(完整版)GBAS概述
地基增强系统gbas发展现状及优势分析
地基增强系统GBAS发展现状及优势分析乔聚阳|大连国际机场股份有限公司摘要：地基增强系统（GBAS）是一种基于卫星导航的新型精密进近着陆引导系统，本文介绍了GBAS的发展现状和基本原理，对比仪表着陆系统（ILS）和微波着陆系统（MLS）分析了GBAS的性能优势，并指出了GBAS未来的发展前景和面临的问题。
关键词：着陆引导系统；地基增强系统；GBAS着陆是航班飞行过程中情况最为复杂、最易发生故障的阶段，因此精确、可靠的着陆引导系统对航空安全来说至关重要。
目前，民航应用最广的着陆引导系统是ILS。
随着卫星导航技术的发展，民航导航已由传统的陆基导航向星基导航转变，由此诞生了一种基于卫星导航的新型着陆引导系统——GBAS。
1 GBAS系统的发展现状全球卫星导航技术虽可提供全球、全天候、高精度的连续导航与定位功能，但由于存在星历误差、易受电离层和对流层影响等因素的制约，其标准的定位服务无法完全满足民航的要求，特别是对精度要求极高的进近着陆阶段，由此诞生了增强技术。
而GBAS指的是用户直接由地基发射机接收增强信息的增强系统。
最早的GBAS系统是局域增强系统（LAAS），它是1990年由美国Honeywell公司和NASA共同完成的差分GPS（DGPS）演变而来的。
1998年，LAAS被ICAO采纳为GBAS。
2009年9月3日Honeywell公司的GBAS系统通过了CAT-I精密进近着陆系统的设计认证[1]，而CAT-II和CAT-III系统的研发和验证工作也正在有序的进行中。
目前，美国、西班牙、德国、法国、澳大利亚、日本等国均致力与GBAS的研究，并在个别机场批准了GBAS着陆（GLS）运行。
中国同样在积极推广GBAS，目前已在上海浦东机场安装了一套Honeywell公司的SLS-4000型GBAS系统，并于2015年3月20日进行了GLS的演示验证。
而在自主研发方面，中国于2006年9月就启动了国产GBAS系统的研发项目。
GBAS导航系统的VDB对VOR干扰防护间距分析
收稿日期:2018-05-29作者简介:邹杰(1984—),男,四川成都人,本科,助理研究员,研究方向:电磁评估、无线电频谱规划。
近年来,随着航空业的高速发展,新机场建设和机场扩建越来越多,而机场运行离不开空管设备的建设,包括配备相应的导航设备,而每个导航设备均需配备特定的工作频率。
随着导航设备的陆续增加,而频率资源是一定的,在有限的频率资源里,如何科学有效地利用和分配频率,避免系统间的相互干扰,保障设备正常运行就显得尤为重要[1]。
GBAS(Ground-Based Augmentation System,地基增强系统)属于新型导航设备,是航空导航的未来发展方向,已在国际上投入实际运用,我国也在积极推动GBAS系统的运用。
GBAS系统与现有大部分导航设备的使用频率接近,甚至处于同频段范围,随着系统的投入使用,会加剧导航频率资源的紧缺局势,同时也会对同频段其他导航设备产生电磁影响。
本文提出了GBAS系统中信号发射设备VDB(Very-high frequency Data Broadcast,甚高频数据广播)与VOR(Very high frequency Omni directional Range,甚高频全向信标)导航设备的防护间距分析方法,得出不同频率间隔情况下VDB对VOR的防护间距[2],避免VDB在投入运用时与VOR产生干扰,保障GBAS系统正常运行,提高频率资源利用率。
1 GBAS和VOR介绍GBAS是国际民航组织规划的基于GNSS(全球导航卫星系统)、采用DGPS(差分GPS)技术建立的系统,以它为基础的GLS(全球导航卫星地基增强着陆系统)成为目前最令人关注的一种新型着陆系统。
1.1 系统组成全球导航卫星地基增强着陆系统(GBAS Landing System,GLS)由三个独立的子系统组成:卫星子系统、地面子系统和机载子系统。
GBAS地面子系统通过数字甚高频数据广播(VDB)方式向机载子系统提供GNSS测距信号的数据和修正信息。
GBAS带来的改变[权威资料]
![GBAS带来的改变[权威资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/99c4230453d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f95.png)
GBAS带来的改变今年4月底，中国民航首次GLS（GBAS Landing System）的演示验证在上海浦东机场顺利完成，一架来自东方航空的空客A320飞机和一架来自山东航空的波音737飞机执行了此次验证飞行任务。
这套GBAS系统是由霍尼韦尔航空航天集团提供的SmartPath精准着陆系统。
