Wide area augmentation system (WAAS) hệ thống tăng cường diện rộng

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀNG KHÔNG TOPIC THẢO LUẬN CÁ NHÂN Wide Area Augmentation System (WAAS) Hệ thống tăng cường diện rộng Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực TS Nguyễn Thanh Dũng Hồng Lê Anh Khơi Lớp: 18ĐHĐT02 MSSV: 1853020069 Thành phố Hồ Chí Minh - Tháng 11/2021 MỤC LỤC Wide Area Augmentation System (WAAS) Hệ thống tăng cường diện rộng I Nguồn gốc WAAS − Hệ thống tăng cường diện rộng (WAAS) hệ thống định vị dựa vệ tinh FAA thiết kế để trở thành phương tiện dẫn đường máy bay dân dụng tương lai Nó giao nhiệm vụ hỗ trợ dẫn đường cho máy bay mà không cần trợ giúp ILS (Hệ thống hỗ trợ hạ cánh)- điều kiện tầm nhìn − Trong hệ thống WAAS, dịch vụ GPS tiêu chuẩn tăng cường với hiệu chỉnh thời gian, quỹ đạo vệ tinh GPS tầng điện ly Những bổ sung cho phép hệ thống WAAS đáp ứng yêu cầu hàng khơng nghiêm ngặt độ xác, tính khả dụng tính tồn vẹn Các báo cáo hiệu suất hàng quý hệ thống WAAS thường đáp ứng vượt yêu cầu − Không giống thiết bị hỗ trợ dẫn đường mặt đất truyền thống, WAAS cung cấp dịch vụ điều hướng tồn Hệ thống Khơng gian Quốc gia (NAS) WAAS cung cấp thông tin nâng cao cho máy thu GPS / WAAS để nâng cao độ xác − tính tồn vẹn ước tính vị trí WAAS kết hợp tảng hệ thống dựa không − gian tăng cường GPS dịch vụ Định vị Tiêu chuẩn (SPS) WAAS cung cấp khả tăng cường tính khả dụng làm tăng độ xác báo cáo vị trí, cho phép nhiều thời gian để − II đồng tăng chất lượng quản lý không lưu toàn giới WAAS cung cấp phạm vi bảo hiểm toàn vùng trời quốc gia, với cách tiếp cận xác 3.000 đường băng Nguyên lý hoạt động − WAAS bao gồm nhiều trạm tham chiếu mặt đất đặt khắp nước Mỹ để giám sát liệu vệ tinh GPS Hai – ba trạm chính, nằm hai bên bờ biển, thu thập liệu từ trạm tham chiếu tạo thơng báo hiệu chỉnh GPS Sự hiệu chỉnh tính đến quỹ đạo vệ tinh GPS độ trôi đồng hồ cộng với độ trễ tín hiệu khí tầng điện ly gây Sau đó, thơng điệp vi sai hiệu chỉnh phát qua vệ tinh địa tĩnh vệ tinh có vị trí cố định đường xích đạo Thơng tin tương thích với cấu trúc tín hiệu GPS bản, có nghĩa máy thu GPS hỗ trợ WAAS đọc tín hiệu − Các tín hiệu từ vệ tinh GPS nhận qua NAS nhiều địa điểm Trạm tham chiếu diện rộng (WRS) có khoảng cách rộng rãi Các vị trí WRS khảo sát xác để phát − lỗi tín hiệu GPS nhận Thông tin GPS điểm WRS thu thập truyền đến Trạm tổng thể WAAS (WMS) mạng truyền thông mặt đất WMS tạo Thông báo Người dùng WAAS giây Các thông báo chứa thông tin cho phép máy thu GPS / WAAS loại bỏ lỗi tín hiệu GPS, cho phép tăng đáng kể độ − xác tính tồn vẹn vị trí Các thơng điệp gửi từ WMS đến trạm đường lên để truyền tới trọng tải điều hướng vệ tinh truyền thông địa tĩnh (GEO) − Các trọng tải điều hướng nhận thơng điệp sau phát thơng điệp tín hiệu giống GPS NAS Máy thu GPS / WAAS xử lý thông báo WAAS phần ước tính vị trí Tín hiệu giống GPS từ phát đáp điều hướng thu GPS / WAAS sử dụng nguồn bổ sung để tính tốn vị trí người dùng Máy thu GPS / WAAS đạt độ xác vị trí vài mét NAS − WAAS cung cấp dẫn cho máy thu GPS / WAAS vị trí hệ thống GPS không sử dụng lỗi hệ thống tác động khác Hơn nữa, hệ thống WAAS thiết kế theo tiêu chuẩn nghiêm ngặt tính tồn vẹn an tồn: người dùng thơng báo vịng sáu giây có thơng tin sai lệch nguy hiểm