2.2.2 Требования авиационных потребителей
В воздушном транспорте определены следующие основные фазы (этапы) полета ВС:
- руление от места стоянки ВС до точки взлета;
- взлет и выход в исходный пункт маршрута (трассы);
- полет по маршруту (маршрутный полет);
- полет в районе аэродрома (терминальный полет);
- некатегорированный (неточный) заход на посадку;
- заход и посадка по категориям ИКАО;
- посадка и руление до места стоянки ВС.
Требования к навигационному обеспечению на каждом этапе различны.
Для маршрутного этапа полета ВС установлены категории районов (зон):
- океаническая (безориентирная местность);
- внутренняя континентальная (местная) линия;
- зоны выполнения специальных задач.
Одним из важнейших и наиболее ответственных этапов полета является заход на посадку и посадка ВС. Требования воздушных потребителей к точности определения места при заходе на посадку и посадке по категориям ИКАО, сформулированные на основе опыта использования инструментальных систем посадки, приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Требования воздушных потребителей при заходе на посадку и посадке по категориям ИКАО.
Категория посадки
|
Высота над взлетно-посадочной полосой (ВПП) для проверки,
м
|
Требования к погрешностям (СКП)
|
Горизонтальная погрешность,
м
|
Вертикальная
погрешность,
м
|
I
|
30
|
4,5–8,5
|
1,5–2
|
II
|
15
|
2,3–2,6
|
0,7–0,85
|
III
|
2,4
|
2
|
0,2–0,3
|
Для маршрутных полетов и операций в зоне аэродрома в гражданской авиации имеет место переход от требований на основе RNP к требованиям, сформулированным с помощью концепции PBN — навигации на основе характеристик. При этом PBN предполагает совместное использование RNAV и RNP. Таким образом, предъявляются требования к точности воздушной навигации не только на маршрутах, обозначенных навигационными РМ, но и на маршрутах без РМ, формируемых в соответствии с принципами зональной навигации. В частности, используются следующие точностные характеристики, которые в пренебрежении ошибками пилотирования могут рассматриваться как удвоенные СКП определения места ВС:
- RNAV 10 — предполагает отклонения ВС (95 % времени полета) внутри коридора 10 морских миль или 18,5 км без наземного контроля (СКП=9,25 км);
- RNAV 5 — 5 морских миль или 9,25 км при радиолокационном контроле (СКП=4,62 км);
- RNAV 2 — 2 морские мили или 3,7 км при радиолокационном контроле (СКП=1,85 км);
- RNAV 1 — 1 морская миля или 1,85 км при радиолокационном контроле (СКП=0,92 км).
Основные требования ИКАО к навигационному обеспечению посредством спутниковых навигационных систем и их функциональных дополнений в соответствии с Поправкой к SARPs ИКАО по GNSS, том 1, приложение 10, начало применения 18.11.2010 года к характеристикам, обеспечиваемым навигационными системами на различных этапах полета, приведены в таблицах 2 и 3.
При этом под характеристиками систем понимаются:
- точность — способность системы с 95 %-ной вероятностью удерживать ВС в пределах суммарной погрешности системы в каждой точке установленной схемы полета;
- целостность — мера доверия, которая может быть отнесена к правильности информации, выдаваемой системой в целом; целостность включает способность системы обеспечить пользователя своевременными и обоснованными предупреждениями (срабатывание сигнализации);
- срабатывание сигнализации — индикация для любых систем ВС или предупреждение пилоту о том, что данный параметр навигационной системы находится вне допуска;
- порог срабатывания сигнализации — уровень, превышение которого для данного измеряемого параметра вызывает срабатывание сигнализации;
- задержка срабатывания сигнализации (время до предупреждения) − максимально допустимое время, прошедшее от наступления выхода системы за допустимые пороги до срабатывания сигнализации;
- непрерывность обслуживания — способность всей системы функционировать без перерывов в ходе выполнения намеченной операции;
- готовность — способность всей системы выполнять свою функцию в момент начала намеченной операции.
Таблица 2 - Требования к характеристикам сигнала в пространстве.
