Типы RNP, применяемые для захода на посадку, будут рассмотрены ниже.

Разумеется, работа по развитию концепции RNP RNAV ведется не только RTCA, но и ИКАО. Одна группа экспертов ИКАО по пролету препятствий (ОСР) разрабатывает критерии для процедур RNP RNAV, а другая группа по вопросам эшелонирования (RGCSP) - критерии по эшелонированию полетов RNP RNAV «Review of the General Concept of Separation Panel, RGCSP/9-WP25 Appendix A to Report on Agenda Item 2, Proposed amendment to Annex 11. 1998». По результатам работы этих групп разработаны критерии построения схем захода на посадку для RNP0.3 и интервалы эшелонирования на маршрутах с RNP4.

Для обеспечения точных заходов и посадок с использованием RNAV точность навигации в вертикальном плане тоже должна быть включена в RNP. В результате спектр типов RNP для захода на посадку стал занимать диапазон от RNP1 до RNP0.003/Z, где число Z. выражает требование к точности вертикального наведения, выраженное в футах.

Планируемые типы RNP для захода на посадку представлены в таблице 3.



Планируемые типы RNP для захода на посадку - Таблица 3

Тип RNP	Требуемая точность (95% вероятность), м. миля/фут	Описание
0.003/z	± 0.003/ z	Для заходов на посадку, посадок, торможения, руления по CAT III: ILS, MLS и GNSS/GBAS
0.01/15	± 0.01/15	Для заходов на посадку по CAT II с ВПР до 30 м: ILS. MLS и GNSS/GBAS
0.02/40	± 0.02/40	Для заходов на посадку по CAT I с ВПР до 60 м: ILS, MLS и GNSS/GBAS или SBAS
0.03/50	± 0.03/50	Для заходов на посадку RNAV/VNAV с поддержкой SBAS
0.3/125	± 0.3/125	Для заходов на посадку RNAV/VNAV с поддержкой SBAS или Baro-VNAV
0.3	± 0.3	Начальный и промежуточный участки захода, вылеты
0.5	± 0.5	Начальный и промежуточный участки захода, вылеты. Применяет в тех случаях, когда RNP0.3 не может быть обеспечен из-за недостаточной инфраструктуры, a RNP1 не достаточно из-за высоких препятствий
1	± 1.0	STAR, начальный и промежуточный участки захода на посадку, вылеты

Сертификацию по RNP1 имеют навигационные системы (FMS), которые зарубежная промышленность начала производить с 1990 г.

Воздушные суда выпуска 1998 г. и позднее могут претендовать на сертификацию по RNP0.03/125 и даже ниже.

RNP задаются требованиями четырех основных параметров:

1) точность RNAV;

2) обеспечение целостности навигации при использовании оборудования RNAV;

3) готовность оборудования RNAV для навигации;

4) непрерывность навигации при использовании оборудования RNAV.

Кроме точности любой тип RNP включает критерии целостности, готовности и непрерывности обслуживания. Эти критерии имеют математические описания и выражаются численным значением. Численные значения критериев разные для маршрутов и районов аэродромов, а что касается заходов на посадку, то учитывается еще и тип захода на посадку.

При сертификации систем применяются чисто математические способы оценки всех составляющих RNP, которые не учитывают возможные ограничения на использование навигационных систем - датчиков. Поэтому на эксплуатанта возлагается обязанность самостоятельно оценивать целостность, готовность и непрерывность обслуживания перед выполнением полета, учитывая текущую информацию о состоянии навигационных систем (NOTAM по радиосредствам, специальные извещения о состоянии GPS) и применяемых специальных средств прогнозирования. Например, для оценки готовности системы GPS, как датчика оборудования RNAV, установлена процедура RAIM-прогнозирования, позволяющая определить возможность использования системы GPS в заданном месте в заданное время [2].

Самым “готовым" и "непрерывным" датчиком RNAV является инерциальный датчик, который готов и непрерывно работает всегда, если его включить и корректно выставить. Но у этого типа датчиков существуют проблемы с другими составляющими RNP - точность работы и целостность, особенно при длительных полетах.

Проблем с точностью у датчика GPS нет, но есть проблемы с готовностью и непрерывностью обслуживания. По этой причине для полетов по приборам с использованием GPS обязательно надо иметь как минимум RAIM (лучше FDE), а для заходов на посадку в сложных метеоусловиях - системы функционального дополнения WAAS/LAAS, которые кроме повышения точности, доводят характеристики готовности и непрерывности обслуживания до установленных соответствующим RNP значений.

Основные особенности B-RNAV и P-RNAV заключаются в том, что, кроме показателя точности в 5 и 1 м. милю, из всего набора характеристик RNP оговариваются как обязательные только некоторые из них. Основные цифры целостности, готовности и непрерывности, обязательных для RNP-RNAV, достигать не требуется, поскольку безопасность применения зональной навигации B-RNAV и P-RNAV обеспечивается развитой инфраструктурой ОВД и возможностью экипажа использовать обычные навигационные средства при отказе системы RNAV. Что касается безопасности заходов на посадку в режиме RNAV, например по GPS, то, как дополнительная мера безопасности, применяется требование иметь запасной аэродром с обычными средствами захода - ILS, VOR, DME.

Особенностью RNP-RNAV является то, что необходимо соблюдать все требования установленного типа RNP не только по точности, но и по целостности, готовности и непрерывности обслуживания.