gây lỗi ước tính vị trí máy thu GPS / WAAS Điều cung cấp độ tin cậy cao cho vị trí máy thu GPS / WAAS tính tốn CẤU TRÚC HỆ THỐNG WAAS GỒM: − − − − − 38 trạm tham chiếu diện rộng trạm trung tâm vệ tinh GEO trạm liên kết mặt đất GEO (là liên kết từ trạm mặt đất tới vệ tinh) trạm vận hành bảo trì Trạm tham chiếu WAAS Trạm liên kết mặt đất GEO III Lợi ích Khả tiếp cận − Hệ thống tăng cường diện rộng WAAS giám sát đánh giá tất tín hiệu GPS Bắc Mỹ phép phi công bay sử dụng liệu GPS tăng cường để đảm bảo an toàn cho nhiệm vụ hạ cánh xác điều hướng đường Hệ thống cho phép phi công hạ cánh an toàn nơi mà trước khơng thể tiếp cận vị trí sân bay / thời tiết − Máy bay trang bị WAAS LPV tiếp cận 4.000 điểm cuối đường băng điều kiện thời tiết xấu với độ cao tối thiểu 200 feet WAAS đưa máy bay đến nơi mà Hệ thống hạ cánh theo thiết bị ( ILS ) khơng khả dụng Sự xác − WAAS có độ xác vịng đến hai mét − WAAS cải thiện độ xác hệ thống điều hướng cho hoạt động đường đi, nhà ga phương tiện tiếp cận toàn lục địa Hoa Kỳ, Alaska phần quan trọng Canada Mexico WAAS hỗ trợ phương pháp tiếp cận thiết bị hướng dẫn theo chiều dọc cho tất đường − băng đủ điều kiện Hoa Kỳ Hiệu chỉnh WAAS cho phép thu WAAS người dùng sửa nhiễu xảy tự nhiên với tín hiệu GPS Các nhiễu động tự nhiên bao gồm tác động trọng lực Trái đất, bầu khí khí thải Mặt trời Sự an tồn − WAAS kết hợp thiết bị dựa mặt đất không gian để tăng cường GPS, cung cấp cải tiến an toàn lực NAS • WAAS cải thiện độ an tồn nhờ cách tiếp cận ổn định WAAS LPV • WAAS cung cấp dự phòng đường băng nhận thức tình tất phương pháp tiếp cận cuối để vận hành đường băng • WAAS tăng mức độ an tồn cho phi cơng điều kiện thời tiết có tầm nhìn thấp, điều kiện khí tượng cụ thể ( IMC ) Tính linh hoạt − Ngồi ứng dụng hàng khơng, WAAS cịn sử dụng nhiều lĩnh vực khác nông nghiệp, ô tô, xây dựng, phản ứng đầu tiên, hàng hải, nhiều lĩnh vực khác Tính liên tục − WAAS hoạt động 24/7 để cung cấp khả an toàn cho phi cơng với mức độ đảm bảo hoạt động đơn giản IV Hạn chế Đối với tất lợi ích nó, WAAS khơng phải khơng có nhược điểm hạn chế quan trọng: • Thời tiết không gian Tất hệ thống vệ tinh người tạo phải chịu mối đe dọa từ thời tiết không gian mảnh vỡ khơng gian Ví dụ, kiện siêu bão mặt trời bao gồm tia phóng xạ khối lượng lớn vào trái đất (CME) lớn nhanh vơ hiệu hóa phần tử vệ tinh không đồng địa lý GPS WAAS • Các vệ tinh phát sóng địa tĩnh, khiến chúng vị trí thấp 10 ° so với đường chân trời vị trí phía bắc vĩ độ 71,4 ° Điều có nghĩa máy bay khu vực Alaska phía bắc Canada gặp khó khăn việc trì khóa tín hiệu WAAS [27] • Để tính tốn độ trễ điểm lưới tầng điện ly, điểm phải nằm vệ tinh trạm tham chiếu Số lượng vệ tinh trạm mặt đất thấp hạn chế số lượng điểm tính tốn • Máy bay thực phương pháp tiếp cận WAAS phải sở hữu thiết bị thu GPS chứng nhận, đắt nhiều so với thiết bị không chứng nhận Năm 2006, thu chứng nhận rẻ Garmin, GNS 430W, có giá bán lẻ đề xuất 10.750 đô la Mỹ [28] • WAAS khơng có khả đạt độ xác cần thiết cho phương pháp tiếp cận ILS Loại II III Do đó, WAAS khơng phải giải pháp thiết bị ILS có phải bảo trì phải thay hệ thống mới, chẳng hạn Hệ thống tăng cường khu vực cục (LAAS) [29] • Phương pháp tiếp cận WAAS Localizer với hướng dẫn dọc (LPV) với mức tối thiểu 200 foot không đem vào sử dụng