信号可靠性是关键GBAS Landing System是GLS的全称，中文为地基增强型着陆系统，这是一种利用卫星对飞机着陆进行定位计算的一项技术。
相比目前被广泛应用的仪表着陆系统，应用GPS 信号对飞机着陆进行定位被认为是一种更精确、高效的着陆技术。
但是在飞机进近阶段，普通的全球定位定位系统（GPS）信号传输的准确性和可靠性，无法满足飞机着陆阶段的精度要求。
所以，卫星定位系统需要一套独立的误差修正基站，对飞机的定位数据进行修正，才能满足着陆所需精度的要求。
GBAS（Ground Based Augmentation System）是地基增强系统，采用在地面建设地面站的形式，收集并计算一定范围内对伪距和电离层广域差分校正数据，并将此数据广播给机载用户，消除一定范围内的GPS信号定位误差，并提供GPS完好性信息，为飞机着落提供精确引导服务。
“GBAS的技术原理很简单，原理并不是核心问题，”霍尼韦尔航空航天集团亚太区业务发展总监那保罗（Paul Nef）表示：“重要的是如何证明这个技术的可靠性和准确性，我们在GBAS系统中设置了很多探测器，会对系统本身的运转情况和信号准确性进行实时监测。
此外，霍尼韦尔还为GBAS设置了冗余系统，防止在特殊情况下一套系统失效时，仍能保证可靠性。
”在飞机进近阶段，一旦遇到突发情况，留给机组做出准确判断的时间非常短暂，飞行员往往需要在极短的时间内来决定是落地还是复飞，所以对着陆系统可靠性和准确性的要求非常高。
“其实只要是信号传输都会发生干扰，对于仪表着陆来说，没有人预先知道它是否发生了干扰，只有飞行员在着陆过程才会发现，所以飞行员已经习惯了因为干扰导致飞机‘跳舞’的现象，但这种波动的不稳定性，会给飞行员带来不安全感。
柚子民航学霸笔记第十九期
柚子民航学霸笔记第十九期
本笔记由柚子民航无双班125分状元“天道酬勤”提供！
学霸笔记第十九期
我国的北斗BDS以及地基增强系统GBAS是星基导航系统GNSS。
GNSS接收机可将航空器位置、高度、速度实时发送到空中交通管制中心实现全程自动监视，提供防撞预警。
星基导航已成我国新趋势。
地基增强系统 (GBAS)
通过一些地面、空中或卫星设施，采取差分技术、伪卫星技术、监测手段等使卫星导航系统总体性能得以提高，由此形成了卫星导航的增强系统，如地基增强系统GBAS。
GBAS是一种用户接收机导航增强信息来自于地面发射机的卫星导航增强系统，包括导航卫星子系统、地面增强子系统和机载接收机子系统三部分。
GBAS通过为GNSS测距信号提供本地和修正信息，来提高导航定位的精确度。
GBAS地面子系统可提供进近、定位两类服务，优势：（1.多路径，多角度进近。
2.无保护区限制，3信号稳定。
4维护便利，成本低。
缺点：参考ADS-B，卫星失效，他也就没用了）
（1）一套GBAS可同时满足多个进近程序的需求；
（2）定期校验间隔长；
（3）建设、维护成本低；
（4）场地要求低，无ILS临界区保护限制，可为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；
（5）信号稳定，不易受地面、空中活动影响，利于缩小管制间隔；
（6）跑道入口、下滑角易于调整。
可用于降低机场噪声、缩短尾流间隔。
GBAS技术特征与应用-论文
1 GBAS 的技术特征与应用领域
甚高频数据广播发信（VDB）设备和地面数据处
收稿日期：2015-08-14 作者简介：曾思弘（1956-）男，北京人，高级工程师，研究方向：空管工程。
目前，针对应用 GLS 执行Ⅲ类进近的试飞 （包括盲降）继续在位于美国大西洋城的联邦航 空局技术中心开展，同时，在欧洲，此类试飞通过 同一欧洲天空空中交通管理研究（SESAR）项目 在图卢兹、和法兰克福开展。 2.2 我国发展状况
我国在国家民航局等相关部门组织领导下， 依托科技部支撑计划，依靠国内科研院校、企事 业单位，重点展开了面向高精度、高完好性和高 可用性的精密进近着陆引导需求，重点研究多星 座的 GNSS 地基增强总体技术、多频点 GNSS 地基 增强处理技术、多系统 GNSS 地基增强完好性技 术等，为飞行器在复杂地形和繁忙空域环境中的 高精密进近着陆引导提供关键的技术支撑。
霍尼韦尔公司的 GBAS 地面站 SLS-3000 型 于 2007 年安装运行，2009 年 4 月开始 GBAS 地面 站 SLS-4000 型的安装运行。
美国联邦航空局（FAA）将卫星导航着陆系 统作为下一代空管系统(Next-Gen)飞机引导的核 心 支 撑 系 统 之 一 和 PNT 服 务 路 线 图 的 组 成 部 分。其 CAT-I LAAS（本地局域增强系统）地面设 备于 2009 年 9 月首次获得基于安全考虑的系统 设计认证。FAA 于 2011 年开始在孟菲斯和纽瓦 克机场开展 CAT-I LAAS 地面系统的运行认证。 FAA 表示，航空公司到 2018 年将可以开始使用地 基增强系统（GBAS）进行决断高度为 50 英尺的基 于卫星的Ⅲ类仪表着陆系统或者自动着陆系统。