Типовая операция
|
Точность в горизонтальной плоскости, м, Р=95 %/СКП1–3)
|
Точность по вертикали, м, Р=95 %/СКП1–3)
|
Целостность2)
|
Время до предупреждения, с3)
|
Непрерывность4)
|
Эксплуатационная готовность5)
|
На маршруте
|
3700/1850
|
не назначена
|
1×10–7/ч
|
300
|
От
1×10–4/ч до
1×10–8/ч
|
от 0,99 до 0,99999
|
На маршруте и в зоне аэродрома
|
740/370
|
не назначена
|
1×10–7/ч
|
15
|
От
1×10–4/ч до
1×10–8/ч
|
от 0,99 до 0,99999
|
Начальный заход, промежуточный заход, неточный заход (NPA), вылет
|
220/110
|
не назначена
|
1×10–7/ч
|
10
|
От
1×10–4/ч до
1×10–8/ч
|
от 0,99 до 0,99999
|
Неточный заход на посадку с управлением по вертикали (APV-I)
|
16/8
|
20/10
|
1–2×10–7 за заход
|
10
|
1–8×10–6
в любые 15 с
|
от 0,99 до 0,99999
|
Неточный заход на посадку с управлением по вертикали
(APV-II)
|
16/8
|
8/4
|
1–2×10–7 за заход
|
6
|
1–8×10–6
в любые 15 с
|
от 0,99 до 0,99999
|
Точный заход на посадку по категории I
|
16/8
|
6–4/
3–2
|
1–2×10–7 за заход
|
6
|
1–8×10–6
в любые 15 с
|
от 0,99 до 0,99999
|
Примечания.
1) Для осуществления планируемой операции на самой низкой высоте над порогом ВПП требуется 95%-ное значение ошибки определения местоположения с помощью ГНСС, трактуемое здесь как 2 СКП. Детальные требования определены в добавлении B SARPs, а инструктивный материал приведен в п. 3.2 дополнения D SARPs.
2) Определение требования к целостности включает порог срабатывания сигнализации, в зависимости от которого оно может быть оценено. Диапазон ограничений по вертикали для точного захода на посадку по категории I имеет отношение к диапазону пределов погрешности в вертикальной плоскости в зависимости от характеристик контрольного устройства системы. Значения порога срабатывания сигнализации приведены в таблице 3.
3) Требования к точности и задержке срабатывания сигнализации включают номинальные эксплуатационные характеристики безотказного приемника.
4) В связи с тем, что требование непрерывности при полете по маршруту и в зоне аэродрома при выполнении этапов начального захода на посадку, неточного захода на посадку (NPA) и операций вылета зависит от нескольких факторов, включая предполагаемую операцию, плотность воздушного движения, сложность воздушного пространства и эксплуатационную готовность альтернативных средств навигации, то это требование представляется интервалами значений. Более низкое значение представляет минимальные требования для областей с низкой плотностью воздушного движения и простой структурой воздушного пространства. Более высокое значение соответствует областям с интенсивным движением и сложной структурой воздушного пространства (п. 3.4 в дополнении D SARPs).
5) Для требований эксплуатационной готовности дается диапазон значений, поскольку эти требования зависят от эксплуатационной потребности, которая основана на нескольких факторах, включая частоту выполнения операций, погодные условия, масштаб и продолжительность отказов, эксплуатационную готовность альтернативных средств навигации, зону действия радиолокатора, интенсивность воздушного движения и обратимость эксплуатационных процедур. Более низкие значения требований соответствуют минимальной эксплуатационной готовности, при которой система GNSS используется на практике, но не может адекватно заменить другие средства навигации (не GNSS). Более высокие приведенные значения для маршрутной навигации соответствуют использованию GNSS в качестве единственного средства навигации в некоторой области. Более высокие приведенные значения для операций захода на посадку и вылета отвечают требованиям к эксплуатационной готовности в аэропортах с большой интенсивностью воздушного движения в предположении, что операции посадки и взлета на нескольких взлетно-посадочных полосах взаимосвязаны, но используемые раздельные эксплуатационные процедуры гарантируют безопасность операции (п. 3.5 в дополнении D SARPs).
Таблица 3 - Пороги срабатывания сигнализации для контроля целостности.
Типовая операция
|
Порог срабатывания
по горизонтали, м
|
Порог срабатывания
по вертикали, м
|
на маршруте (океаническое/ континентальное воздушное пространство с низкой плотностью движения)
|
7400
|
не назначено
|
на маршруте (континентальное воздушное пространство)
|
3700
|
не назначено
|
на маршруте, в зоне аэродрома
|
1850
|
не назначено
|
NPA
|
556
|
не назначено
|
APV-I
|
140
|
50
|
APV-II
|
40
|
20
|
точный заход на посадку по категории I
|
40
|
От 15 до 10
|
Для точного захода на посадку по категории I определен диапазон значений. Значение 4 м определяется техническими требованиями системы ILS и представляет консервативный вариант этих требований (п. 3.2.7 дополнения D SARPs). Обозначения APV-I и APV-II относятся к двум различным уровням захода на посадку и посадки с вертикальным управлением (APV) и не предполагают обязательного эксплуатационного использования. Требования к характеристикам GNSS для выполнения точного захода на посадку по категориям II и III находятся на рассмотрении и будут представлены позднее.
