Бортовые функциональные дополнения

Требования к бортовым функциональным дополнениям изложены в TSO С129 [10], которые многими государствами приняты практически полностью.

Основополагающим положением TSO С129 является наличие в бортовом обо­рудовании СНС функции RAIM. Выполнение требований TSO-C129 является доста­точным для использования СНС как дополнительного навигационного средства при

выполнении полетов по маршрутам, в районе аэродрома и при выполнении заходов на посадку по схемам неточного захода.

Оборудование, сертифицированное по техническому стандарту TSO С129, де­лится на классы: А В, С Знание классов оборудования необходимо для практиче­ских целей, т. к. на картах (схемах) могут быть указаны ограничения по использова­нию конкретного класса оборудования (см. на рис. 1.13 примечание 6).

Класс А — оборудование, сочетающее в себе навигационный датчик, опреде­ляющий трехмерные координаты ВС: широту (ср), долготу (Л), высоту (h), время

(UTC) и вектор путевой скорости (W), а также навигационный вычислитель, решаю­щий навигационные задачи и имеющий ряд сервисных и справочных функций. Это самый распространенный класс оборудования СНС, которое устанавливается на ВС, не имеющих бортовых навигационных комплексов последнего поколения (КС ПНО, FMS). Для гарантирования целостности в приемник встраивается устройство, обла­дающее функцией автономного контроля целостности в приемнике (RAIM) (см. да­лее).

Оборудование класса А имеет подклассы; А1 и А2. Оборудование подкласса А1 одобрено для маршрутного полета, полета в зоне аэропорта и для неточного захода на посадку. Оборудование подкласса А2 одобрено для маршрутного полета и полета в зоне аэродрома.

Поскольку оборудование СНС класса А является также и оборудованием зо­нальной навигации, то к нему применяются такие же требования, как и к аппаратуре зональной навигации.

Класс В — оборудование, состоящее из навигационного датчика и устройства передачи данных: ср, Л, h, UTC, W в бортовые навигационные комплексы (КС ПНО, FMS). Оборудование класса В можно рассматривать как один из датчиков много­функциональных навигационных систем, в которых происходит или коррекция коор­динат по данным от СНС, или счисление координат по получаемой от СНС инфор­мации, и в которых происходит решение всех навигационных и сервисных задач на более высоком уровне, определяемом возможностями этих систем, как правило, большими, чем у оборудования класса А.

Оборудование класса В имеет подклассы: В1, В2, ВЗ, В4. В оборудовании под­классов В1 и В2 предусмотрен RAIM. Оборудование подкласса В1 позволяет выпол­нять маршрутный полет, полет в зоне аэродрома и неточный заход на посадку, а В2 — полет по маршруту и в зоне аэродрома. В оборудовании подклассов ВЗ и В4 дат­чики объединены, чтобы на уровне ВС обеспечить контроль целостности, эквива­лентный тому, который обеспечивает RAIM. Оборудование подкласса ВЗ позволяет выполнять маршрутный полет, полет в зоне аэродрома и неточный заход на по­садку, а В4 — полет по маршруту и в зоне аэродрома.

Класс С — оборудование кпасса С, как и класса В, является датчиком для бор­товых навигационных комплексов, обеспечивающих автоматический и директорный режим выполнения полета. Взаимодействие с бортовым комплексом всегда двусто­роннее с целью поддержки всех алгоритмов работы оборудования СНС в процессе обработки информации от спутников. Таким образом, оборудование класса С "встроено" в комплексные системы пилотажно-навигационного оборудования (КС ПНО, FMS) и является его составной частью. В силу этого и ряда других факторов оборудование класса С считается более надежным, чем классов А и В. Это обору­дование, как правило, не имеет своих органов управления и индикации, а обращение к СНС, управление оборудованием СНС класса С производится через многофунк­циональные пульты. Оборудование СНС класса С взаимодействует не только с на­вигационным оборудованием ВС. Как датчик параметров полета (ф, Л, h, UTC, W), оно используется в системах TCAS, ADS, дисплеях навигационной обстановки, от­ветчиках режима S и других.

Оборудование класса С делится на подклассы: С1, С2, СЗ, С4. Подклассы

С1-С4 соответствуют подклассам ВТ-В4.

В табл. 2.1 перечислены требования TSO С129 к рассмотренным выше классам оборудования.

