WAAS (jäljempänä Englanti waas ) on järjestelmä auttaa lennonvarmistuspalvelujen kehitetty pyynnöstä liittohallitus US Air Navigation (Federal Aviation Administration - FAA) lisäämään suorituskykyä Global Positioning System (GPS). Tavoitteena on parantaa sekä sen tarkkuutta, eheyttä että mittausten saatavuutta. Tavoitteena on antaa lentokoneille mahdollisuus käyttää GPS: ää kaikissa lennon vaiheissa, instrumentaalilähestymisvaiheet mukaan lukien, mihin tahansa kattavuusalueen lentokentälle.
WAAS käyttää Pohjois-Amerikassa ja Havaijilla sijaitsevien maan vertailuasemien verkkoa mittaamaan pieniä vaihteluita vastaanotetussa GPS-signaalissa. Näiden vertailuasemien mittaukset reititetään pääasemille, jotka keräävät poikkeamakorjaukset - Deviation Correction (DC) - ja lähettävät viestejä WAAS: n geostationaarisatelliiteille riittävän nopeasti (vähintään joka 5. sekunti) voidakseen käyttää niitä. Nämä satelliitit lähettävät sitten nämä viestit ja korjaukset maahan, missä ”WAAS-yhteensopivat” vastaanottimet voivat käyttää niitä tarkkuuden parantamiseen.
Kansainvälinen siviili-ilmailujärjestö ( ICAO ) kutsuu tämän tyyppistä järjestelmää satelliittipohjaiseksi lisäysjärjestelmäksi (SBAS). Eurooppa ja Aasia ovat kehittämässä omaa SBAS-järjestelmäänsä, Intian Intian GPS-tuettua maantieteellistä navigointia (GAGAN), Euroopassa Eurooppalaista EGNOS- palvelua (European Geostationary Navigation Overlay Service, EGNOS ) sekä Japanin monitoimista satelliittinopeusjärjestelmää. ”(MSAS) Japanissa. Kaupallisia järjestelmiä, kuten StarFire ja OmniSTAR, kehitetään myös. Samankaltaiseen periaatteeseen perustuva eurooppalainen EGNOS-järjestelmä on yhteentoimiva WAAS-järjestelmän kanssa.
WAAS-spesifikaation on tarjottava tarkkuus, joka on parempi kuin 7,6 metriä, sekä sivusuunnassa että pystysuorassa, vähintään 95% ajasta. Tyypillinen todellinen suorituskyky, joka havaittiin joissakin paikoissa, osoitti, että on mahdollista saavuttaa 1 m sivusuunnassa ja 1,5 m pystysuunnassa useimpien Yhdysvaltojen mannerosien - " CONUS " - sekä suuret annokset Kanadasta ja Alaskasta . Näiden tulosten avulla WAAS sallii siviili-ilmailun "luokka I" -tyyppiset lähestymistavat, joiden vaaditaan tarkkuuksia 16 m sivusuunnassa ja 4,0 pystysuoraa.
Navigointijärjestelmän eheys voidaan määritellä kyvyksi varoittaa käyttäjiä riittävän ajoissa, jos annetaan virheellistä tietoa, josta voi tulla vaarallista. WAAS-spesifikaatio edellyttää, että järjestelmä havaitsee GPS- tai WAAS-sisäisen verkon virheen ilmoittamaan käyttäjälle 6,2 sekunnin kuluessa. Todentaminen siitä, että WAAS on riittävän turvallinen käytettäväksi mittarilennossa - ' instrumenttilentosäännöt ' (IFR) - edellyttää osoittamista, että on vain äärettömän pieni todennäköisyys sille, että eritelmää ylittävä virhe voi jäädä huomaamatta. Oletetaan, että sen on oltava alle 1 × 10-7 , mikä vastaa alle kolmen kumulatiivisen sekunnin virheellisten tietojen toleranssia vuodessa. Toimitettu eheys on yhtä suuri tai parempi kuin RAIM-vastaanottimien käyttö.
WAAS: n saatavuus on todennäköisyys, että se täyttää sen tarkkuuden ja eheyden vaatimukset. Ennen SBAS: n, kuten WAAS: n, syntymistä GPS ei ehkä ole käytettävissä enintään 4 päivään vuodessa. WAAS-määrittely takaa 99,999%: n käytettävyyden koko palvelualueella, mikä vastaa alle 5 minuutin seisokkiaikaa vuodessa.
