基本原理是用户机通过无线电传输链路接收地面中心处理站播发的改正数和完好性信息来实现定位精度、完好性可用性等服务性能的改进。为满足国际民航组织的要求,GBAS在差分定位提高卫星导航精度的基础上,增加了一系列完好性监视算法,提高系统完好性、可用性、连续性指标,为机场覆盖空域范围内配置相应机载设备的飞机获得到达I类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近和着陆引导提供服务。
地基增强系统
利用多参考站观测数据进行差分改正并通过地基无线电链路播发改正数的全球导航卫星系统(GNSS)增强系统。
- 英文名称
- ground based augmentation system; GBAS
- 所属学科
- 测绘学
GBAS的基本组成(如图1所示)主要包括空间卫星、伪卫星、地面参考站、中心处理站、数据链路及用户六大部分。机场伪卫星是基于地面的信号发射器,能发射与空间卫星一样的信号,其目的是要提供附加的伪距信号以增强定位解的几何结构,进而提高导航系统的连续性和可用性。伪卫星的数量及伪卫星的布置方案决定于机场的跑道设计及机场的空间卫星几何情况。地面参考站接收机能接收GPS卫星及伪卫星信号。接收机数量取决于进近阶段及可用性需求,至少应有两个接收机,以使它们产生的改正数能够相互校验,为支持Ⅱ、Ⅲ类精密进近的连续性需求,至少需要三个接收机。中心处理站接收各参考站传输来的观测数据,经统一处理后,送数据链路。处理工作包括计算并组合来自每个接收机的差分改正数,确定广播的差分改正数及空间卫星信号的完好性。数据链路包括参考站与中心站的数据传输和中心站向用户的数据广播。数据传输可以采用数传电缆。数据广播通过甚高频(VHF)波段,广播内容包括差分改正信息和完好性信息。用户主要包括信号接收设备、用户处理器和导航控制器。信号接收设备不仅接收来自GPS的信号,还要接收来自伪卫星的信号和地面站广播的差分改正及完好性信息。用户处理器对GPS观测数据进行差分定位计算,同时确定垂直及水平定位误差保护级,以决定当前的导航误差是否超限。导航控制器主要用来控制显示导航参数,进一步与自动驾驶仪连接后实现飞机自动进近着陆。
GBAS的数据处理流程(如图2所示)包括以下几部分:地面参考站接收机在获取伪距和载波观测量后,通过数据传输链路传送给地面中心站。中心站首先利用载波观测量对伪距观测量进行平滑,然后生成改正数及其他相关的信息,并将这些信息播发给用户。用户接收机在获取数据后,同样进行相位平滑伪距,并利用接收到的差分改正信息获得导航解。