Функция RAIM. Бортовое оборудование СНС класса А, В и С имеет функцию наблюдения за достоверностью информации, получаемой от спутников. Ее назначе­ние:

— своевременно обнаружить неустойчиво работающий спутник и исключить его из обработки для навигационных определений;

— рассчитать текущую ошибку определения координат и, сравнивая расчетное значение с максимально допустимой на данном этапе полета, предупредить летный экипаж о выходе расчетной ошибки за предельные значения;

— определить геометрию спутников в заданной точке, в заданное время и пре­дупреждать экипаж о том, что требуемая точность и надежность навигации по СНС в этой точке не будут обеспечены, выдавать сообщение об отказе СНС в целом и не­возможности ее использования для навигации.

Для решения этих задач бортовое оборудование СНС должно иметь функцию RAIM или ее эквивалент (AAIM).

Обеспечение этой функции достигается обработкой сигналов, как минимум, од­ного дополнительного спутника. Такой алгоритм реализован в оборудовании класса А1, А2, В1, В2, С1, С2, и он заключается в том, что в целях RAIM производятся не­сколько независимых определений, результаты которых сравниваются между собой. По результатам этих расчетов определяется четыре устойчиво работающих спут­ника и по этим "отфильтрованным" спутникам производится определение навигаци­онных параметров (ф, Л, h). При этом "фильтрующие" расчеты при работе RAiM не используются для навигационных расчетов. Но если функция RAIM отфильтровала один из 5-ти видимых спутников, то RAIM перестает работать, о чем информируется летный экипаж ВС. Воспринимать такую информацию следует так: навигационные расчеты продолжают выполняться, но они никак не контролируются и нужно быть очень внимательным. Как правило, при пропадании RAIM должны быть предусмот­рены специальные навигационные процедуры.

Если бортовым оборудованием СНС принимается информация 6 и более спут­ников, то RAIM после исключения из обработки одного спутника и подключения дру­гого продолжает работать и контролировать надежность навигационных определе­ний.

Автономный контроль целостности на борту ВС. Альтернативным способом контроля достоверности информации, получаемой от СНС, является сравнение этой информации с навигационной информацией, получаемой от других навигационных систем, таких как ИНС, LORAN-C, DME. Такой способ реализован в аппаратуре под­класса ВЗ, B4, СЗ, С4 и называется "эквивалент RAIM" или AAIM. Этот способ имеет только одно преимущество по сравнению с RAIM — нет необходимости обрабатывать сигналы от одного дополнительного спутника, что позволяет продолжать навигаци­онные определения с гарантией их достоверности при видимости только 4-х спутни­ков.

Использование информации о барометрической высоте при стыковке оборудо­вания СНС с датчиком высоты производится в целях:

— "согласования" навигационных определений, что существенно ускоряет про­цедуры математической фильтрации;

— "поддержки" RAIM, когда барометрическая высота используется как сфера по­ложения только для алгоритма RAIM и только в тех случаях, когда нет возможности осуществить RAIM по пятому спутнику (т. е. обрабатываются сигналы только от 4-х спутников);

— "поддержки" навигационных определений, когда барометрическая высота ис­пользуется как сфера положения в режиме "Approach" (при вводе давления QNH) и при условии, что видимых спутников не хватает для работы оборудования в режиме "3D", т. е. при видимости 3-х спутников. При этом, как только в обработку включается 4-й спутник, навигационные определения (<р, Л, h, UTC, W) производятся по этим 4-м спутникам, а барометрическая высота поддерживает RAIM и выполняет функцию сглаживания.

Стыковка оборудования СНС с высотомером носит рекомендательный харак­тер при использовании СНС как дополнительного навигационного средства. Но с пе­реходом СНС в статус основного и самодостаточного средства навигации такая сты­ковка является обязательной в целях снижения вероятности прерывания RAIM.

Соблюдение требований TSO С129 является обязательным для бортового обо­рудования СНС, устанавливаемого на воздушных судах, выполняющих полеты по ППП. Исключение составляет применение не сертифицированных по TSO приемни­ков СНС при выполнении полетов по ПВП, когда соблюдаются все правила и проце­дуры их выполнения, а оборудование СНС используется для обеспечения навигации в районах, где наземные навигационные средства отсутствуют или ненадежны. Ка­ких-либо требований к не сертифицированной аппаратуре не предъявляется, т. к. ее использование ограничено строгим выполнением установленных правил и процедур ПВП, такой способ использования приемников СНС считается "вспомогательным" и не влияет ни на ПВП, ни на процедуры при выполнении визуальных полетов.

При использования оборудования СНС в качестве основного навигацион­ного средства, в дополнение к требованиям TSO С129 применяются наземные (GBAS) и спутниковые функциональные дополнения (SBAS).

В наземных и спутниковых функциональных дополнениях важное место отво­дится повышению точности определения места ВС путем дифференциального ме­тода корректировки спутникового сигнала.