Основная цель введения RNP - обеспечение ОВД в каком либо районе воздушного пространства. RNP устанавливаются государствами в зависимости от интенсивности воздушного движения, сложности маршрутов полетов и с учетом всей инфраструктуры CNS.

В районах и на маршрутах RNP органы ОВД обязаны следить за точностью навигации и, при необходимости, корректировать траекторию полета ВС. Поэтому невозможно вводить строгие RNP в районах, где не обеспечено адекватное наблюдение за воздушной обстановкой и качественная связь с воздушным судном.

Развитие систем связи, наблюдения, средств стратегического и оперативного планирования полетов должно опережать темпы введения строгих RNP, что прослеживается в Европе. В этой связи эксплуатанты должны направлять усилия не только на повышение точности навигации, но и на модернизацию всего комплекса оборудования ВС для того, чтобы вписаться в опережающее развитие систем связи и наблюдения. Эксплуатант не получит разрешение на полеты в районах будущих RNP, не имея требуемых в этих районах систем связи и наблюдения [1].

Для производства полетов в условиях RNP в п. 6.1.18 документа «Руководство по требуемым навигационным характеристикам» говорится, что используемое навигационное оборудование выбирается эксплуатантом. Основное условие заключается в том, чтобы это оборудование обеспечивало уровень точности выдерживания навигационных характеристик, установленный для каждого конкретного типа RNP. При этом необходимо учитывать следующие аспекты:

1) эксплуатанты должны получить соответствующее разрешение от своих государств;

2) до получения разрешения эксплуатант должен представить государственному органу ГА подтверждение того, что данный тип оборудования соответствует установленным требованиям;

3) эксплуатант вносит в эксплуатационную документацию (РЛЭ ВС, РТО, РПП, РК и т.д.) ограничения и условия, навигационные процедуры для штатных и нештатных ситуаций, прописывает правила обновления баз данных, технического обслуживания, утверждает программы и проводит подготовку летного и технического персонала;

4) государствам следует установить соответствующие административные процедуры с тем, чтобы исключить перегруженность своих служб выдачи разрешений и свести к минимуму расходы эксплуатантов [2].

Тип RNP1 должен вводиться поэтапно в связи с тем, что некоторым эксплуатантам придется вложить средства в новое оборудование. Такое положение явилось основой для введения P-RNAV в Европе как промежуточного шага на пути к RNP 1.

Зональная навигация вводится в том или ином регионе одновременно с установлением определенного типа RNP. Если этот тип является нестандартным либо функциональные требования к RNAV чем-то отличаются от приведенных в «Руководство по требуемым навигационным характеристикам», то такая зональная навигация может получить собственное название, например, B-RNAV, B-RNAV+, B-RNAV++, P-RNAV и т.п. [2].



1.5 Автономный контроль целостности приемника

Для наблюдения за достоверностью информации, полученной от спутников, бортовое оборудование СНС должно иметь функцию автономного контроля целостности приемника (RAIM). Это необходимо для того, чтобы:

- своевременно обнаружить неустойчиво работающий спутник и исключить его из обработки для навигационных определений;

- рассчитывать текущую ошибку определения координат и, сравнивая расчетное значение с максимально-допустимой на данном этапе полета, предупредить экипаж о выходе расчетной ошибки за предельные значения;

- рассчитывать геометрию спутников в заданной точке, в заданное время и предупреждать экипаж о том, что требуемая точность и надежность навигации по СНС в этой точке не будут обеспечены, выдавать сообщение об отказе СНС в целом и невозможности ее использования для навигации.

Обеспечение этой функции достигается обработкой сигналов, как минимум, одного дополнительного спутника. Такой алгоритм реализован в оборудовании класса A1, А2, В1, В2, C1, С2, и он заключается в том, что в целях RAIM производятся несколько независимых определений, результаты которых сравниваются между собой. По результатам этих расчетов определяется четыре устойчиво работающих спутника и по этим “отфильтрованным” спутникам производится определение навигационных параметров (?, ?, h). При этом “фильтрующие” расчеты при работе RAIM не используются для навигационных расчетов.

Если функция RAIM отфильтровала один из 5-ти видимых спутников, то RAIM перестает работать, о чем информируется экипаж ВС. Воспринимать такую информацию следует так: навигационные расчеты продолжают выполняться, но они никак не контролируются и нужно быть очень внимательным.

Если бортовым оборудованием СНС сопровождается 6 и более спутников, то RAIM, после исключения из обработки одного спутника и подключения другого, продолжает работать и контролировать надежность навигационных определений [1].

1.6 Требования к воздушному пространству

RNP определяют характеристики навигации в определенном воздушном пространстве и влияют как на организацию самого воздушного пространства, так и на воздушное судно.

Типы RNP, методы и оборудование RNAV в разных регионах мира внедряются единообразно и согласовано. Для этого в региональных отделениях ИКАО и государствах созданы соответствующие группы экспертов и уполномоченных специалистов. Эксплуатанты взаимодействуют с ними по вопросам оборудования ВС, подготовки экипажей и освоения эксплуатационных процедур RNAV.

Типы RNP для определенных районов, объемов воздушного пространства в определенном диапазоне высот, для маршрутов или процедур в районе аэродрома устанавливаются либо соответствующим государством, либо региональным аэронавигационным соглашением. Конкретный тип RNP вводится в зависимости от ряда факторов: инфраструктуры средств связи, наличия наземных радиомаяков и радиолокационного наблюдения, насыщенности воздушного пространства, характера местности, расположения препятствий, особых зон и др.

