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ENAV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CAT-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CAT-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CAT-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CAT-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CAT-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。