Kuten GPS: n kohdalla , WAAS koostuu kolmesta pääosasta: Ground Segment, Space Segment ja User Segment. GPS pidetään itsenäisenä järjestelmänä.
Maasegmentti koostuu useista vertailuasemista - WRS (Wide-area Reference Stations). Nämä erittäin tarkasti sijoitetut asemat seuraavat ja keräävät GPS-tähdistöstä vastaanotettuja signaaleja ja lähettävät datansa kolmelle pääasemalle - laaja-alaisille pääasemille (WMS) maanpäällisen tietoliikenneverkon kautta. Nämä asemat seuraavat myös WAAS-geostationaaristen satelliittien lähettämien signaalien eheyttä. Sisäänlokakuu 2007, on 38 asemaa: 20 sijaitsee CONUS-alueella, 7 Alaskassa, yksi Havaijilla, yksi Puerto Ricossa, 5 Meksikossa ja 4 Kanadassa.
WRS: n tietojen avulla WMS tuottaa kahdenlaisia korjauksia: nopea ja hidas.
Kun nämä korjaukset on luotu, WMS lähettää ne kahdelle nousevan siirtotien asemalle - maatason nousevan siirtotien asemille (GUS) -, jotka lähettävät ne avaruusryhmän satelliitteihin lähetettäväksi käyttäjäsegmentille.
WAAS WRS -aseman taulukkoCONUS-lennolla - Yhdysvaltojen mannerosassa, jokaisella FAA: n lennonjohtoalueella on viite-WAAS-asema paitsi Indianapolis. Jokaisella asemalla on kolme GPS-antennia. Alla olevassa taulukossa on lueteltu kukin sijainti.
| Sivusto | lentokenttäkoodi | Leveys (+ N, -S) - Pituusaste (+ E, -W) | Korkeus (m) |
|---|---|---|---|
| Betel (Alaska) | PABE | 60 ° 47 '16' N, 161 ° 50 '30' W | 52,202 m |
| Billings (Montana) | KBIL | 45 ° 48 '13' N, 108 ° 32 '23' W | 1112,261 m |
| Barrow (Alaska) | PABR (en) | 71 ° 16 ′ 58 ″ N, 156 ° 47 ′ 24 ″ W | 15,581 m |
| Kylmälahti (Alaska) | PACD | 55 ° 12 '01' 'pohjoista leveyttä, 162 ° 43' 07 '' läntistä pituutta | 53,652 m |
| Fairbanks (Alaska) | PAFA | 64 ° 48 ′ 35 ″ N, 147 ° 50 ′ 51 ″ W | 149,888 m |
| Honolulu ( Havaiji ) | PHNL | 21 ° 18 '46' 'pohjoista leveyttä, 157 ° 55' 15 '' läntistä pituutta | 24,922 m |
| Juneau (Alaska) | PAJN | 58 ° 21 ′ 45 ″ N, 134 ° 35 ′ 08 ″ W | 16,024 m |
| Mérida, Yucatán | MMMD (en) | 20 ° 55 '55' 'pohjoista leveyttä, 89 ° 39' 46 '' läntistä pituutta | 29157 m |
| Meksiko | MMMX | 19 ° 25 '54' N, 99 ° 04 '06' W | 2236,638 m |
| Puerto Vallarta ( Jalisco ) | MMPR | 20 ° 40 ′ 45 ″ N, 105 ° 14 ′ 57 ″ W | 11,077 m |
| San José del Cabo ( Baja California Sur ) | MMSD | 23 ° 09 '37' 'pohjoista leveyttä, 109 ° 43' 04 '' läntistä pituutta | 104,286 m |
| Tapachula ( Chiapas ) | MMTP | 14 ° 47 ′ 29 ″ pohjoista leveyttä, 92 ° 22 ′ 05 ″ läntistä pituutta | 54,922 m |
| Kotzebue (Alaska) | PAOT | 66 ° 53 '14' N, 162 ° 36 '41' W | 10,911 m |
| Iqaluit (Nunavut) | CYFB | 63 ° 43 '53' 'pohjoista leveyttä, 68 ° 32' 36 '' läntistä pituutta | 9,998 m |
| Gander, Newfoundland ja Labrador | CYQX | 48 ° 57 '59' 'pohjoista leveyttä, 54 ° 35' 51 '' läntistä pituutta | 146891 m |
