty HEDGE oraz EGNOS Introduction to the European Eastern Region: MIELEC. Tematem podjętych działań był General Aviation EGNOS APV Development and Demonstration in Poland. Najważniejszym elementem były eksperymenty lotnicze, polegające na wykonywaniu najtrudniejszej fazy - podejścia do lądowania w oparciu o system EGNOS/GNSS, dla dwóch wybranych lotnisk: - posiadającego pomoce systemy radionawigacyjne (EPKT); - nie posiadającego standardowych pomocy i systemów radionawigacyjnych (EPML) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

6 Proces certyfikacji nowego systemu w lotnictwie jest długotrwały. Toteż w celu skrócenia czasu implementacji GNSS, przy zachowaniu odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa, przyjęto następujące założenia i podjęte zostały działania: wykonanie procedur podejścia do lądowania GNSS metodą nakładkową; procedur podejścia RNAV/GNSS dla wybranych lotnisk; zastosowanie pokładowych, certyfikowanych odbiorników GNSS; wykonanie lotów technicznych, w celu sprawdzenia założonych rozwiązań; operacyjność systemu EGNOS lotów eksperymentalne w ramach programów zebrania niezbędnych materiałów i opracowanie dokumentów, koniecznych do certyfikacji. Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

7 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

8 Oczekiwana dostępność usługi EGNOS dla APV-1 Jedynie dla obszarów w kolorze pomarańczowym system EGNOS zapewnia dostępność usługi na poziomie spełniającym wymagania dla APV-1 (0.99 to ) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY Departament Żeglugi Powietrznej

9 WYMAGANIA LOTNICZE EGNOS En-route NPA APV-I Lateran accuracy 220 m 16 m Vertical accuracy N/A 20 Integrity / hour / 150s Time To Alarm 10 s 10 s Horizontal Alert Limit (HAL) 0,3 NM 40 m Vertical Alert Limit (VAL) N/A 50 m Continuity / hour / 15s Global availability N/A Local Availability N/A 0.99 Area Covered ECAC 96 FIRs ECAC 96 Landmasses Area Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

10 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

11 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

12 Odbiornik GNS Garmin 430W APV/SBAS (WAAS GPS), umożliwiający podejścia LPV i LNAV/VNAV Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

13

14

15

16

17

18 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

19 Garmin GNS-430W, dla WAAS GPS zdolny do podejść LPV i LNAV/VNAV (APV/SBAS) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

20 Zaplanowane i wykonane trasy EPKT Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

21 EGNOS/GNSS - EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPKT Procedura po nieudanym podejściu Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

22 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

23 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

24 EGNOS/GNSS - EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPML Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

25 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

26 WYBRANE ELEMENTY LOTNICZEJ WALIDACJI EGNOS/GNSS W OPARCIU O EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPKT (trasy podejścia oraz profil lotu, podczas wykonywania trzech kolejnych podejść wraz z zaznaczonymi punktami orientacyjnymi i progu pasa startowego) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

27 WYBRANE ELEMENTY LOTNICZEJ WALIDACJI EGNOS/GNSS W OPARCIU O EKSPERYMENTALNE PODEJSCIA EPKT (pionowe i poziome odchylenia dla poszczególnych podejść) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

28 HEDGE today: ready to fly Outcomes of Phase I GNS430W acquisition EGNOS assessment in Poland Installation approval process completed LPV Procedures designed at Mielec (EPML), and Katowice (EPKT) Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY 28 2

29 VI Seminarium, Bezmiechowa

30 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

31 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

32 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

33 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

34 ZAKOŃCZENIE WNIOSKI Naukowe ośrodki badawcze powinny przygotować techniczne rozwiązania dla systemowych instalacji na lotniskach i na pokładach statków powietrznych, w ramach certyfikowanych projektów i procedur; Ważne są dwa zasadnicze typy certyfikacji: - techniczne; - lotnicze procedury operacyjne (np. podejścia i lądowania); Szczególnie należy uwzględniać bezpieczeństwo podczas wykonywania lotów oraz Safety Case (analizy bezpieczeństwa); Odpowiednio przygotowany specjalista, w oparciu o specjalnie przygotowaną dokumentację techniczną, wykonuje niezbędne przeglądy, analizy; Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

35 Również odpowiednio przygotowany specjalista powinien nadzorować i prowadzić praktyczne szkolenie dla naziemnego i latającego personelu funkcjonowanie systemu EGNOS oraz jego implementacja podczas wykonywania lotów, procedur podejścia i lądowania; Z europejskich dokumentów normatywnych wynika, że system EGNOS będzie powszechnie stosowany zarówno dla potrzeb cywilnych jak i militarnych; EGNOS SiS musi być certyfikowany jako Safety of Life Service w europejskim rozporządzeniu, aby mógł być stosowany w lotnictwie; Deklaracja serwisowa EGNOS SoL była planowana już w listopadzie 2010, ale na czas eksperymentu dopiero została uruchomiona; Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

