卫星导航GLS的发展前景

孙鹏



卫星导航GLS的发展前景

孙鹏

内蒙古呼伦贝尔市民航机场有限责任公司，内蒙古呼伦贝尔021008

介绍了卫星导航GLS系统的原理以及优势传统的着陆，最后预测了中国民航的发展前景。其中，卫星导航GLS系统的主要特点是能够支持飞机在机场跑道的任意一端着陆，同时还提供了多条的进港线路，如曲线进近对准跑道等。这样，既充分减少了飞机起降的等待时间，缓解了机场停机坪的拥堵状况，还加强了机场原本的运输能力，同时还能够确保航班准时。该系统已被证实安全、高效、准点率高，所以将会在民用航空导航领域逐步被应用。

卫星导航；GLS；发展前景

如今我国已成为世界上第二大的航空市场，选择乘坐飞机出行的人数逐年增加，并且其增长速度很快。根据国家的“十三五”规划，中国打算在2015年前增加55个以上的民用机场，让中国机场总数超过230个[1]。如此，一方面，机场越建越多；另一方面，使空中交通日益拥堵，导致经常发生航班延误现象。在这样的情况下，北京迫切需要寻找新技术来提高机场的运营效率和加速缓解空中交通拥堵的现象[1]。

1 卫星导航GLS工作原理

GLS全称是地基增强型卫星着落系统，其主要是由卫星系统、地面站系统、机载系统和监控系统[2]四部分组成。该系统的主要原理是利用卫星对飞机的着落地点进行精确的定位计算。该系统的工作过程是：首先卫星系统发射出GNSS信号；紧接着由GBAS（Ground Based Augmentation System）即地基增强系统来接收并收集GNSS信号，通过地面处理器来计算一定范围内飞机对伪距以及电离层的广域差分修正数据；然后操作VDS将改正的数据及时广播给机载用户，机载用户就可以根据接收到的修正数据来建立一条最好的下滑路径；同时，监控系统还要监控地面设备的工作状态，然后反馈给机载用户，让他们能够及时对最终进近段数据进行修正；最终让飞机能够精准、安全的着落[2]。

在机载用户接收到修正的信号后是经过仪表着陆系统从地面发出两束无线电信号，同时建立起一条从跑道指到空中的虚拟路径，从而指引飞机的航向道和下滑道的。这一系统是现在应用最广泛的飞机的精密进近以及着陆的引导系统。和传统的仪表着陆系统相比较，GLS卫星导航着陆系统具有支持多种角度以及路径的进近程序的特点，而且能够使飞机绕飞或者避开障碍物及敏感地区，这样就极大地增强了飞行的安全性。尤其是在飞机下降的过程中，GLS系统支持着陆的连续进近，可以帮助飞机平稳着陆，并且提高乘客的舒适度。此外，一套系统可以同时支持多条跑道并行以及交叉运行，这就拓展了机场的容量，降低了飞机的延误率，从而大大提高了管制运行以及飞行运行的效率。而且全世界的仪表着陆系统都要求采用ICAO技术，所以无论哪一架配备盲降的飞机在全世界无论哪一座装有盲降设备的机场都能够得到统一的技术服务。

2 卫星导航GLS系统的优势

从机场运行的角度来看，相比于传统的仪表着陆系统，GLS不会由于车辆以及楼房产生的发射消息而使信号弯曲，这能够在飞机进近的过程中实现更精确的引导。还有，天气气候对飞机起降的影响最大，而有卫星导航GLS系统的机场就可以最大程度地降低这样的影响，提高了机场的安全性以及可用性。传统的仪表着陆系统只能做到一个频率对应一条跑道，而GLS地面站则是全向广播数据，这就可以使一个地面站来对应多条跑道甚至对应邻近的机场都有可能。

相比于传统的ILS进近，卫星导航 GLS系统的精密进近具有很多优势，如减少了运行的成本。GBAS具有通过广播的进近数据块来灵活定义下航轨迹的功能。所以，一个机场的多条跑道只需使用一套GBAS地面系统就可以满足任何仪表跑道精密进近的需要。因此，降低了飞机运行的成本。

降低了对运行环境的要求。因为ILS地面设备对安装位置及运行环境的要求都比较高，而在有地形以及建筑区限制的机场，就很可能不安装相关的地面设施，进而导致ILS精密进近能力不能被建立。相对而言，GBAS的地面设备对安装的位置以及运行的环境要求就比较灵活。在ILS运行比较困难的机场，就更容易建立起GLS进近，从而实现了类似于ILS的精密进近。

缩小了航空器的间隔。卫星导航GLS系统在一定程度上可以缩短进近前后飞机的间隔，主要是因为在最后进近的航段上，前面飞机不会挡住后面飞机的GBAS信号。

减弱了信号的干扰。GBAS通过地面发射器广播VDB信号，并没有航向道以及下滑道弯曲这些问题，所以对于障碍物的反射以及多路径的效应就没有传统的ILS信号那么敏感。

测距变得更加精确。在进行最后的进近阶段时，卫星导航GLS系统的精密进近是利用高精度的定位装置来获取到跑道入口距离的，所以其精度就明显高于DME测距的精度。

降低了对VHF频率的需求。相对于传统ILS一个频率只能够支持一条仪表跑道的精密进近而言，卫星导航GLS系统中的GBAS则可以在一个频率下支持多条跑道进行精密进近程序，这样不仅降低了对VHF频率的需求，还节约了系成本。

避免了过早地进近。假如过早地捕获了航向道的信号，就有可能导致飞机过早地开始切入航向道。然而因为GBAS有服务边界的限制，所以在GLS进近中就不存在这样的问题。

支持曲线最后进近。曲线进近程序能够依据临时的情况来定制进近的程序，然后可以利用VDB把更改的数据块及时发送给飞机，这一特点不仅提高了飞行以及管制的灵活性，还增加了机场的流量。

总之，卫星导航GLS已经获得了一些西方发达国家的认同，在某些机场中已经把这一系统作为了标准的进近程序来使用。因此，我们相信在不久的将来，中国民航也肯定会从现在的陆基导航转变为星基导航，而且我们这次验证试飞的圆满完成也使星基导航在我国的实施以及应用又迈出了一大步，同时让中国民航积累了宝贵的经验，也为民航的进一步发展以及应用打下了夯实的基础。

3 总结

GLS系统和传统的仪表着落系统相比较，GLS系统存在很多的优点，而且其优势也非常地明显。近年来在上海的浦东机场，中国第一套GLS系统的验证已经顺利完成了，这就充分地说明了我国当前的设备状态以及保障能力完全可以达到GLS运行的要求。所以，相信在不久的将来，卫星导航GLS技术也一定会在中国获得全面的推广以及应用。

[1]新华.我国首套GBAS卫星导航着陆系统研制成功[J].军民两用技术与产品，2014（12）：20.

[2]唐凌飞.仪表着陆系统与GBAS导航系统对比分析[J].硅谷，2011（10）：175.

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1009-6434（2016）02-0004-01