仪表着陆系统与GBAS导航系统对比分析
仪表着陆系统与GBAS导航系统对比分析作者：唐凌飞来源：《硅谷》2011年第10期摘要：随着卫星增强系统的发展，该技术已逐步应用到民用航空导航领域。
重点分析陆基增强系统（GBAS）与仪表着陆系统（ILS）各自的优点与不足，以及未来民用航空终端导航技术的发展方向。
关键词： GBAS；ILS；差分信息；进近方式中图分类号：V249 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520175－01随着我国经济飞速发展，航班量猛增。
近10年增长率平均17％，预计2020年将新增2400架飞机。
目前我过民用机场主要以ILS系统为主要的飞机进近着陆手段，但ILS系统的一些先天弊端逐渐成为限制航班量增长的瓶颈。
近年随着卫星导航技术的发展，GBAS系统已逐渐完善，目前可以达到CAT I进近要求。
下面对ILS和GBAS两套系统进行分析比较。
1 仪表着陆系统（ILS）仪表着陆系统（Instrument Landing System，ILS），是目前应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。
它的作用是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度，最终实现安全着陆。
这种系统最早出现于1939年，它是二战后于1947年由国际民航组织ICAO确认的国际标准着陆设备。
全世界的仪表着陆系统都采用ICAO的技术性能要求，因此任何配备盲降的飞机在全世界任何装有盲降设备的机场都能得到统一的技术服务。
1.1 ILS缺点航向信标设备的工作频率为108MHz-111.975MHz范围内，下滑信标设备的工作频率为328.6MHz-335.4MHz范围内，从系统设计上，工作频道仅有40个，对地理上密集的机场不够用。
工作频道接近调频广播频率，在设备运行中易受到调频台的干扰。
工作频率低，天线尺寸大，安装调整很不方便。
论GBAS技术在中国民航的应用
630 引言随着未来航空应用需求的日益增长,现行航行系统已无法满足未来航空运输中对的安全、容量和效率的要求。
国际民航组织颁布的《全球空中航行计划》(Doc9750号文件)提出基于全球卫星导航系统(GNSS)的终端区灵活引导和基于性能的引导,在导航方面路基导航将逐渐向星基导航过渡,星基导航将成为未来导航的主要技术手段。
GNSS作为未来民航运行的主要导航手段,已进入快速发展和应用实施阶段。
GNSS通过导航卫星网络可为飞机提供全球覆盖的定位和定时数据,具有提高空域利用率、飞行灵活性、运行安全性等优势。
GNSS包括三大主要部分:一是卫星星座,包括美国的GPS (Global Positioning System)、俄罗斯的GLONASS(Global Navi-gation Satellite System)、中国的北斗卫星导航系统BDS(BeiDou Navigation Satellite System)和欧洲的GALILEO(Galileo Satel-lite Navigation System);二是增强系统,是为提升民航运行完好性,满足民航应用安全需求而产生的卫星导航增强技术的具体实现;三是机载接收机。
本文所涉及的地基增强系统(GBAS)技术正是一种典型的增强技术,是卫星导航技术在机场进近、着陆阶段应用的重要支撑。
1 卫星导航地基增强系统(GBAS)技术原理1.1 GBAS技术简介GBAS对GNSS进行差分定位和完好性监视,可为配置相应机载设备的航空用户提供安装了GBAS地面设备的机场终端区覆盖空域约23海里半径范围内导航、精密进近及着陆引导服务。
GBAS具有极高的导航精度、完好性、连续性和可用性,可满足CAT-I类,未来甚至是CAT-II/III类精密进近的需求。
目前,在有效覆盖范围内的GBAS,其精度在水平和垂直方向均优于1米。
以GPS卫星导航系统为例,GBAS包含地面部分、机载部分和空间部分。
全球9大绿色建筑标准
全球9大绿色建筑标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述绿色建筑标准是指为了减少对环境的负面影响、提高能源利用效率和保护人类健康而设定的一系列指导原则和标准。
在全球范围内，越来越多的建筑项目开始关注绿色建筑标准，以实现可持续发展的目标。