RNP могут применяться с момента взлета и до посадки. При этом на различных этапах полета могут применяться различные типы RNP. Как правило, для захода на посадку и ухода на второй круг применяются «строгие» RNP, для вылета и прибытия - более «мягкие», а на маршруте - совсем «мягкие» RNP с минимальным набором функциональных требований.

В АИП государств описываются характеристики и требования к воздушному пространству при применении RNP на маршрутах или в определенных районах и публикуются фиксированные, резервные маршруты и районы применения RNP.

Фиксированный маршрут RNP - постоянный опубликованный маршрут RNP с возможными ограничениями по времени использования и высотам пролета. Маршрут начинается и заканчивается пунктами донесения. Вдоль маршрута устанавливаются точки пути.

Резервный маршрут RNP - опубликованный маршрут ограниченного по времени применения (часы, дни, сезоны).

Район RNP - некоторый район, объем воздушного пространства или любое воздушное пространство установленных размеров, где применяется RNP. В таких районах может планироваться и выполняться полет по произвольным линиям пути в течение установленных периодов времени и/или в пределах указанных диапазонов эшелонов полета.

Для увеличения пропускной способности воздушного пространства органы ОВД могут давать указание о выполнении полета со смещением относительно фиксированного маршрута и таким образом использовать RNAV как инструмент ОВД. В свою очередь летный экипаж должен уведомлять орган ОВД об аварийной ситуации (отказ оборудования, неблагоприятные метеоусловия), которая влияет на возможность обеспечения точности навигации, а также сообщить о своих намерениях, согласовать план действий и получить измененное диспетчерское разрешение [1].

1.7 Требования к воздушным судам и членам летного экипажа

Воздушные суда, сертифицированные по менее строгим типам RNP, не будут допускаться в воздушное пространство с более строгими типами RNP.

Воздушные суда, сертифицированные по более строгим типам RNP, могут без ограничений летать в воздушном пространстве с менее строгими типами RNP, за исключением случаев, когда тип используемой навигационной системы не соответствует требованиям выполнения полета в данном районе. Например, сертифицированное по RNP1 оборудование RNAV, работающее в режиме VOR/DME или DME/DME, не может использоваться для полета в Северной Атлантике с RNP12.6, поскольку в океане такие маяки отсутствуют.

Кроме самого значения типа RNP, как правило, оговаривается конкретный тип оборудования или датчиков, которые должны применяться в обеспечении этого типа RNP.

Эксплуатационные и функциональные требования к оборудованию RNAV обязательны для всех ВС, выполняющих полеты в пространстве с установленным типом RNP. Оборудование каждого ВС может быть значительно лучше и эффективней, чем это предписано, но в целом оно должно соответствовать минимальным требованиям. предписанным в «Руководство по требуемым навигационным характеристикам», либо региональными или государственными документами, в которых определены не менее жесткие требования, чем в «Руководство по требуемым навигационным характеристикам».

Воздушное судно должен быть оборудовано сертифицированной системой RNAV, соответствующей требованиям одного или нескольких типов RNP.

Как уже упоминалось, к простейшим системам RNAV относятся вычислительные системы, использующие сигналы маяков VOR/DME или двух DME, преобразующие полярные координаты в географические и решающие простые навигационные задачи. Основной их недостаток - ограниченная зона действия и невысокая точность, связанная с возможностями маяков VOR.

К системам, использующим внешние навигационные средства, относятся бортовые приемники GNSS. Основное их преимущество - глобальная зона действия и высокая точность. Недостаток - слабая помехозащищенность и связанная с этим недостаточная непрерывность обслуживания. Иными словами, высокая вероятность потери сигналов спутников в связи с промышленными или искусственными помехами.

К автономным системам RNAV относятся инерциальные системы (ИНС), которые определяют крен, тангаж, истинный курс, географическое место (включая геометрическую высоту) и вектор скорости ВС.

Основное преимущество ИНС - полная автономность. Основные недостатки - дороговизна и сложность, требующая корректной эксплуатации, а также уже отмечавшееся снижение точности работы с течением времени и, как следствие, необходимость коррекции счисленных координат.

К комплексным (мультисенсорным) системам RNAV относятся FMS. FMS - обобщенное название бортовых систем управления полетом, включающих в себя бортовые датчики, приемники, вычислители, базы навигационных данных и данных о характеристиках ВС. FMS выдает данные о положении ВС и команды на управление траекторией полета на дисплеи и в автопилот (систему траекторного управления). Некоторые FMS контролируют и регулируют расход топлива, управляя режимами работы двигателей и решают задачи оптимизации полета по различным критериям. Иными словами, пользуясь отечественной терминологией, FMS выполняет функции навигационного комплекса с возможностью оптимизации полета.

С позиции навигации, FMS обладает меньшими недостатками по сравнению с другим навигационным оборудованием по определению места ВС, в то же время стоимость FMS может составлять до 25% стоимости небольшого ВС, и, кроме того, следует учитывать дороговизну баз данных FMS - Nav Data Base.

Мультисенсорный принцип FMS обеспечивает необходимую точность и надежность навигации на всех этапах полета. Однако следует помнить, что безопасность навигации с использованием FMS обеспечивается строгой эксплуатационной дисциплиной (соблюдением стандартных эксплуатационных процедур - SOPs) и качеством используемой базы данных.

