GNSS
Již dnes je družicová navigace s našimi životy natolik propojená, že si v každodenním životě ani neuvědomujeme, co za technologii se za displejem našich telefonů skrývá. Družicové systémy jako GPS, GLONASS, Galileo, případně COMPASS (Čínský globální sat. systém) a lokální satelitní navigační systémy BEIDOU (Čínský "regionální" satelitní systém) a IRNSS (Indický "regionální" satelitní systém) umožňují nebo umožní přesnou navigaci po celém světě.
Ale jak tyto superlativy opředené systémy uspějí na poli letecké navigace? Nahradí současně zavedené radionavigační systémy?
Jisté je, že společně s výkonnými palubními navigačními zařízeními budou určitě tvořit páteř pro leteckou navigaci celosvětového dosahu, ale úplnými hegemony se pravděpodobně nikdy nestanou, a to z důvodů, které vám popíši níže.
Výhody a nevýhody
Výhody
- Celosvětové rozšíření
- Přesnost
- Dostupnost
- Dosah
Nevýhody
- Národní systémy
- Integrita
- Přesnost v měření výšky
Výhody, které jsou zde popsány, jasně ukazují, proč je GNSS celosvětově rozšířená pro pozemní navigaci. Důležité je podtrhnout slovo pozemní, protože popsané nevýhody nejsou pro pozemní navigaci stěžejní a při výpadku signálu nedojde zpravidla k závažným problémům. Pro leteckou navigaci jsou však nevýhody tak kritické, že nedovolují určit globální navigační satelitní systémy jako jedinečné.
Nepříliš zmiňovanou nevýhodou je, že i když jsou signály GNSS deklarovány pro celosvětové použití a pro všechny, tak jsou spravovány (až na Evropský systém Galileo) jednotlivými státy, případně rovnou jejich armádami. Otázkou tak zůstává, co by se stalo v případném válečném konfliktu – zda má civilní sektor 100% jistotu, že bude deklarovaný signál opravdu státy poskytován.
Příkladem, kdy byla armáda upřednostněna nad civilním sektorem, může být vydání NOTAMu pro část amerického vzdušného prostoru, kde byla kvůli cvičení námořnictva snížena přesnost GPS a bylo dokonce vydáno upozornění pro letadla Embraer Phenom 500, která mají závislé řízení na GPS, aby se této oblasti z důvodu bezpečnosti úplně vyhnula.
Dále jsou jasné důkazy o tom, že Američané v oblastech bojů záměrně snižují přesnost signálu GPS, aby nepřítel nemohl GPS využívat. Nedělejme si proto plané iluze, že by jakýkoli GNSS byl nad armádní účely.
Pokud pomineme tyto vojenské nástrahy, je tu ještě jedna věc, která je daleko větším problémem - integrita.
Integrita
Družicové navigační systémy samy o sobě nejsou schopné zabezpečit požadovanou integritu. Pod tímto pojmem se skrývá schopnost předání informace o správné funkci družic a jejich signálů. Pokud by se například ztratila informace z jedné družice a snížila se přesnost pod daná minima, musíme předat tuto informaci na palubu letadla, aby palubní navigační systémy přestaly tento signál používat.
Aby byl parametr integrity splněn, je nutné nasadit doplňující/rozšiřující vybavení, které integritu zabezpečí. Primárně se signál GNSS monitoruje sítí kontrolních stanic. Ale k tomu je nutné mít takovou síť rozšířenou celosvětově. Příkladem správně rozšířené sítě kontrolních stanic je GPS, který v současné době tvoří páteř celého GNSS. Opačným příkladem může být ruský GLONASS, který má díky ruské zahraniční politice pouze malý počet kontrolních stanic mimo své území a je schopen zkontrolovat všechny družice pouze jednou za 12 hod.!
Abychom nebyli závislí pouze na kontrolní síti samotné GNSS, jsou do GNSS zavedené doplňující/rozšiřující systémy – Augmentation system. Ty jednak zabezpečují integritu, ale také slouží jako korekční systémy. U těch se vnitřně zkoumá kvalita signálu GNSS a podle toho se vyhodnotí, zda jsou data platná. Dělíme je podle způsobů na:
ABAS
ABAS – aircraft based augmentation system – spolupráce s ostatními systémy na palubě (IRNS, výškoměr, atp.)
- RAIM – palubní zařízení monitoruje integritu dat GNSS přímo na palubě letadla z 5-6 družic. Pokud dojde k vyhodnocení chyby v signálu, vydá palubní zařízení výstrahu, případně vyloučí chybný signál.
- AAIM – palubní zařízení GNSS je obohaceno o další nezávislé navigační zařízení na palubě letadla jako jsou barometrický výškoměr, INS nebo „klasické“ DME, VOR, ILS.
SBAS
SBAS – (satellite based augmentation system) je rozšiřující systém, který je založen na síti pozemních korekčních stanic. Tyto stanice monitorují signál GNSS a přes telekomunikační linky předávají informace o signálu do řídících stanic. Řídící stanice pak po vyhodnocení signálu odesílá korekční data na geostacionární družice a k uživatelům.
Jedná se o nejnákladnější, ale nejefektivnější způsob rozšiřujících systémů. V současné době existuje několik koncepcí, které se nacházejí v různé fázi rozpracování nebo výzkumu, a které jsou většinou zaměřené regionálně:
- WAAS – pro oblast USA
- CWAAS – oblast Kanady
- EGNOS – oblast EU
- MSAS – oblast Japonska
- QZSS – oblast Japonska – z důvodu zeměpisné polohy a výškovým budovám se jedná o 3-4 doplňkové satelity (geostacionární satelity jsou umístění nad rovníkem).
- GAGAN – oblast Indie
- SNAS – oblast Číny
- SDCM – oblast Ruska
Systémy SBAS využívají standardní geostacionární telekomunikační družice, které vysílají v pásmu L, zejména pak od společnosti Inmarsat (WAAS a EGNOS). Ostatní pak využívají vlastních geostacionárních družic.
GBAS
GBAS – ground based a. system – pozemní síť korekčních stanic, která má za úkol zpřesňovat GNSS při přesném přiblížení na přistání podle kategorie SCAT-I (srovnatelné s ILS-I). Systém GBAS je tvořen 3-4 referenčními stanicemi, které vyhodnocují integritu a přesnost dat GNSS a datalinkem, který odesílá data na palubu letadla.
GRAS
GRAS – rozšíření rozšiřujícího systému GBAS. Jedná se o systém GBAS, který je aplikován na větší území a má i více úrovní poskytovaných služeb pro různé fáze letu. GRAS dělíme na:
- GRAS A – jedná se o GRAS, který je rozdělen do územních „buněk“, které nejsou vzájemně propojené, ale palubní systémy vyhodnocují nejlepší signál.
- GRAS B – územní buňky jsou vzájemně propojené v síť. Vyhodnocení signálu a korekce jsou aplikovány s ohledem na celou síť.
NDB