cho sân bay khơng có ánh sáng cường độ trung bình, đánh dấu đường băng xác đường lăn song song Các sân bay nhỏ hơn, khơng có tính này, phải nâng cấp sở vật chất họ yêu cầu phi công sử dụng mức tối thiểu cao V WAAS CĨ TRÊN TỒN THẾ GIỚI KHƠNG − WAAS gia tăng khu vực Tuy nhiên, có số quốc gia nghiên cứu hệ thống dựa khơng gian tương tự tương thích với hệ thống điện tử hàng không WAAS − Khu vực: Tên hệ thống Châu Âu: EGNOS Nhật Bản: MSAS Ấn Độ: GAGAN Tất đơn vị phải tương thích với Hoa Kỳ VI Phương pháp tiếp cận LNAV / VNAV, LPV LP gì? − LNAV cách tiếp cận tương đối khơng xác Nó sử dụng GPS / WAAS để điều hướng theo chiều ngang, khơng có hướng dẫn dọc Các quy trình LNAV đạt − độ cao hạ thấp tối thiểu 400 feet so với đường băng LNAV / VNAV cách tiếp cận tương đối khơng xác Nó cung cấp hướng dẫn theo chiều từ GPS WAAS hướng dẫn dọc từ máy đo độ cao khí áp WAAS Máy bay khơng có WAAS phải có máy đo độ cao VNAV Độ cao định phương pháp thường cao đường băng 350 − feet LPV cách tiếp cận mong muốn Nó viết tắt Localizer Performance with Vertical Guidance sử dụng với thu WAAS Nó tương tự LNAV / VNAV ngoại trừ xác nhiều cho phép hạ độ cao xuống thấp − 200-250 feet so với đường băng LP cách tiếp cận sử dụng độ xác cao LPV cho hướng dẫn liệu đo độ cao khí áp cho phương thẳng đứng Các phương pháp tiếp cận cần thiết đường băng mà chướng ngại vật hạn chế sở hạ tầng khác, phương pháp tiếp cận có hướng dẫn theo chiều dọc (LPV LNAV / VNAV) Phương pháp tiếp cận LP thực máy bay trang bị thu WAAS Độ cao xuống thấp cho phương pháp tiếp cận LP 300 feet đường VII băng NẾU TÔI LẮP ĐẶT THIẾT BỊ HỖ TRỢ WAAS, TƠI CĨ THỂ BAY TIẾP CẬN LPV KHƠNG? − Khơng − Cần có nhiều yêu cầu cài đặt WAAS so với mức tiến hành phê duyệt trực tiếp trường Sau lắp đặt, tất thiết bị máy bay phải kiểm tra hoạt động bình thường, bao gồm chế độ lái tự động, mở rộng quy mô thứ khác bị tác động Hầu hết máy thu WAAS cài đặt theo STC − Hệ thống điện tử hàng không hỗ trợ WAAS không tự động có nghĩa bạn bay đến mức LPV tối thiểu LPV tối thiểu yêu cầu thu WAAS kép theo TSO 145/146 Máy bay nâng cấp hệ thống định vị có lên VIII thu WAAS không? − Các hệ thống có tiêu chí hồn tồn khác chứng nhận theo TSO C129 Các thiết bị chứng nhận theo TSO C145 / 146 chứng nhận máy thu độc lập Điều có nghĩa khơng cần tín hiệu khác vào hơpk để cung cấp cho kết đọc xác thiết bị máy bay bạn Nó yêu cầu thay đổi ăng-ten Ăng-ten từ hộp TSO 129 khác với ăng-ten chứng nhận TSO 145/146 − Việc cài đặt thực STC yêu cầu điều sau: o Máy thu GPS kép Đây yêu cầu FAA Đó theo thơng số kỹ thuật nhà sản xuất o Các mod thiết bị khác, chẳng hạn điều chỉnh tỷ lệ lái tự động o Thông báo, cho dù bên hay hệ thống EFIS o Một chuyến bay thử nghiệm  ...MỤC LỤC Wide Area Augmentation System (WAAS) Hệ thống tăng cường diện rộng I Nguồn gốc WAAS − Hệ thống tăng cường diện rộng (WAAS) hệ thống định vị dựa vệ tinh FAA thiết... − Hệ thống tăng cường diện rộng WAAS giám sát đánh giá tất tín hiệu GPS Bắc Mỹ phép phi công bay sử dụng liệu GPS tăng cường để đảm bảo an toàn cho nhiệm vụ hạ cánh xác điều hướng đường Hệ thống. .. tảng hệ thống dựa không − gian tăng cường GPS dịch vụ Định vị Tiêu chuẩn (SPS) WAAS cung cấp khả tăng cường tính khả dụng làm tăng độ xác báo cáo vị trí, cho phép nhiều thời gian để − II đồng tăng