Безопасная и точная зональная навигация невозможна без обеспечения необходимого уровня подготовки членов летного экипажа. Полномочные органы государства в области авиации несут ответственность за обеспечение надлежащей подготовки как летных экипажей, так и диспетчеров ОВД к производству полетов в условиях RNP. Они должны предусматривать проведение семинаров по RNP в целях содействия их внедрению в пределах государства или региона.

Программы подготовки членов летных экипажей включаются в часть D Руководства по производству полетов эксплуатанта и в соответствующие документы учебных центров.

Следует убедиться в том, что в результате подготовки члены летных экипажей:

- имеют общие понятия о применении RNP;

- имеют четкое представление об оборудовании, включая его ограничения;

- ознакомились с эксплуатационными правилами и процедурами;

- осознают необходимость уведомлять органы ОВД о тех случаях, когда точность навигационного оборудования вызывает сомнения;

- знают порядок действий в чрезвычайной обстановке.

1.8 Определение понятия «waypoint»

ИКАО в «Приложении 11 Обслуживание воздушного движения. 13-е изд., Монреаль, ИКАО, 2001» и в «Производство полетов воздушных судов. Том 2. Правила производства полетов. Doc 8168, вкл. поправку 12. Монреаль, ИКАО. 1993». определяет термин Waypoint (WPT, WP, W/P) как термин, применяемый для описания маршрутов и процедур зональной навигации. В Приложении 11 определен также термин «significant point», используемый для описания географического положения пункта, используемого в структуре маршрутов и заданных траекториях полета. Поэтому любой WPT является одновременно и «significant point» [6].

Во множестве других документах ИКАО, FAA, JAA, Евроконтроля и АИПах государств WPT описывается как фиксированная точка - FIX, особенно в описании процедур захода на посадку, где в основном используются термины initial approach fix (IAF), intermediate fix (IF), final approach fix (FAF), missed approach point (MAPt) и missed approach holding fix (MAHF). Для избежания путаницы экспертами ИКАО принято решение продолжать использование терминов IAF, IF, FAF, MAPt и MAHF как в обычной, так и в зональной навигации [1].

Такое решение принято в ноябре 2002 г. на 13 совещании экспертов ИКАО по пролету препятствий. В этой связи в документах по зональной навигации могут встретиться следующие аббревиатуры точек пути процедуры захода на посадку:

IAWP - точка начала захода на посадку (IAF);

IWP - точка пути промежуточного этапа захода на посадку (IF);

FAWP - точка пути конечного этапа захода на посадку (FAF);

MAWP - точка ухода на второй круг (MAPt);

MHWP - конечная точка после ухода на второй круг с зоной ожидания (MAHF).

В аэропортах Европы все WPT в районе аэродрома подразделяются на стратегические - 'strategic waypoint' и тактические - 'tactical waypoint'.

Strategic waypoint - либо это очень важные для ОВД пункты, которые должны легко запоминаться и ясно отображаться на любом типе дисплея, либо это «активирующие» пункты, при прохождении которых бортовые системы безречевой связи генерируют сообщения органу ОВД об их прохождении. Такие пункты обычно являются частью процедур SID/STAR.

Tactical waypoint - пункты конкретной процедуры захода на посадку, а также промежуточные пункты процедур SID/STAR, которые не являются стратегическими и служат для стыковки участков процедуры, для тактических нужд диспетчера ОВД при организации движения в ТМА и т.д.

WPT устанавливаются во всех важных точках процедуры - при изменении заданного путевого угла (ЗПУ), высоты, скорости. Однако для описания условий выполнения элемента процедуры (например, «разворот после пересечения высоты 1200 футов») WPT, как правило, не устанавливается, а в описании процедуры применяется символ «1200'+».

Все географические координаты точек пути должны публиковаться в WGS-84. Конечная ответственность за их точность и целостность возлагается на государства.

WPT определяются с точностью не менее:

-для торцов ВПП и MAPt - 0.01' (30 см);

-для всех других WPT - 0.1' (3 м).

По правилам прохождения WP подразделяются на два типа: Fly-by и Fly-over и в навигационных сборниках обозначаются по-разному, fly-over обводится в круг, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - два типа прохождения waypoint

1.9 Базы данных ARINC

Корпорация «Авиационное радио» (англ. Aeronautical Radio, Incorporated, ARINC) -- компания, основанная в 1929 году, один из мировых лидеров в разработке систем коммуникаций и системных исследований по пяти направлениям -- авиация, аэропорты, оборона, государство и перевозка грузов. Штаб-квартира в Аннаполисе (штат Мэрилэнд, США). 2 крупных филиала в Лондоне с 1999 и Сингапуре с 2003. Штат компании -- 3800 человек на более чем 80 заводах по всему миру.

ARINC 424 -- рекомендуемый стандарт авиационной промышленности для формата и содержания файлов аэронавигационных данных, используемых при подготовке баз данных для аэронавигационных систем.

Доступный для всех стандартный формат ARINC-424 достаточно устойчивый, хотя и постоянно совершенствуется с учётом уровня развития наземного и бортового оборудования, а также изменением правил аэронавигационного обеспечения полётов. До настоящего времени было сделано 18 изменений (редакций) формата. Последняя, 18-я редакция состоялась не так давно. Поэтому полное наименование формата записывается следующим образом: «ARINC-424-18» Предыдущая -- 17 версия была опубликована 31 августа 2004 года. Модернизация версий осуществляется рабочей группой экспертов.

