美国留学

航空运输量的快速增长使得空域资源十分紧张。例如，北京首都国际机场每天进出港的航班数量约为1400架次，已接近饱和。与此同时，其他飞机的任务也在不断增多，使得本已紧张的空域更加拥挤。

国际民用航空组织（ICAO）与各缔约国和相关国际组织一道，致力于推广新技术，以满足未来空中交通管理的需求。人们已达成共识，将基于性能的导航（PBN）作为未来全球导航技术的主要发展方向。 PBN运营的导航设施主要是全球导航卫星系统（GNSS）。为了提高GNSS的精度和完整性，需要增强GPS的性能，以达到降低飞机最低着陆标准的目标，满足I类精密进场（CAT I）、II类精密进场（CAT I）的要求。 CAT II），甚至III 类精密进场（CAT III）运行要求。 GNSS增强系统分为三种类型：机载增强系统（ABAS）、星基增强系统（SBAS）和地基增强系统（GBAS）。

机载增强系统（ABAS）

ABAS使用机载GPS信息和其他传感器信息来监控机载导航系统的完整性。目前，航空公司普遍采用接收机自主完整性监控（RAIM），基于用户多模接收机（MMR）的冗余观测来监控用户定位结果的完整性。目的是检测导航过程中的故障。卫星确保导航定位精度。当没有其他增强系统可用时，航空公司的GNSS接收器必须具有ABAS功能，并且可以通过多种渠道获得RAIM预测值。

星基增强系统(SBAS)

SBAS是基于地球静止轨道卫星的区域广域差分增强系统。该系统确保GPS信号满足准确性、完整性、连续性和可用性要求。 SBAS主要由SBAS卫星、机载接收机和地面设备组成。其地面设备由地面站、参考站和主站组成。每个站都通过地面通信网络连接。

目前，SBAS包括美国的广域增强系统（WAAS）、欧洲的地球静止导航叠加系统（EGNOS）、日本的多功能卫星增强系统（MSAS）和印度的GPS辅助地球静止轨道增强导航系统（GAGAN）。但从全球飞机使用情况来看，WAAS和EGNOS仍是主要。

EGNOS是欧洲自主研发建设的星基导航增强系统。它通过增强GPS和GLONASS两大卫星导航系统的定位精度来满足高安全性用户的需求。目前EGNOS已覆盖欧洲大陆，欧盟成员国中有14个国家参与了EGNOS。 EGNOS通过地面测距和完整性监测站（RIMS）接收GPS卫星信号，通过网络将信号传输到4个主控制中心（MCC），并将校正后的GPS数据传输到5个陆地导航地球站（NLES）。 3颗地球静止轨道（GEO）卫星，包括东大西洋卫星（AOR-E）、印度洋IOR卫星和非洲上空的地球静止通信卫星阿尔忒弥斯。然后，GEO 会将修正后的GPS 信号发送至飞机MMR，以提高飞机导航和定位精度。

美国于2003年7月10日开始建设WAAS系统。截至2015年6月28日，美国共公布了3554个LPV程序，满足1732个机场的需求。

WAAS系统通过美国大陆38个广域参考基站（WRS）接收GPS卫星信号，并通过地面传输网络将信号传输到3个WAAS主机站（WMS）进行数据处理。完成后，修正后的GPS信号将通过4个GEO数据链传输基站传输至2颗GEO卫星，GEO卫星将修正后的GPS信号发送至飞机MMR，以提高飞机导航定位精度。

地基增强系统GBAS

GBAS在差分定位提高卫星导航精度的基础上，增加了一系列完整性监测算法，提高系统完整性、可用性、连续性指标。在机场覆盖的空域内，配备相应机载设备的飞机可以获得CATI甚至更高标准的精密进近和着陆引导服务。与ABAS和SBAS相比，GBAS具有更高的精度，并且可以实现更低的着陆标准。

与传统的ILS相比，GBAS具有许多优势。与ILS最大的区别在于，GBAS只需要一套设备即可覆盖所有机场跑道，满足任意方向CAT I、CAT II、甚至CAT III的运行要求。如果系统在运行过程中出现故障，只需就近安装替代系统即可。但ILS系统一旦出现故障，将会影响整个跑道的运行，严重时甚至会导致机场关闭。另外，对于ILS进近，由于设备的固有限制，如果在服务区之外过早捕获航向道信号，可能会导致飞机过早开始切入航向道。但GBAS有服务边界限制，飞机进场时不会出现这个问题。 GBAS 消除了大型机场的关键和敏感区域，并提高了跑道使用效率。

FAA于2009年对霍尼韦尔SmartPath系统的LASS系统进行了认证，并于2010年完成了CAT III LASS地面和机载设备原型的设计和建造。CAT III目前正在大西洋城（ACY）机场实施。 LASS 验证有效。截至2015年第一季度，美国已在纽瓦克（EWK）机场、格兰特县（MWH）机场和休斯敦（AIH）机场应用SmartPath系统引导飞机进场和降落。这三个机场的地勤单位设备均已安装完毕。升级至霍尼韦尔SLS-4000将更好地满足机场的运营需求。

欧洲自2009年起逐步部署GBAS测试系统并开展GBAS方法研究。 2012年2月13日，德国柏林航空使用符合CAT I标准的GBAS设备在不来梅机场完成了进场。此后，德国法兰克福机场、西班牙马拉加机场、瑞士苏黎世机场也纷纷实施GBAS运营。

澳大利亚于2006年在悉尼机场安装了霍尼韦尔SLS-3000 GBAS设备进行验证。从2006年到2010年，澳洲航空使用早期试验原型系统在悉尼机场执行了2000多次进场，并使用了GBAS。该系统执行了超过750 次进场飞行。 2012年12月，Airservices和澳洲航空联合对霍尼韦尔SLS-4000 GBAS地面增强系统进行了操作测试和评估。载有机组人员和相应设备的波音737-800和空客A380飞机能够根据天气情况进行SmartPath进场飞行。 2014 年7 月，Airservices 开始在悉尼机场安装新的着陆系统，使SmartPath 首次在南半球投入运行。

2006年，针对林芝机场特殊的地理条件，民航局空管局批准了民航GNSS卫星完整性监测工程二期工程林芝机场GBAS测试项目，由中国电子科技集团公司第二十研究所主办。与民航数据通信有限公司共同承担该项目的实施工作，建立GBAS系统，为林芝机场提供准确稳定的GPS信号，并通过数据采集和跑车测试验证了GPS信号增强的效果。

2014年7月28日，中国电子科技集团公司研制的国内首套GBAS卫星导航着陆系统在天津滨海国际机场安装并取得适航证。 2015年4月29日，东航一架A321和山东航空一架波音737在上海浦东国际机场完成了霍尼韦尔SmartPath精密进近系统的首次飞行验证。

（国航培训部李峰；中国民航管理学院空管系李东斌）

原文发表于《国际航空》 2015年第8期，以上为部分内容。欢迎分享，转载请注明出处。

更多精彩历史新闻，点击“阅读原文”