这些标准涵盖了建筑设计、材料选择、能源利用、水资源管理、室内环境质量等方面，以确保建筑在使用阶段具备环保、节能、舒适的特点。
绿色建筑标准的引入旨在促进全球建筑行业的可持续发展，并为居住者提供更健康、更舒适的生活环境。
本文将介绍全球9大绿色建筑标准，其中包括领先的国际认证标准，如美国绿色建筑协会（USGBC）的LEED认证，以及其他重要的绿色建筑标准，如德国绿色建筑委员会（DGNB）的认证和中国绿色建筑评估标准（GBAS）。
通过对这些标准的详细介绍和比较分析，我们可以全面了解各国在绿色建筑领域的最新进展和实践经验。
通过本文的阅读，读者将能够了解全球绿色建筑标准的发展背景和重要性，深入了解不同标准的主要内容和评估方法，并对如何应用这些标准进行战略性决策提供指导。
希望通过这篇文章的分享，能够进一步推动全球建筑行业的可持续发展，为建筑师、设计师和业主提供更多的参考和启示。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将介绍全球9大绿色建筑标准，文章结构如下：2. 正文2.1 绿色建筑标准12.2 绿色建筑标准22.3 绿色建筑标准32.4 绿色建筑标准42.5 绿色建筑标准52.6 绿色建筑标准62.7 绿色建筑标准72.8 绿色建筑标准82.9 绿色建筑标准9在正文部分，将详细介绍全球范围内九个重要的绿色建筑标准。
每个标准将包括其定义、特点、应用范围、主要原理等内容的介绍。
这些标准代表了全球绿色建筑行业的最新发展和最高要求。
3. 结论3.1 总结3.2 展望在结论部分，将总结全文内容，提炼出各个绿色建筑标准的关键点，并探讨其未来发展的趋势和可能的改进方向。
展望部分将对绿色建筑标准的发展趋势进行预测，指出可能出现的新的绿色建筑标准，并对绿色建筑行业的未来发展提出令人期待的展望。
浅谈现代GBAS的运作与发展
图３ Ｇ Ｂ Ａ Ｓ的 Ｖ Ｄ Ｂ Ｔ Ｄ Ｍ Ａ帧和时隙结构
个 陆基 增 强系 统服 务 供应 商将 会指 派 八 个可 用时 隙 的一 个 子集 到一 个 特 定的 地面 站 。地 面 站将 广播 所 分 配的
一
列扩频信号。这些信号由一个二进制相移键控 （ Ｂ Ｐ Ｓ Ｋ） 伪随机二进制码以每秒 １ ． ０ ２ ４ Ｍ 码片的速率调制的载波组 成。所有卫星传输都在相同的额定频率 ，码分多路访问用
使多个地 面站共享 相 同的物 理频率。Ｇ Ｂ ＡＳ Ｖ Ｄ Ｂ传输被 限 制 的时 隙 结 构 ，它 由每 秒 ２ 帧 ，每 帧 ８时 隙 内 发 生 。
Ｇ Ｂ Ａ Ｓ差分改正数的基本更新率为 ２ 赫兹，在每个框架中
一
个在 １ ０ ８ ． ０一Ｉ １ ７ ． ９ ７ ５ ＭＨｚ 频 段 的一个 非常 高频 （ Ｖ ＨＦ ）
消息类型 ５ 一预 测 测 距 源 的 可用 性 ： 测 距 源 的修 正 预 计将 消息 类 型 １ 的不可用 变得可 用 的可选 消 息 。 １ ． ３ Ｇ Ｂ ＡＳ性 能
Ｇ Ｂ Ａ Ｓ 性 能的特点在多个方面 。一个基本指标是 “ 空
。
间信号” （ Ｓ Ｉ Ｓ ）的空间性能。Ｓ Ｉ Ｓ的性能方面的精度 ，定 义 的 完整 性 ，连 续性 ，和服 务 可 用性 。这 个 Ｓ Ｉ Ｓ的性 能是
隙结 构示 于 图 ３ 。
GBAS系统飞行试验的CMNPFE分析研究
GBAS系统飞行试验的CMN/PFE分析研究【摘要】地基增强系统（GBAS）通常采用对飞行试验进行导航系统误差进行剥离来分析评估系统精度性能，而微波着陆系统中的PFE/CMN分析方法则根据飞行控制的需求对其精度性能进行分析。
本文将PFE/CMN分析方法引入到GBAS试验数据处理中，对GBAS系统飞行试验数据进行了处理，并从飞行控制引导角度对GBAS系统特点进行了分析和总结。
【关键词】GBAS；微波着陆；导航系统误差；PFE/CMN0 引言地基增强系统（Ground Based Augmentation System，GBAS）是国际民航组织提出的用于航空飞行器精密进近引导的差分GPS系统，该系统利用卫星导航差分定位技术和完好性技术来增强卫星导航系统信号，提高系统的精度和完好性指标，以满足飞机着陆引导性能要求。
由于GBAS系统具备全天候、恶劣气象条件和复杂地形下的着陆引导能力，其应用前景非常广阔。
GBAS系统核心设备由地面子系统和机载子系统两部分组成，地面子系统根据卫星测距信号和已知的基准接收机精确位置计算卫星的伪距校正量、校正速率等差分增强信息，地面子系统将差分增强信息通过广播链路发送给机载子系统。
机载子系统用接收的GPS观测值和地面子系统的差分增强信息，完成精确位置解算，达到改善定位精度的目的。
卫星导航着陆系统的基本结构如图1所示。