Формат предназначен для хранения и обмена аэронавигационной информацией в цифровом виде. Фиксированный размер записи (строки), фиксированное расположение элементов записи (полей) делает формат удобным для различного рода машинной обработки. Аэронавигационная информация, записанная в данном формате, передаётся в виде текстового файла с фиксированной длиной каждой записи, равной 132 символам ASCII-кода. Каждая запись состоит из отдельных полей, количество и длина которых зависят от вида информации, представленной в конкретной записи. Запись может иметь пропущенные или незаполненные поля. Пропущенные поля -- это резерв для дальнейшего совершенствования формата, а незаполненные поля указывают на отсутствие по каким-либо причинам конкретной аэронавигационной информации.

Издания, предшествующие ARINC 424-3, охватывали только навигацию «от точки до точки».

В ARINC 424-3, опубликованную 4 ноября 1982, введена концепция «траектория и конечный пункт» или «типы участков». Концепция позволяет кодировать процедуры в зоне аэродрома, стандартные схемы вылета SIDs, стандартные маршруты прибытия STARs и подходы. Концепция установила «правила» кодирования. В настоящее время имеется 23 различных «типа участков», представленных на рисунке 3 [1].

Рисунок 3 - Примеры типов участков «Траектория / конечный пункт»

AIRAC - Aeronautical Information Regulation And Control. Регламентирование и контроль аэронавигационной информации.

Система заблаговременного уведомления об изменениях аэронавигационных данных по единой таблице дат вступления их в силу.

Представляет собой установленный график обновления всех аэронавигационных данных в т.ч. бортовых навигационных баз данных для FMC. В соответствии с этим графиком, аэронавигационная информация обновляется каждые 28 дней - таким образом, в каждом году 13 циклов (Cycles). Нумеруется цикл четырехзначным числом, которое означает год и цикл в этом году. Например Cycle 1011 означает: 10 год (2010), 11 цикл.

Также, кроме бортовых навигационных баз данных для FMC, обновляемую аэронавигационную информацию использует компания Jeppesen, выпускающая ряд сборников аэронавигационной информации (различные карты и схемы).

Jeppesen использует 14-дневные циклы для обновления аэродромных схем (SID, STAR, APPROACH, и др.) в программах JeppView и eLink, и 7-дневные циклы для обновления аэродромных схем (SID, STAR, APPROACH, и др.) в сборниках аэронавигационной информации [7].

1.10 Системы координат WGS-84 и ПЗ-90

Осуществление навигации невозможно без применения систем координат. При использовании СНС для целей аэронавигации используется геоцентрическая система координат.

В 1994 г. ИКАО в качестве стандарта рекомендовало для всех государств членов ИКАО с 1 января 1998 г. использовать глобальную геодезическую систему координат WGS-84, т.к. в этой системе координат производится определение местоположения воздушного судна при использовании системы GPS. Причиной этого является то, что применение местных геодезических координат на территории различных государств, а таких систем координат более 200, приводило бы к дополнительной погрешности в определении МВС за счет того, что введенные в приемо-индикатор СНС пункты маршрута принадлежат системе координат, которая отличается от WGS-84.

Центр глобальной системы координат WGS-84 совпадает с центром массы Земли. Ось Z соответствует направлению обычного земного полюса, который перемещается из-за колебательного вращения Земли. Ось X лежит в плоскости экватора на пересечении с плоскостью нулевого (Гринвичского) меридиана. Ось Y лежит в плоскости экватора и отстоит от оси X на 90°, определение системы координат WGS-84 приведено на рисунке 4.

Рисунок 4. Определение системы координат WGS-84

В Российской Федерации, в целях геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач при использовании ГЛОНАСС, применяется геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 г.» (ПЗ-90). Для осуществления геодезических и картографических работ, начиная с 1 мая 2002 г., используется система геодезических координат 1995 г. (СК-95). Переход от геодезической системы координат 1942 г. (СК-42) к СК-95 займет определенный промежуток времени, прежде чем все навигационные пункты на территории России будут переведены в новую систему координат.

Основные параметры рассмотренных выше систем координат представлены в таблице 5 [8].



Системы координат, применяемые в навигации - Таблица 5

Параметр	Обозначение	WGS-84	ПЗ-90	СК-95	СК-42
Большая полуось, м	а	6378137	6378136	6378245	6378245
Малая полуось, м	b	6356752.3	6356751,4	6356863,0	6356863,0
Смещение от	X	?х	0	1,1	25,90	25
центра массы	Y	?y	0	0,3	-130,94	-141
Земли по оси, м	Z	?z	0	0,9	-81,76	-80
Ориентирование	X	?х	0	0	0	0
относительно	Y	?у	0	0	0	-0,35
оси, углов. сек.	Z	?z	0	-0,16	-0,16	-0.66

Значения ?х, ?у, ?z и ?х, ?у, ?z для ПЗ-90 даны относительно WGS-84, а для СК-95 и СК-42 относительно ПЗ-90.

Из таблицы 5 видно, что системы координат WGS-84 и ПЗ-90 практически одинаковы. Из этого вытекает, что при полете по маршруту и в районе аэродрома при существующей точности определения МВС не принципиально, в какой системе координат будут определяться навигационные пункты.

Ось X в WGS-84 и ось X' в ПЗ-90 совпадают.