2.2.3 Требования морских потребителей
В морском транспорте определены следующие стадии плавания судов:
- океанское плавание;
- прибрежное плавание в районах с невысокой интенсивностью движения;
- плавание в портах, на подходах к ним и в прибрежной зоне с высокой интенсивностью движения.
Международные требования морских потребителей к точности определения места, доступности, целостности РНС в зависимости от районов плавания определены ИМО – резолюции А. 953(23) от 05.12.2003 г.; МSС.112(73), 2000 год, МSС.113(73), 2000 год; MCS.114(73), 2000 год; МSС.115(73), 2000 год. Требования определены для судов, скорость которых не превышает 70 узлов.
Требования морских потребителей к РНС зависят от районов плавания и составляют:
- в районе океанского плавания:
- погрешность определения координат с вероятностью Р=0,95 не более 100 м (СКП=50 м);
- доступность не менее 99,8 % за 30-суточный период;
- в районе прибрежного плавания при невысокой интенсивности движения судов:
- погрешность определения места с вероятностью Р=0,95 не более 10 м (СКП=5 м);
- частота определения места должна быть не менее одного раза в 1 с. Значение дифференциальной поправки должно обновляться не реже одного раза в 30 с;
- доступность не менее 99,5 % за двухлетний период;
- непрерывность функционирования системы не менее 99,85 % в течение 3 часов;
- при плавании в портах, на подходах к ним и в прибрежной зоне с высокой интенсивностью движения судов:
- погрешность определения места с вероятностью Р=0,95 не более 10 м (СКП=5 м);
- доступность не менее 99,8 % за двухлетний период;
- непрерывность функционирования системы не менее 99,97 % в течение 3 часов.
В соответствии с резолюциями ИМО MCS.112(73), MCS.113(73), MCS.114(73), MCS.115(73) в районах океанского и прибрежного плавания, а также при плавании в портах и на подходах к ним темп обновления данных о координатах места должен быть не реже, чем 1 раз в 1 с, а для высокоскоростных судов рекомендуемая дискретность составляет 0,5 с.
Показатель целостности системы (промежуток времени, в течение которого потребителям должно поступить предупреждение о том, что характеристики сигнала искажены, и эти данные нельзя использовать для обеспечения навигационной безопасности плавания) — не более 10 с.
Анализ изложенных требований морских потребителей указывает на возможность их удовлетворения в наибольшей степени с использованием перспективных глобальных навигационных спутниковых систем, базирующихся на таких системах, как ГЛОНАСС и GPS, функционально дополненных дифференциальными подсистемами. Исходя из этого, в ноябре 2001 года 22-я Ассамблея ИМО утвердила требования к будущей системе ГНСС, которые изложены в Резолюции А.915(22) «Пересмотренные положения морской политики и требования к перспективным Всемирным спутниковым навигационным системам».
В приложениях к этой Резолюции указываются перспективные на период после 2010 года требования к точности и показателям надежности получения навигационной информации.
В соответствии с этим документом требования к точности должны быть повышены до 10 м (Р=0,95) по всему Мировому океану (СКП=5 м), а в акватории порта — до 1 м (СКП=0,5 м). Для некоторых видов деятельности на море (выполнение гидрографических работ, прокладка подводных трубопроводов и т. п.) считается необходимым повышение точности до 1 м (СКП=0,5 м) и даже до десятых его долей при автоматической постановке в док (СКП=0,05 м). По мере ужесточения требований к точности возрастают и требования к показателям надежности получения информации:
- целостности (менее 10 с);
- признаку выработки предупредительного сигнала о нарушении целостности системы (0,25–25 м);
- доступности (99,8–99,97 %).
В настоящее время для использования в морской навигации в соответствии с Резолюцией ИМО А.915(22) признаны две спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС. В соответствии с Резолюцией ИМО MSC.114(73) 2000 года определены эксплуатационные требования к судовому приемному оборудованию для приема информации от морских радиомаяков, передающих дифференциальные поправки (Д) спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС.
В отношении спутниковой системы Galileo Резолюцией Комитета по безопасности на море (КБМ) MCS.233(82) 2006 года, приняты эксплуатационные требования к судовому приемному оборудованию системы Galileo.
В новой редакции главы 5 Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС), вступившей в силу с 1 июля 2002 года, заложено требование к обязательному оснащению морских судов, независимо от водоизмещения, ПА ГНСС или наземной РНС, или другим автоматическим средством, пригодным для использования в любое время в течение предполагаемого рейса для определения текущих координат.
На такую ПА разработаны и одобрены ИМО требования МЭК — стандарты, а морскими администрациями стран флага — национальные стандарты, в соответствии с которыми одобряется тип судовой аппаратуры ГНСС.
|