GBAS系统差分定位精度通过飞行试验进行验证评估，飞行试验地面设备包括一套GBAS地面设备和一套RTK地面站设备，机载则通过校验台记录RTK定位数据，通过MMR的422串口将GLS模式下的定位结果等数据输出到机载数据记录设备上进行记录。
通过事后的试验数据处理，以RTK数据为参照分析评估GBAS的精度。
本文深入研究了GBAS飞行试验数据处理方法，首先完成基于GBAS飞行试验数据进行导航系统误差（Navigation System Error，NSE）的剥离与分析，对GBAS精度进行初步分析；然后考虑GBAS定位误差对飞行控制系统的影响，研究了原本用于微波着陆系统（MLS）测角与测距误差评估的CMN/PFE （Control Motion Noise/Path Following Error）评估方法，并采用该方法对NSE数据进行了处理，初步评估了GBAS系统的CMN/PFE情况，并从飞行控制需求的角度总结了GBAS系统特点。
GBAS实验室解决方案
GBAS实验室解决方案本方案提供了一个在实验室环境下，搭建完整的GBAS系统，包含GBAS地面站、GBAS监控站、GNSS射频模拟器。
该方案具有良好的可扩展性，可以：➢用真实的GPS天线代替GPS射频模拟器，用于实际工程部署；➢支持北斗和GPS双星座GAST-C，GAST-D，后续可扩展到支持双频多星座(DFMC) GAT-F；➢可将GBAS监控站放置在飞机上，进行GBAS飞行验证；➢验证MMR/GLS Rx性能；➢在不允许或不方便发射VDB信号的情况下，通过4G/5G网络，进行GBAS性能验证。
目录1.基本框架2.系统组成及功能3.应用实例1.基本框架2.系统组成及功能➢GBAS激励源GLS202x1)内置GPS模拟器和GPS L1 C/A射频信号发生器；2)处理和通信单元：生成GAST-C MT1, MT2, MT4及GAST-D MT2, MT3 (空报文)，MT11；3)VDB发射机，连接耦合器和射频衰减器；4)GNSS接收机单元，包含4台GNSS接收机。
➢GBAS监控系统IGM，可用于模拟MMR/GLS Rx1)VDB接收机, 模拟机载GBAS接收机（MMR/GLS Rx）；2)GNSS接收机单元，包含2台GNSS接收机；3)服务器，实时处理和分析VDB Rx和GNSS Rx数据；4)选择GBAS信道（Channel Id）；5)GBAS报文接收和验证；6)GBAS位置域xNSE和xPL解算；7)模拟下滑道偏离。
➢GNSS星座模拟器共有2路射频接口，其中一路送给GLS202x，通过1分4功分器接入4路GNSS接收机；另一路给MMR，给MMR的可以是动态信号，模拟飞机最后进近航段（FAS）。
该模块内嵌于GLS202x机柜内。
3.应用实例一、GLS202x 选择进近（FDH/EDNY RWY24 FAS），利用GNSS模拟器人为引入航路偏离；输入航路和模拟输出PVT结果对比（Input Trajectory and Simulation Output PVT Comparison）；二、测试MMR：用GNSS模拟器和GLS202x作为测试环境，用IGM作为MOPS比对验证。
论GBAS技术在中国民航的应用
论GBAS技术在中国民航的应用发布时间：2021-09-14T07:55:48.750Z 来源：《科技新时代》2021年6期作者：祝仲义[导读] 而且星基导航才是未来民航导航的主要发展方向以及是未来最重要最关键的导航技术。
民航江西空管分局上饶导航站江西上饶 334000摘要：GBAS是全球导航卫星系统中一项主要的增强技术。
现在国际上各国都在大力开展增强技术的研究，卫星导航地基增强系统在我国应用广泛，本文就此技术进行一定的理论阐述分析，并且与GLS/ILS进行对比性分析，讨论GBAS的优势所在，并进一步的根据卫星导航地基增强系统在我国的应用现状来探究未来其发展中可能遇见的问题。
关键词：GBAS;GNSS;卫星导航;北斗引言：随着科技在航空领域的不断进步发展，以及航空领域在未来对于航空应用的需求，现在的民航系统根本没有办法适应其未来的需要(包括对其安全、效率、容量等各方面)。
ICAO在DOC9750号文件中提出基于GNSS的终端区引导(灵活引导/基于性能引导)，将会实现陆基导航向星基导航的过渡，而且星基导航才是未来民航导航的主要发展方向以及是未来最重要最关键的导航技术。
未来民航导航的主体将是全球导航卫星系统，这是科学技术在民航业的发展必然趋势，而且GNSS也已经正在飞速的发展之中，并在实践应用中不断的调整优化。
全球导航卫星系统可以二十四小时不间断的为空中运行的航空器提供全球定位服务以及数据信息，对于增加空域中的容量、加强运行的安全以及增强航空器的运行灵活度等各方面都巨大推进。
全球导航卫星系统可以分为三大主要部分:(1)卫星星座。
比如我国的北斗卫星导航系统BDS、俄罗斯的GLONASS、美国的GPS、欧洲的GALILEO等。