Угловое смещение оси Y' ПЗ-90 относительно оси Y WGS-84 в 0,35” приводит к линейному смещению на поверхности эллипсоида на экваторе в 10,8 м, а смещение оси Z' по отношению к оси Z в 0,11” - 3,4 м. Указанные смещения могут привести к общему (радиальному) смещению точки, расположенной на поверхности ПЗ-90 относительно WGS-84 на 11,3 м [8].



2. Характеристики комплекса G1000 и его ограничения

2.1 Характеристики комплекса G1000

Комплекс G1000 представляет собой комплексную полнофункциональную систему, выполняющую пилотажные функции, функции управления двигателем, функции связи, навигационные функции и функции наблюдения. Комплекс включает в себя основной пилотажный индикатор (PFD), многофункциональный индикатор (MFD), пульт управления звуковой сигнализацией, вычислитель воздушных параметров (ADC), курсовертикаль (AHRS), блок приема и обработки сигналов датчиков двигателя (GEA), а также интегрированный блок БРЭО (GIA), в который входит оборудование УКВ-связи, навигационное УКВ-оборудование, а также оборудование GPS (глобальной системы определения местоположения).

Основной функцией основного пилотажного индикатора является обеспечение пилота индикацией данных о высоте, курсе, воздушных параметрах, навигационных данных, а также предупреждений. Основной пилотажный индикатор может также использоваться для планирования полета. Основной функцией многофункционального индикатора является индикация данных о двигателе, картографической информации и данных о рельефе местности, а также планирование полета. Пульт управления звуковой сигнализацией используется для переключения радиоканалов передачи и приема, управления функциями внутренней связи и маркерного радиомаяка.

Основной функцией оборудования УКВ-связи комплекса G1000 является обеспечение внешней радиосвязи. Основной функцией оборудования VOR/ILS является прием и демодуляция сигналов всенаправленных радиомаяков (VOR), курсовых радиомаяков и сигналов канала глиссады. Основной функцией оборудования GPS комплекса является прием сигналов GPS-спутников, восстановление данных об орбитах спутников, измерение дальности и скорости на основании допплеровского эффекта и обработка данной информации в реальном времени для получения информации о местоположении и скорости пользователя, а также времени.

GPS-приемник Garmin 1000 продемонстрировал соответствие требованиям к точности для выполнения следующих видов полетов при условии наличия в зоне видимости приемника достаточного количества спутников с достаточной силой сигнала:

1) Полеты по маршруту, полеты над океаном, полеты в районе аэродрома (визуальные (VFR) и по приборам (IFR)); а также неточные заходы на посадку по приборам (GPS, Loran-C, VOR, VOR-DME, TACAN, NDB, NDB-DME, RNAV) в пределах Национальной системы воздушного пространства США в соответствии с требованиями AC 20-138A.

2) Заходы на посадку по GPS с использованием зональной навигации (RNAV) - GPS-приемник G1000 отвечает требованиям AC 20-138(A) в части, относящейся к заходам на посадку по GPS с использованием зональной навигации (RNAV). Сюда входит подкатегория заходов на посадку по GPS (RNAV) GPS с использованием зональной навигации (RNAV) при условии наличия достоверных данных GPS.

3) Система отвечает требованиям к точности, установленным для воздушного пространства RNP5 (B-RNAV) рекомендательным циркуляром AC 90-96, а также требованиям циркуляров AC 20-138A, EASA AMC 20-4 и приказа FAA 8110.60 в части полетов над океаном и в удаленных районах при условии наличия достоверных навигационных данных, поступающих от GPS-приемника.

Для навигации используется опорная система геодезических координат WGS-84 (NAD-83). В качестве навигационных данных GPS используются данные системы GPS, эксплуатация которой осуществляется США [9].



2.2 Ограничения по комплексу G1000

В легко доступном для экипажа месте должен находиться документ «Комплекс Garmin G1000. Справочное руководство», номер 190-00384-08 (в соответствующей редакции).

На комплексе G1000 должно быть установлено утвержденное программное обеспечение Garmin 010-00670-01 в соответствии с обязательным сервисным бюллетенем.

Версия базы данных отображается на странице включения многофункционального индикатора сразу после включения системы. Версию базы данных необходимо подтвердить. Версии остального системного программного обеспечения можно проверить на странице группы AUX 5 «AUX-SYSTEM STATUS» (состояние вспомогательных систем).

Выполнение полетов по маршруту по ППП, полетов над океаном и полетов в зоне аэродрома по GPS-приемнику G1000 запрещается, если пилот не убедился в том, что используется последняя версия базы данных, или не проверил точность информации о каждом выбранном пункте маршрута, пользуясь актуальными утвержденными данными.

Навигация при заходе на посадку по приборам по GPS-приемнику G1000 должна осуществляться в соответствии с утвержденными схемами захода на посадку по приборам, хранящимся в базе данных оборудования GPS. База данных оборудования GPS должна пройти обновление до последней версии [9].

База данных FMS включает в себя не все опубликованные схемы захода на посадку. Пилот обязан убедиться, что планируемая схема захода на посадку имеется в базе данных.

1) Заход на посадку по приборам с использованием GPS-приемника должен осуществляться в режиме захода на посадку; в контрольной точке конечного этапа захода на посадку должна быть доступна система автономного контроля целостности в приемнике (RAIM).

2) Выполнение при помощи GPS-приемника G1000 заходов на посадку по ILS, LOC, LOC-BC, LDA, SDF, MLS, а также любых других видов захода на посадку, для которых не разрешено использование GPS, не допускается.

