淺談航行新技術之GLS

趙趕超++向小軍

文章編號：2095-6835（2017）10-0061-01

摘 要：地基增強型衛星著落系統——GLS，這是一項利用衛星對飛機著落進行定位計算的技術。在飛機飛行階段，下滑著陸時對定位精度的要求非常高，普通的全球定位系統（GPS）雖然具有可靠性、準確性，但無法滿足飛機的著落階段的精度要求。因此，需要建立一套獨立的誤差修正系統，對飛機的定位數據進行修正。只有這樣，才有可能滿足飛機著陸所需的精度要求。對GLS進行了簡單介紹，以便于這項新技術更好地應用到中國民航。

關鍵詞：GLS；定位精度；誤差修正；儀表導航

中圖分類號：V249.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.061

1 發展史

20世紀一二十年代，跑道燈光系統應用于夜航；20世紀20年代儀表導航出現，飛機上有了簡單的儀表，靠人工計算得出飛機的位置；20世紀30年代出現了無線電導航，首先使用的是中波四航道無線電信標和無線電羅盤；20世紀40年代初，我國開始研制了超短波的伏爾導航系統和儀表著陸系統（見無線電控制著陸）；20世紀50年代初，慣性導航系統用于飛機導航，50年代末出現了多普勒導航系統；20世紀60年代，開始使用了遠程無線電羅蘭C導航系統，作用距離達到了2 000 km。為了滿足軍事上的需要，還研制出了塔康導航系統，后來又出現了伏爾塔克導航系統及超遠程的奧米加導航系統，作用距離已達到10 000 km。

1963年出現了衛星導航，20世紀70年代以后發展為了全球定位導航系統。2003年，ICAO新航行系統概念出現，即以衛星導航及其應用技術為驅動的4大核心技術，包括全球衛星導航系統、空地協同監視、自主飛行和基于性能的運行。

2 運行背景

在中國民航快速發展的今天，大量中小機場陸續投入使用。然而，有些機場地處偏遠山區，當地經濟不足以支持ILS設備的購置與養護，甚至部分機場受地形限制無法安裝ILS設備。雖然RNP APCH/RNP AR等類精密進近技術可以部分替代精密進近飛行階段，但無法覆蓋最后進近和著陸滑跑全過程，不能消除此階段的人為因素風險與滿足最低運行標準，也限制了機場運行容量的增長。GLS作為民航總局推廣的4個新技術之一，在中國民航的持續、快速、健康發展中起到了重要作用。

3 國內外現狀

FAA歷時10年，實現了實驗室、原型機、系統的標準化。2009年，首套LAAS系統獲得FAA系統設計認證；2011年，在Memphis和Newark開展CAT I LAAS地面系統的設施和運行認證Newark計劃，驗證了LAAS在復雜空域環境下的運行能力，提供了高擁塞終端區的空域間隔；2013年，完成了休斯頓機場的GLS運行批準，并開始GLS運行。

2006年，GBAS設備安裝在悉尼機場；2009年，德國在不萊梅機場啟動GBAS設備的審定工作，2012年完成審定，完成第一個GLS著陸；2009年，柏林航空成為世界首家獲批運行GLS的航空公司在數個機場部署GBAS測試系統，并開展了GLS平行進近的研究，將繼續支持GLS CAT II/III研究和標準化，目前，在西班牙馬拉格機場、德國不萊梅機場投入使用；2012-12，澳航開始在悉尼進行GLS運行試驗和評估，B737-800和A380機型在目視氣象條件下完成，包括平行跑道運行和自動著陸。

我國于2015-05啟動該項目，2015-05—2015-07，對國際上的相關資料進行收集、整理、翻譯；2015-08—2015-09完成《GLS運行批準指南》（草稿）；2015-11-03召開了《衛星著陸系統運行批準指南》（初稿）討論會；2015-11-23，民航局就《指南》在全行業征求意見；2015-12，民航局《關于下發<衛星著陸系統（GLS）運行批準指南>的通知》（局發明電〔2015〕3494號）指出，根據具體運行需求，使用具備GLS 設備飛機的航空運營人可適時申請GLS 補充運行合格審定，獲取GLS 運行資格。

4 GLS運行原理

由于衛星鐘、接收機鐘的誤差以及無線電信號經過電離層和對流層中的延遲等因素存在，實際測出的距離A與衛星到接收機的幾何距離B有一定的差值。因此，一般稱量測出的距離為偽距。作為差分衛星導航系統的一種，GBAS利用由地基接收裝置所探測到的偽距觀測值來對GNSS星群產生的差分進行矯正，然后將這些矯正過的數據以數據鏈的形式發給機載接收機；機載接收機采用這些矯正過的數據，提取出一套修正的偽距值，利用這些偽距值計算出一個更加準確的位置信息。由于地基接收裝置與機載接收機之間的相對位置較短，大多數的有效位誤差源可以通過差分比對進行消除。

5 運行優勢

GLS的運行優勢有以下4個：①GLS相比于傳統設備的優勢是使用成本低，設備的價格為傳統盲降設備的1/3.傳統盲降需要1年進行2次校飛，且校飛時需要關閉；GLS設備2年進行1次維護，不需要校飛，維護期間設備可正常工作，1套設備可基本滿足機場所有跑道的精密進近需求（26個進近程序），頻率占用更少（25 kHz）。②場地要求低。無ILS臨界區保護限制，特別是實施Ⅱ、Ⅲ類運行，機場場地改造和保護成本會大幅降低，并為某些因地理條件限制無法安裝ILS設備的機場/跑道提供精密進近（山區、特殊機場）。③信號穩定。不易受地面、空中活動的影響，為縮小管制間隔（特別是CAT II/III 類運行時，五邊前后機之間的間隔）創造了條件。④運行靈活。與RNAV/RNP協同實現曲線進近，跑道入口、最后進近下滑角易于調整，可應用于降低機場噪聲、縮短尾流間隔，降低了管制員、飛行員的工作負荷，提高了機場交通流的順暢性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