(2)增强系统。
为了加强运行效率以及增强安全性而诞生的增强技术。
(3)航空器机载设备。
而GBAS是一项十分重要的增强技术，是卫星导航在航空器进近、着陆等阶段重要的技术支撑和体现。
1 卫星导航地基增强系统（GBAS）技术原理1.1 GBAS技术简介地基增强系统可以对全球导航卫星系统进行差分定位和完好监视，在机场终端区的地基增强系统地面设备可以在半径23海里覆盖空域提供给有相应机载设备的客户各种高精引导服务(导航、精密进近、着陆)。
G P S原理及应用ppt课件
单频机( L1 )
双频机( L1/L2 )
GPS原理及应用
11.4 GPS技术的应用
我国GPS定位技术的应用和发展概况
从1970年4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射 了三十多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有 利条件。
70年代后期，有关单位在从事多年理论研究的同时，引进并试制 成功了各种人造卫星观测仪器。其中有人造卫星摄影仪、卫星激光测 距仪和多普勒接收机。根据多年的观测实践，完成了全国天文大地网 的整体平差，建立了1980年国家大地坐标系，进行了南海群岛的联测。
Galileo系统是一种开放式 的以民用为主的卫星系统。
Galileo系统在技术构态上 将以分布在3个轨道平面上 的30颗MEO卫星为核心星座， 其空间信号等效于GPS Block-II F卫星上的信号， 具有在L频段上和GPS兼容的 多频体制，在无增强下可以 达到10米精度。
卫星星座图
GPS原理及应用
近地点: 20200km 4. 运行周期：11小时58分(恒星时)
保证在地球上任何地点,任何时间都能同时看到4～8颗GPS卫星
GPS原理及应用
11.3 GPS系统的组成
GPS卫星星座空间图
GPS卫星星座平面图
GPS原理及应用
11.3 GPS系统的组成
地面监控部分:
组成：
主控站（1个）, 注入站（3个）, 监测站（5个）
80年代初，我国一些院校和科研单位已开始研究GPS技术。十多年 来，我国的测绘工作者在GPS定位基础理论研究和应用开发方面作了 大量的工作。
GPS原理及应用
11.4 GPS技术的应用
我国GPS定位技术的应用和发展概况
卫星导航GPS差分技术(RTK、PPP、GBAS等)
• GBAS的国际标准正在逐渐成熟，地面站的发展也接近完善， 目前已可实现精密二类进场着陆的能力。GBAS的典型应用为 美国的LAAS系统。
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差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
4.星基增强系统——SBAS
• 在SBAS中，用户接收的增强信息 来 自 星 基 发 射 机 。 SBAS 由 地 面 监 测站、主控站、地面地球站（GES） 及同步轨道通讯卫星组成。系统 以辅助的同步轨道通信卫星，向 GNSS 用 户 广 播 导 航 卫 星 的 完 好 性 和差分修正信息。
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差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
4.星基增强系统——SBAS
• 监测站测量所有可见卫星的伪距值，并完成部分完好性监测； 测量数据经由数据网络传送到主控站。主控站对观测数据进 行处理，产生三种对伪距的校正数据：快速校正、慢校正 （卫星钟差和轨道误差）、电离层延迟校正；同时主控站也 要进行完好性监测。包括校正和完好性信息的数据通过地空 数据链发到同步卫星，再由该卫星转发到用户接收机，这时 采用的信号频段和数据格式与导航卫星一致，这样可保证用 户接收机的最大兼容和最小改动。
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差分GPS技术(RTK/PPP/GBAS等）
6.陆基区域增强系统——GRAS
• 根据这些需求，澳大利亚进行了投 资效益分析。分析结果表明，最好 的方案是用地基增强系统(GBAS)作 I类精密进近，同时用SBAS作航路 导航与非精密进近。因此，提出了 建设GRAS来提高GPS/GNSS性能。
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的系统误差影响，包括：卫星钟差、接收机钟差，卫星轨道误差、以
及电离层和对流层的延迟误差等的影响。
• 当流动站与参考站间距离较近时，如以参考站为中心15km范围内，上