3) Использование приемника VOR/ILS G1000 при заходе на посадку по схемам, для которых не разрешено применение GPS, допускается при условии отображения на экране навигационных данных VOR/ILS.

4) Если в соответствии с действующими правилами эксплуатации требуется запасной аэропорт, для него должна иметься схема захода на посадку с использованием навигационных средств, отличных от GPS или Loran-C; самолет должен быть оснащен оборудованием для работы с этим навигационным средством, оборудование и навигационное средство должны быть исправными.

5) Информация VNAV может использоваться только в справочных целях. Использование информации средств вертикальной зональной навигации (VNAV) для захода на посадку по приборам не обеспечивает выход на необходимую точность высоты снижения, а также точный выход в нужную точку для приземления при установленном минимуме для захода на посадку.

6) Заходы на посадку при помощи RNAV (GPS) должны осуществляться с использованием приемника GPS.

7) Выполнение заходов на посадку при помощи RNP RNAV не допускается, за исключением случаев, перечисленных в разделе РЛЭ.

Если ранее не указано иное, в меню SYSTEM SETUP (параметры системы) комплекса G1000 до начала эксплуатации необходимо задать следующие настройки по умолчанию (при необходимости см. описание процедуры в руководстве пилота):

- DIS (расстояние), SPD (скорость) - nm (мор. мили), kt (узлы) (выбор единиц измерения «морские мили» и «узлы» для использования при навигации;

- ALT (высота), VS (вертикальная скорость) - ft (футы), fpm (футы в минуту) (выбор единиц измерения высоты «футы» и вертикальной скорости «футы в минуту»);

- POSITION (местоположение) - deg-min (градусы и минуты) (выбор единиц координатной сетки «десятичные минуты»).

Для навигации используется опорная система геодезических координат WGS-84. Навигационную информацию разрешается использовать только в том случае, когда в сборниках аэронавигационной информации (включая электронные данные и аэронавигационные карты) также используется система WGS-84 или эквивалентная ей [10].

Если в Минимальный набор эксплуатационного оборудования (обслуживаемого), входит инерциальная система (курсовертикаль), запрещается эксплуатация в следующих районах:

1) севернее 72° с.ш. (все долготы);

2) южнее 70° ю.ш. (все долготы);

3) севернее 65° с.ш. между 75° з.д. и 120° з.д. (северная Канада);

4) севернее 70° с.ш. между 70° з.д. и 128° з.д. (северная Канада);

5) севернее 70° с.ш. между 85° в.д. и 114° в.д. (северная Россия);

6) южнее 55° ю.ш. между 120° в.д. и 165° в.д. (регион к югу от Австралии и Новой Зеландии).

При выполнении дневных полетов по ПВП в этих районах запрещается использовать многофункциональный индикатор в режиме ориентации по курсу.

Информация о количестве топлива, потребном топливе и остатке топлива на странице Fuel (топливо) (отображается при нажатии кнопки FUEL (топливо) системы управления полетом FMS является вспомогательной. Достоверность этой информации должна проверяться экипажем.

Система GPS не предназначена для работы с системой WAAS (система распространения дифференциальных поправок):

1)Бортовой комплекс G1000 не сертифицирован для работы в режиме GPS с системой WAAS, включая выполнение захода на посадку по GPS и работу в режимах LPV, LNAV/VNAV и LNAV +V с использованием WAAS;

2)Функции систем SBAS (спутниковые системы распространения дифференциальных поправок) (WAAS и MSAS) необходимо отключить на странице GPS Status (состояние GPS) комплекса G1000.

Схемы SafeTaxi®, электронные карты ChartView и FliteCharts® в составе комплекса G1000 предназначены только для справочных целей. На борту самолета в обязательном порядке должны иметься другие источники картографической информации.

В некоторых версиях программного обеспечения G1000 можно выбрать систему геодезических координат MAP DATUM на страничке AUX систем настроек, в некоторых же автоматически настроена WGS 84.

При использовании разных систем координат одна и та же точка будет иметь разные координаты. GPS базируется на опорной системе геодезических координат WGS 84, следовательно все координаты должны быть опубликованы в соответствии с WGS 84.



3. Особенности использования зональной навигации в комплексе G1000

3.1 Допущения, принятые при расчетах в базах данных G1000

Траектория и конечный пункт рассчитываются исходя из следующих условий:

- Скорость - путевая скорость 210 узлов для расчета расстояний, базирующаяся на 3.5 морских миль в минуту;

- Для расчета радиуса разворота - максимальный угол крена 25 градусов;

- В расчетах используется скорость набора 500 футов в минуту;

- Углы захвата - 30 градусов для захвата КРМ и 30 - 45 градусов для всех остальных;

- На ВС, оборудованных FMS, выдерживайте линию пути, а не курс, за исключением случаев, когда курс необходим для бокового эшелонирования;

- Контрольные точки между точкой конечного этапа захода на посадку FAF и точкой ухода на второй круг MAP не внесены в навигационную базу данных;

- Радиалы упреждения предусмотрены только для ВС, не оборудованных системой RNAV, и не предназначены ограничивать функцию упреждения разворота системы FMS.

Наиболее важные для эксплуатации Cessna172S:

-скорость - путевая скорость 210 узлов для расчета расстояния: базирующаяся на 3.5 морских миль в минуту.