| Winnipeg ( Manitoba ) | CYWG | 49 ° 54 '02' N, 97 ° 15 '33' W | 222,046 m |
| Happy Valley-Goose Bay | CYYR | 53 ° 18 '31' 'pohjoista leveyttä, 60 ° 25' 10 '' läntistä pituutta | 37,842 m |
| Albuquerque (New Mexico) | KZAB (en) | 35 ° 10 '25' N, 106 ° 34 '02' W | 1620,154 m |
| Anchorage, Alaska | PAZA (en) | 61 ° 13 ′ 45 ″ N, 149 ° 46 ′ 49 ″ W | 80,654 m |
| Aurora (Illinois) | KZAU (en) | 41 ° 46 '57' 'pohjoista leveyttä, 88 ° 19' 53 '' läntistä pituutta | 195,922 m |
| Nashua (New Hampshire) | KZBW (en) | 42 ° 44 '09' 'pohjoista leveyttä, 71 ° 28' 49 '' läntistä pituutta | 39,141 m |
| Leesburg (Virginia) | KZDC (en) | 39 ° 06 ′ 06 ″ N, 77 ° 32 ′ 34 ″ W | 80,085 m |
| Longmont (Colorado) | KZDV (en) | 40 ° 11 '14' N, 105 ° 07 '38' W | 1541,389 m |
| Fort Worth ( Texas ) | KZFW (en) | 32 ° 49 '50' pohjoista leveyttä, 97 ° 03 '59' läntistä pituutta | 155,604 m |
| Houston, Texas | KZHU (en) | 29 ° 57 ′ 43 ″ N, 95 ° 19 ′ 53 ″ W | 10,947 m |
| Hilliard (Florida) | KZJX (en) | 30 ° 41 '56' 'pohjoista leveyttä, 81 ° 54' 29 '' läntistä pituutta | 2,141 m |
| Olathe (Kansas) | KZKC (en) | 38 ° 52 '49' 'pohjoista leveyttä, 94 ° 47' 27 '' läntistä pituutta | 305,814 m |
| Palmdale (Kalifornia) | KZLA (en) | 34 ° 36 '13' 'pohjoista leveyttä, 118 ° 05' 02 '' läntistä pituutta | 763546 m |
| Salt Lake City (Utah) | KZLC (en) | 40 ° 47 '10' N, 111 ° 57 '08' W | 1,287,420 m |
| Miami, Florida) | KZMA (en) | 25 ° 49 ′ 29 ″ pohjoista leveyttä, 80 ° 19 ′ 09 ″ läntistä pituutta | -7,882 m |
| Memphis (Tennessee) | KZME (en) | 35 ° 04 '03' N, 89 ° 57 '19' W | 68,788 m |
| Farmington, Minnesota | KZMP (en) | 44 ° 38 '15' pohjoista leveyttä, 93 ° 09 '07' 'läntistä pituutta | 262667 m |
| Ronkonkoma | KZNY (en) | 40 ° 47 ′ 03 ″ pohjoista, 73 ° 05 ′ 50 ″ läntistä pituutta | 6,108 m |
| Fremont (Kalifornia) | KZOA (en) | 37 ° 32 '35' 'pohjoista leveyttä, 122 ° 00' 57 '' läntistä pituutta | -3,459 m |
| Oberlin (Ohio) | KZOB (en) | 41 ° 17 '50' 'pohjoista leveyttä, 82 ° 12' 23 '' läntistä pituutta | 224,115 m |
| Auburn (Washington) | KZSE (en) | 47 ° 17 '13' N, 122 ° 11 '18' W | 82128 m |
| San Juan (Puerto Rico) | TJZS | 18 ° 25 '52' N, 65 ° 59 '37' W | -28,547 m |
| Hampton (Georgia) | KZTL (en) | 33 ° 22 ′ 47 ″ N, 84 ° 17 ′ 48 ″ W | 261,142 m |
Avaruussegmentti koostuu useista geostationaarisista satelliiteista - jotka sijaitsevat siis GPS: ää korkeammalla kiertoradalla - jotka lähettävät korjausviestit GUS-käyttäjäsegmentille. Nämä satelliitit lähettävät myös samanlaisia viestejä kuin GPS, simuloiden täydentäviä GPS-satelliitteja. Avaruussegmentti koostuu tällä hetkellä kahdesta kaupallisesta tietoliikennesatelliitista, Galaxy 15 ja Anik F1R .