[16 山东工业技术]地基增强系统的发展与应用
![[16 山东工业技术]地基增强系统的发展与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/3e418fee9e3143323968934c.png)
75工程技术 卫星导航系统可以提供全球、全天候、连续实时的导航，空中交通管理系统从现有陆基导航系统向星基导航系统过渡已成为未来发展的必然趋势。
国际民航组织提出了地基增强系统（GBAS）的概念。
GBAS系统是当前国际民航组织认可唯一支持I类精密进近运行的卫星导航系统，也是航空系统组块升级（ASBU）中导航部分的核心技术之一，其为进近及着陆阶段的航空器提供精密进近服务，直接关系航空运行安全。
但由于GBAS系统属于新技术，各国民航当局都需要在系统投入运行前进行安全验证与评估，确认系统与技术能够满足本国航空安全运行需要。
目前，我国军机使用的着陆设备主要为微波着陆系统，维护维修成本高，而且需要进行定期校飞。
民机使用的主要着陆设备为仪表着陆系统，它的信号受场地影响较大，目前只具有I类的着陆引导能力，所有飞机必须按照飞行程序规定的单一下滑道实现着陆。
随着全球卫星导航技术的广泛应用，GBAS系统已越来越受到各国民航空管系统的重视，它不受地形的限制，使飞机采取连续下降进近的运行方式，达到I类或更高的精密进近和引导着陆。
我国民航计划在未来20年内，实现陆基着陆系统向星基着陆系统的过渡。
1 GBAS着陆系统介绍1.1 基本组成及功能 GBAS的系统结构主要是由三部分组成：卫星系统部分、地面系统部分、机载系统部分。
GPS/GBAS三个主要部分分别是： 卫星系统部分，用于产生目标测距信号。
地面系统部分，提供地面固定站的差分修正信息和其它相关信息的VDB信号。
机载系统部分，包含接收和处理卫星定位信号和修正信号的机载设备，用于计算并输出位置的解，以及相对于参考路径的偏离值，并适时通告。
卫星系统部分是为飞机机载设备和地面系统提供所需的测距信号的，地面系统部分根据接收到的信号和自身位置信息生成差分修正信息、完好性信息以及其他相关数据，包括为进近的飞机进行导航的三维几何路径，形成无限延伸的一条直线作为最终的进近路径，数据通过通信设备传到机载系统。
Honeywell SmartPath GBAS介绍
Air Traffic Control Status Unit (ATSU) Remote Satellite Measurement Unit (RSMU)
• 4 RSMUs per Installation • 48 Channel GPS Receiver Differential GPS (DGPS) Control & • GPS Receiver packaged in an VHF Data Broadcast (VDB) Cabinet environmentally protective enclosure • Multi-path Limiting Antenna • 19” Rack & Panel Cabinets • Requires site survey and placement • Differential Correction Processors against siting/installation criteria • FAA-certified DO-278 Software • Robust Power Distribution & Local Status • Dual VHF Transmitter/Receiver • Maintenance Data Terminal (MDT) 7 • SLS Status Panel installed in Air Traffic Control Tower or other location • Laptop computer or hosted on existing workstation
Differential Corrections, Integrity Status and Approach Coordinates
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GBAS——ground-based augmentation systems,地基增强系统GBAS概述空中交通管理系统从现有陆基导航系统向星基导航系统过渡已成为未来发展的必然趋势。
卫星导航系统可以提供全球、全天候、连续实时的导航，具备成为支持民用航空的主用导航系统的能力。
为保证飞行安全，民航精密进近和着陆引导在精度、完好性和可用性等方面都对卫星导航提出了很高的要求。
为此，国际民航组织提出了地基增强系统（GBAS）的概念，美国定义其名称为本地局域增强系统（LAAS）。