36 ULC jest zainteresowany implementacją procedur RNAV, w możliwie najkrótszym terminie, dla kilku lotnisk. Jednakże w odróżnieniu od USA, Francji albo Niemiec, w Polsce, nawigacja IFR oparta na GPS-ie (Podstawowa GNSS) obecnie nie jest zaakceptowana; Wymagana jest współpraca naukowo badawczej w procesie implementacji procedur RNAV GNSS, poprzez realizację europejskich programów satelitarnych; Zasadne jest podjęcie problematyki związanej z przygotowaniem użytkowników (odpowiedni program dla personelu naziemnego i latającego), w zakresie korzystania z technik i technologii satelitarnych, procedur operacyjnych; Uwzględnić w dydaktyce lotniczej zajęcia w zakresie stosowania programów: GIS, PEGASUS; Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

37 Korzyści stosowania GNSS operacje obszarowe w przestrzeni kontrolowanej: Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

38 SESAR PROGRAM SESAR Definition phase Rezultat: European ATM Master Plan Development phase Oparta na MASTER PLAN: standardy, nowe procedury operacyjne, nowe technologie i wstępne opracowania przemysłu lotniczego. Deployment phase Wdrożenie systemu zarządzania ATM nowej generacji KONSORCJUM SESAR WSPÓLNE PRZEDSIĘWZIĘCIE SESAR PRZEMYSŁ LOTNICZY 60 MLN EURO 2.1 MLD EURO 30 MLD EURO

39

40

41 Certyfikat - oznacza dokument wydany przez państwową władzę nadzorującą w jakiejkolwiek formie zgodnej z prawem krajowym, potwierdzający, iż instytucja zapewniająca służby żeglugi powietrznej spełnia wymogi dotyczące zapewniania określonej służby

42 Klasyczna Dive & Drive (VOR/DME NPA) MAP - Missed Approach Point IAF - Initial Approach Fix (VDP - Visual Decision Point) 3 Wysokość decyzji 400ft 120m GNSS APV Obniżona wysokość decyzji 280ft 85m

43

44 GPS Antenna NAV indicator [GI 106A] Other devices GPS receiver [GNS430] Aircraft power unit GPS Antenna Stand-alone platform NAV indicator [GI 106A] Other devices GPS receiver [GNS430] Aircraft power unit Splitter antenna 28VCD GPS/SBAS receiver [GNS480 WAAS] Laptop for recording data Serial Port for PC connection CDI/VDI output Current equipment Provisional Equipment to be assembled

45 EGNOS Extension to Eastern Europe (EEGS) EEGS Demonstrations in Poland GMV & Space Research Center, Polish Academy of Sciences

46 EEGS Context EEGS project is addressing the extension of EGNOS service to Eastern Europe. Current APV-I Availability > EEGS Obtained APV-I Availability EEGS Demonstration in Poland 09/09/2010 Page 46

47 Polska Agencja Żeglugi Powietrznej Polish Air Navigation Services Agency The SBAS Offshore Approach Procedure (SOAP) Horizontal Profile Rig Overview of SOAP Offset distance, 0.25NM MDR, 0.5NM min 30 FAF MAP IAF Missed Approach Segment Final Approach Segment Initial Approach Segment Arrival Segment Vertical Profile FAF IAF MDH, min 200ft, 300ft during darkness MAP 0.75NM Level segment 4 or 6 50ft Deck height MSA, 1500ft 2 NM

48

49 WYKAZ ZASTOSOWANEJ LITERATURY ICAO: Doc 8168 PANS-OPS Doc 9613 PBN Manual Doc 9905 RNP AR Procedure Design Manual EASA: AMC 20-26: Airworthiness Approval and Operational Criteria for RNP AR Operations AMC 20-27: Airworthiness Approval and Operational Criteria for RNP APPROACH (RNP APCH) Operations Including APV BARO VNAV Operations FAA: TSO C145A: Airborne Navigation Sensors Using the Global Positioning System (GPS) Augmented by the Wide Area Augmentation System (WAAS) TSO C146A: Stand-Alone Airborne Navigation Equipment Using the Global Positioning System (GPS) Augmented by the Wide Area Augmentation System (WAAS) AC : Airworthiness Approval for Vertical Navigation (VNAV) Systems for Use in the U.S. National Airspace System (NAS) and Alaska AC : Approval Guidance for RNP Operations and Barometric Vertical Navigation in the U.S. National Airspace System Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

50 1) APV SBAS Approach Concept of Operations; 2) EATMP Navigation Strategy for ECAC; 3) European Air Traffic Management Programme; 4) GPS NPA and APV-I Procedure Design 5) ICAO Doc European Region Air Navigation Plan; 6) ICAO Doc 8168 vol. II 7) ICAO Doc 9906 vol. V 8) ICAO European Region Transition Plan to CNS/ATM; 9) ICAO Global Air Navigation Plan for CNS/ATM Systems. Doc 9750; 10)MOPS for GPS/WAAS airborne equipment 11)Transition Plan for the Implementation of the Navigation Strategy in ECAC plus; Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

51 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY

52 Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badao Kosmicznych i Satelitarnych PAN SATELITARNE METODY