Tässä on heidän sijaintinsa ja GPS-näennäissatelliittinumeronsa ("PRN" näkyy vastaanottimessa). Lisätietoja näistä satelliiteista on saatavana englanniksi.
| Satelliitin nimi ja tiedot | NMEA / PRN | Sijainti |
|---|---|---|
| Galaxy 15 | NMEA # 48 / PRN # 135 | 133 ° W |
| Anik F1R | NMEA # 51 / PRN # 138 | 107,3 ° W |
Historiallisesti alun perin käytettiin kahta Inmarsat-organisaation satelliittia:
| Satelliitin nimi ja tiedot | NMEA / PRN | Sijainti | Kommentti |
|---|---|---|---|
| Tyynenmeren alue (POR) | NMEA # 47 / PRN # 134 | 178 ° E | Ei enää lähetä WAASia |
| Atlantin valtameren alue - länsi | NMEA # 35 / PRN # 122 | 142 ° W | Ei enää lähetä WAASia |
Käyttäjäsegmentti koostuu GPS- ja WAAS-vastaanottimista, jotka käyttävät GPS-satelliittien tähdistön lähettämää tietoa sen sijainnin ja kellonajan määrittämiseen. He saavat myös WAAS-viestejä avaruusosastolta. Käytetään kahden tyyppisiä korjauksia, hitaita ja nopeita.
GPS-vastaanotin voi välittömästi soveltaa pikakorjauksia, jotka sisältävät korjatun satelliitin sijainnin, kellon korjaustiedot, jolloin vastaanottimen sijainti voidaan määrittää käyttämällä tavanomaisia GPS-vastaanottimien laskelmia.
Kun likimääräinen sijainti on muodostettu, vastaanotin alkaa käyttää hitaita korjauksia paikannustarkkuuden parantamiseksi. Korjaukset koskevat erityisesti ionosfäärin viivettä. Satelliittisignaalin kautta satelliittisignaali kulkee ionosfäärin läpi . Vastaanotin laskee pisteen, jossa signaali saapuu ionosfääriin, ja saatuaan tähän pisteeseen liittyvän datan, suorittaa vastaavan korjauksen kompensoidakseen ionosfäärin aiheuttamien reittien vaihtelut.
Hidas korjaustiedot voidaan päivittää tarvittaessa joka minuutti. Kuitenkin ephemeris ja ionosfäärin virheenkorjaukset eivät muutu niin nopeasti ja päivitetään vain kahden minuutin välein, samalla voimassa seuraavat 6 minuuttia.
| Vuosi | Päivämäärä | Tapahtuma |
|---|---|---|
| 2008 | Uudet WRS-asemat otetaan käyttöön Meksikossa ja Kanadassa, mikä laajentaa WAAS-palvelun peittoaluetta | |
| 2007 | Galaxy XV (NMEA # 48) aloittaa sertifioitujen korjausviestien lähettämisen palauttamalla WAAS-palvelun Yhdysvaltain koillisosassa | |
| 2006 | Maaliskuu 2006 | WAAS on valtuutettu tarjoamaan ilmailunavigointiapua korkeintaan 200 jalan korkeudelle lentokentän maastosta LPV-instrumenttilähestymisellä |
| Helmikuu 2006 | Inmarsat AOR-W (NMEA # 35) -satelliitti siirretään 54 ° lännestä 142 ° länteen, mikä häiritsee WAAS-palvelua Yhdysvaltojen koillisosassa | |
| 2005 | 13. lokakuuta 2005 | Panamsatin Galaxy XV geostationaarisen tietoliikennesatelliitin (NMEA # 48) laukaisu |
| 9. syyskuuta 2005 | Telesatin Anick F1R (NMEA # 51) -geostationaarinen tietoliikennesatelliitti laukaistiin | |
| Kesäkuu 2005 | Ensimmäisen kansainvälisen WRS-aseman asentaminen Ganderiin, Labradoriin ( Newfoundland ja Labradorin maakunta , Kanada) | |
| Maaliskuu 2005 | FAA valitsee Lockheed Martinin uudeksi pääurakoitsijaksi maanhallintasegmentille | |
| 2004 | Lokakuu 2004 | FAA valtuuttaa Garmin 480: n ensimmäisiksi WAAS-yhteensopiviksi ilmailutekniikan laitteiksi LPV-lähestymisiä varten |
| Syyskuu 2004 | Uusien WAAS-sivustojen yhteensopivuuskampanjat Kanadassa ja Alsakassa on saatu päätökseen. | |