GBAS通过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、连续性的指标，使机场覆盖空域范围内的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、着陆引导服务。
GBAS由地面站、监控设备和机载设备组成。
GBAS地面站包括四对参考接收机和天线、地面数据处理设备、甚高频数据广播（VDB）设备和VDB天线等。
地面数据处理设备通过结合来自每个参考接收机的测量值产生可见卫星的差分校正值；同时，通过实时监测导航信号本身或者是地面站的异常，形成卫星导航系统和本站自身的完好性信息；然后把FAS数据、校正值和完好性信息通过VDB播发给机载用户。
机载设备为多模式接收机（MMR）。
由于机载用户和GBAS站的距离很近（小于50公里），它们之间的误差有很强的相关性，所以通过这种方法能够提高机载用户的定位精度和完好性。
国际现状（1）欧洲霍尼韦尔公司（Honeywell）的SLS-3000 GBAS地面站已经于2007年初安装在西班牙南部马拉加（Malaga）机场。
在2008年12月1日至5日进行了SLS-4000的试验，于2009年4月开始安装工作。
同时安装了泰雷兹的GMS 670 GBAS监测站用于收集数据、实时监视GBAS性能和监测干扰。
意大利ENA V公司正在进行GNSS空管应用验证方法的确认工作，使用数学模型进行应用安全评估。
将评估GNSS/ADS 在区域和国际机场的效益，并在意大利中南部进行实施。
在巴勒莫安装了GBAS和ADS-B 的地面系统，并进行了GBAS设施的测试和应用验证。
法国于2006年对安装在图卢兹的GBAS的CAT-I地面站进行了空间信号验证，并持续对GBAS性能进行监视。
该GBAS 的性能将被继续维持，用于空中客车的机载GLS验证。
法国将加大GBAS的CA T-II/III的研发活动，并已开展了2项相关研发项目。
（2）美国美国FAA在“纽约/新泽西飞行延误工作组报告（12/6/07）”中将LAAS作为主要解决方案，并建议加快其进程。
LAAS 站的CAT-I已经在2009年9月3日获得首次系统设计认证，FAA已于2010年上半年在孟菲斯和纽瓦克开展LAAS站的CAT-I设施和运行认证。
利用波音727完成超过114架次TAP/RNP进近，针对不同类型飞机每科目超过完成50架次的飞行试验，CAT-II/III类进近科目试验分不同月份（7、9、11）累计125次平均每季度超过40架次。
FAA将首先基于现有成熟技术研发LAAS单频CAT-III，然后根据双导航频率的GPS星座进展情况，适时开展LAAS双频CAT-III研究，以提高可用性。
预计在2010年完成CAT-III的LAAS地面和机载系统原型，2013年达到CA T-III运行能力。
美国大陆航空公司已经有9架737NG飞机加装了GBAS机载设备，此外，所有2008年1月以后交付的737NG飞机都装备有GBAS 机载设备，所有新交付的787都将GBAS机载设备作为标准配置。
大陆航空公司已经执行了超过200次的目视GBAS进近程序，并且飞行员反应良好。
（3）澳大利亚在澳大利亚，澳洲航空公司共有14架具备GLS能力的737-800型飞机，预计还将交付31架并改装剩余24架；共有3架具备GLS能力的A380飞机，在未来几年内还将交付17架。
澳航已经进行了1500个GLS进近，GBAS性能优异，飞行员反应良好。
ASA计划于2010年底将SLS-3000升级为SLS-4000，并计划在Brisbane安装兼容RNP的SLS-4000，在Melbourne安装CA T-III GBAS。
（4）日本在日本民航局（Japanese Civil Aviation Bureau，JCAB）支持下，电子导航研究中心（Electronic Navigation Research Institute，ENRI）正在进行CAT-I GBAS研发。
目前正在进行原型系统的设计评估，主要技术问题包括电离层影响、多径效应和布站。
日本未来将用GBAS提供CA T-II/III精密进近和着陆服务，提高机
场容量，降低基础设施投资。
（5）韩国根据韩国政府改善航空导航系统计划，所有机场都须满足双向CA T-I或更高需求。
韩国政府正在进行在所有机场安装GBAS-CAT-I 的可行性分析，将在2009年后期完成。
完好性测试床已经于2008年完成，并基于此完成了静态测试、车载动态测试和飞行测试。
近期韩国还将研发电离层风暴监视器并将其加入测试平台。
国内现状目前，我国没有GBAS实际应用的工程案例。
国产GBAS已经研制成功，但由于未经过运行认证，因此并未投入实际运行。