浅谈航行新技术之GLS

赵赶超++向小军

文章编号：2095-6835（2017）10-0061-01

摘 要：地基增强型卫星着落系统——GLS，这是一项利用卫星对飞机着落进行定位计算的技术。在飞机飞行阶段，下滑着陆时对定位精度的要求非常高，普通的全球定位系统（GPS）虽然具有可靠性、准确性，但无法满足飞机的着落阶段的精度要求。因此，需要建立一套独立的误差修正系统，对飞机的定位数据进行修正。只有这样，才有可能满足飞机着陆所需的精度要求。对GLS进行了简单介绍，以便于这项新技术更好地应用到中国民航。

关键词：GLS；定位精度；误差修正；仪表导航

中图分类号：V249.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.061

1 发展史

20世纪一二十年代，跑道灯光系统应用于夜航；20世纪20年代仪表导航出现，飞机上有了简单的仪表，靠人工计算得出飞机的位置；20世纪30年代出现了无线电导航，首先使用的是中波四航道無线电信标和无线电罗盘；20世纪40年代初，我国开始研制了超短波的伏尔导航系统和仪表着陆系统（见无线电控制着陆）；20世纪50年代初，惯性导航系统用于飞机导航，50年代末出现了多普勒导航系统；20世纪60年代，开始使用了远程无线电罗兰C导航系统，作用距离达到了2 000 km。为了满足军事上的需要，还研制出了塔康导航系统，后来又出现了伏尔塔克导航系统及超远程的奥米加导航系统，作用距离已达到10 000 km。

1963年出现了卫星导航，20世纪70年代以后发展为了全球定位导航系统。2003年，ICAO新航行系统概念出现，即以卫星导航及其应用技术为驱动的4大核心技术，包括全球卫星导航系统、空地协同监视、自主飞行和基于性能的运行。

2 运行背景

在中国民航快速发展的今天，大量中小机场陆续投入使用。然而，有些机场地处偏远山区，当地经济不足以支持ILS设备的购置与养护，甚至部分机场受地形限制无法安装ILS设备。虽然RNP APCH/RNP AR等类精密进近技术可以部分替代精密进近飞行阶段，但无法覆盖最后进近和着陆滑跑全过程，不能消除此阶段的人为因素风险与满足最低运行标准，也限制了机场运行容量的增长。GLS作为民航总局推广的4个新技术之一，在中国民航的持续、快速、健康发展中起到了重要作用。

3 国内外现状

FAA历时10年，实现了实验室、原型机、系统的标准化。2009年，首套LAAS系统获得FAA系统设计认证；2011年，在Memphis和Newark开展CAT I LAAS地面系统的设施和运行认证Newark计划，验证了LAAS在复杂空域环境下的运行能力，提供了高拥塞终端区的空域间隔；2013年，完成了休斯顿机场的GLS运行批准，并开始GLS运行。

2006年，GBAS设备安装在悉尼机场；2009年，德国在不莱梅机场启动GBAS设备的审定工作，2012年完成审定，完成第一个GLS着陆；2009年，柏林航空成为世界首家获批运行GLS的航空公司在数个机场部署GBAS测试系统，并开展了GLS平行进近的研究，将继续支持GLS CAT II/III研究和标准化，目前，在西班牙马拉格机场、德国不莱梅机场投入使用；2012-12，澳航开始在悉尼进行GLS运行试验和评估，B737-800和A380机型在目视气象条件下完成，包括平行跑道运行和自动着陆。

我国于2015-05启动该项目，2015-05—2015-07，对国际上的相关资料进行收集、整理、翻译；2015-08—2015-09完成《GLS运行批准指南》（草稿）；2015-11-03召开了《卫星着陆系统运行批准指南》（初稿）讨论会；2015-11-23，民航局就《指南》在全行业征求意见；2015-12，民航局《关于下发<卫星着陆系统（GLS）运行批准指南>的通知》（局发明电〔2015〕3494号）指出，根据具体运行需求，使用具备GLS 设备飞机的航空运营人可适时申请GLS 补充运行合格审定，获取GLS 运行资格。

4 GLS运行原理

由于卫星钟、接收机钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层中的延迟等因素存在，实际测出的距离A与卫星到接收机的几何距离B有一定的差值。因此，一般称量测出的距离为伪距。作为差分卫星导航系统的一种，GBAS利用由地基接收装置所探测到的伪距观测值来对GNSS星群产生的差分进行矫正，然后将这些矫正过的数据以数据链的形式发给机载接收机；机载接收机采用这些矫正过的数据，提取出一套修正的伪距值，利用这些伪距值计算出一个更加准确的位置信息。由于地基接收装置与机载接收机之间的相对位置较短，大多数的有效位误差源可以通过差分比对进行消除。

5 运行优势

GLS的运行优势有以下4个：①GLS相比于传统设备的优势是使用成本低，设备的价格为传统盲降设备的1/3.传统盲降需要1年进行2次校飞，且校飞时需要关闭；GLS设备2年进行1次维护，不需要校飞，维护期间设备可正常工作，1套设备可基本满足机场所有跑道的精密进近需求（26个进近程序），频率占用更少（25 kHz）。②场地要求低。无ILS临界区保护限制，特别是实施Ⅱ、Ⅲ类运行，机场场地改造和保护成本会大幅降低，并为某些因地理条件限制无法安装ILS设备的机场/跑道提供精密进近（山区、特殊机场）。③信号稳定。不易受地面、空中活动的影响，为缩小管制间隔（特别是CAT II/III 类运行时，五边前后机之间的间隔）创造了条件。④运行灵活。与RNAV/RNP协同实现曲线进近，跑道入口、最后进近下滑角易于调整，可应用于降低机场噪声、缩短尾流间隔，降低了管制员、飞行员的工作负荷，提高了机场交通流的顺畅性。

参考文献

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[2]魏光兴.GLS进近的实施方法与优越性比较[J].中国民航飞行学院学报，2006，17（06）.

[3]于珊珊，张光明.GLS进近程序定义方法研究[J].中国科技信息，2016（Z1）.

[4]李凤鸣，陈晨.浅谈中国民航新技术应用与发展[J].科技资讯，2016，14（08）.

[5]王红力，张光明.GPS定位技术与误差[J].中国科技信息，2010（06）.

〔编辑：张思楠〕