| 2003 | 10. heinäkuuta 2003 | Yhdysvaltain liittovaltion siviili-ilmailuhallinto, FAA, vastaanottaa WAAS-järjestelmän (Wide Area Augmentation System) |
| 31. maaliskuuta 2003 | Capstonen ensimmäinen kaupallinen lento TSO-145 GPS / WAAS -vastaanottimella | |
| 2002 | ||
| 2001 | ||
| 2000 | ||
| 1999 | Joulukuu 1999 | Ensimmäinen satelliitin välittämä WAAS-testisignaali |
| 1998 | Tammikuu 1998 | Raytheon Systems hankki Hughes Aircraftin ja siirsi WAAS-sopimuksen Raytheonille |
| 1997 | Kesäkuu 1997 | Inmarsatin laukaisema AOR-W-geostationaarinen meriteleviestintäsatelliitti (NMEA # 35) |
| 1996 | Joulukuu 1996 | Inmarsatin laukaisema geostationaarinen meriteleviestintäsatelliitti POR (NMEA # 47) |
| Lokakuu 1996 | Urakan vaiheen 1 valmistumisesta teki Hughes Aircraft on 1. st huhtikuu 1999 | |
| Huhtikuu 1996 | Wilcox-sopimus keskeytyy liiallisten teknisten vaikeuksien vuoksi | |
| Helmikuu 1996 | Toimitetaan WAAS-arkkitehtuuri, versio 1.5. | |
| 1995 | Elokuu 1995 | Wilcox Electric voitti sopimuksen WAAS: n kehittämisestä |
| Järjestelmä | 95% tarkkuus (sivu / pysty) |
Yksityiskohdat |
|---|---|---|
| LORAN-C / Erittely | 460 m / 460 m | Absoluuttinen tarkkuus määritetty LORAN-C-järjestelmälle. |
| Etäisyysmittauslaitteiden (DME) eritelmä | 185 m (lineaarinen) | DME on radionavigointilaite, jolla voidaan laskea lineaarinen etäisyys lentokoneen ja maassa olevien DME-laitteiden välillä. |
| GPS / tekniset tiedot | 100 m / 150 m | GPS-järjestelmän määritelty tarkkuus siviilikäytössä, kun Selektiivinen saatavuus (SA) -asetus on kytketty pois päältä. SA työskenteli Yhdysvaltain hallituksessa vuoteen 2010 asti1. st päivänä toukokuuta 2000. |
| LORAN-C / Havaitut toistettavat mittaukset | 50 m / 50 m | Amerikkalaisen rannikkovartioston raportissa mainitaan yksityiskohdat 50 metrin "palautetta sijainnista" aikaerotilassa. |
| E-LORAN / toistettavat mittaukset | Nykyaikaisilla LORAN-C-vastaanottimilla, jotka käyttävät kaikkia käytettävissä olevia signaaleja samanaikaisesti ja magneettikentässä polarisoituneilla antenneilla | |
| Differentiaalinen globaali paikannusjärjestelmä (DGPS) | 10 m / 10 m | Tämä on GPS- differentiaalisen globaalin paikannusjärjestelmän (DGPS) huonoin tapaustarkkuus . Yhdysvaltojen liikenneministeriön (DOT) ja puolustusministeriön (DoD) yhdessä julkaiseman liittovaltion radionavigointijärjestelmien (FRS) vuonna 2001 julkaiseman raportin mukaan tarkkuus heikkenee siirryttäessä laitteista. Tarkkuus voi olla <1 m, mutta normaalisti <10 m . |
| Wide Area Augmentation System (WAAS) / määrittely | 7,6 m / 7,6 m | Pahimmassa tapauksessa tarkkuus WAAS: n on ylläpidettävä tarkkaa lähestymistapaa. |
| GPS / mitattu | 2,5 m / 4,7 m | Järjestelmän todellinen mitattu arvo, lukuun ottamatta vastaanottimista johtuvia virheitä, ilman SA: ta, perustuu Yhdysvaltain siviili-ilmailuviraston (FAA) tuloksiin, jotka käyttävät National Satellite Test Bed - NSTB -testipenkkiä. |
| WAAS / mitattu | 0,9 m / 1,3 m | Järjestelmän todellinen mitattu arvo, lukuun ottamatta vastaanottimista johtuvia virheitä, NSTB: n tuloksista. |
| LAAS-järjestelmä / eritelmä | LAAS-ohjelman tarkoituksena on tarjota luokan III ILS-valmiudet. Tämä mahdollistaa laskeutumisen ilman näkyvyyttä autopilotilla ja osoittaa erittäin korkean tarkkuuden <1 m . |