Как видно из ниже приведённого рисунка, при выполнении стандартного разворота, курс 140 надо выдерживать в течении 1 минуты и это время рассчитано согласно скорости 210 узлов. Т.е. при использовании стандартных процедур базы данных G1000, надо учитывать, что, например, скорость самолета Cessna 172 составляет в среднем 100 узлов и чтобы строго придерживаться данной схемы, надо переходить на другие режимы использования автопилота (например, режим HEADING), и выдерживать необходимый путевой угол определённое время до пролёта необходимого расстояния, в данном случае - 3,5 морских миль, как показано на рисунке.

Рисунок 5 - изображение стандартного разворота

Рисунок 6 - изображение стандартного разворота на Garmin 1000

3.2 Особенности обозначений базы данных G1000

Рассмотрим некоторые коды ARINC, используемые в G1000 (на примере карты подхода, рисунок 7):

Рисунок 7 - карта подхода

Идентификаторы пеленга и расстояния создаются по следующим правилам:

Первый знак идентификатора точки - «D».

Второй, третий и четвертый знаки обозначают радиал навигационного средства ОВЧ, на котором расположена точка маршрута, как показано на рисунке 12.

Последний знак - радиус дуги DME, определяющий положение радиала точки. Этот радиус обозначается соответствующей буквой, напр. A = 1 м.м., G = 7 м.м., O = 15 м.м. и т. д., как показано в таблице 6.

Соответствие буквенного обозначения удалению в морских милях от навигационного источника - Таблица 6

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25

При единственной существующей схеме захода на посадку точки маршрута аэродрома посадки имеют следующие обозначения (первые два знака в идентификаторе):

CF (Final Approach Course Fix) - точка курса конечного этапа захода;

FF (Final Approach Fix) - точка конечного этапа захода,

MA (Missed Approach Point Fix) - точка ухода на второй круг;

OM (Outer Marker Fix) - контрольная точка дальнего привода;

AF (Initial Approach Fix) - точка начального этапа захода;

IF (Intermediate Approach Fix) - точка промежуточного этапа;

SD (Step-Down Fix (or Sx if multiple) - контрольная точка снижения;

RC (Runway Centerline Fix) - контрольная точка оси ВПП;

RW (Runway Fix) - контрольная точка ВПП;

MM (Middle Marker Fix) - контрольная точка среднего привода;

IM (Inner Marker Fix) - контрольная точка ближнего привода;

BM (Backcourse Marker Fix) - точка привода обратного курса;

TD (Touchdown Fix inboard of runway threshold) - точка касания на внутренней стороне торца ВПП.

При нескольких схемах захода на посадку точки маршрута точки маршрута аэродрома посадки обозначаются Fx, Ax, Ix, Cx, Mx, Sx, Rx, Tx, где x «тип схемы», например «D» - заход по VOR/DME (как изображено на рисунке 12), «I» - заход по ILS, «L» - заход по локалайзеру, «P» - заход по GPS, «Q» - заход по приводам, «V» - заход по VOR.

Последние три знака - обозначение полосы, на рисунке - «17С» - ВПП 17 центральная [10].



Рисунок 8 - Изображение схемы подхода на Garmin 1000

3.3 Рекомендации экипажу по использованию RNAV на Garmin 1000

3.3.1 Подготовка к полету

1) При подготовке к полету необходимо убедиться в том, что навигационная инфраструктура на время предполагаемого полета обеспечит выполнение планируемых процедур зональной навигации, а также традиционную (незональную) навигацию на случай нештатных ситуаций. Необходимо убедиться в исправности бортового оборудования, которое будет использоваться при полете по планируемому маршруту. Навигационная база данных должна соответствовать региону планируемого полета и должна содержать радионавигационные средства, пункты маршрута, процедуры вылета и прибытия в районе аэродрома назначения и запасных.

2) Если уполномоченный орган по использованию воздушного пространства включил в АИП требование о двойном комплекте оборудования P-RNAV для выполнения каких-либо конкретных процедур в районе аэродрома, то необходимо убедиться в исправности обоих комплектов этого оборудования. Такие условия будут оговариваться, как правило, для процедур, которые предусматривают снижение ниже безопасной высоты пролета препятствий или не обеспечены в достаточной степени радиолокационным контролем для поддержки P-RNAV. Будут учитываться также и опасные особенности какой-либо воздушной зоны и возможность выполнения нештатных процедур на случай потери возможности P-RNAV.

3) Если для обеспечения P-RNAV используется автономное оборудование GPS, то необходимо подтвердить обеспечение RAIM с учетом последней информации US Coastguard о состоянии спутников. Примечание. Прогноз RAIM может быть функцией оборудования при условии, что предусмотрена возможность отведения нерабочих спутников из алгоритмов расчета. Если такой функции в оборудовании нет, то можно воспользоваться услугами специальной службы обеспечения пользователей воздушного пространства, уполномоченной выполнять RAIM-прогнозирование.

3.3.2 Вылет

1) Экипаж должен убедиться, что база данных бортового оборудования действующая и что начальные координаты ВС введены корректно. Активный план полета должен быть проверен сравнением картографического дисплея (если есть) или MCDU с соответствующими картами, схемами SID или другими используемыми документами аэронавигационной информации. Проверяются последовательность пунктов маршрута, соответствие путевых углов и расстояний, ограничения высот и скоростей и, когда это возможно, уточняются типы проходимых пунктов - Fly-By или Fly-Over. Если оговорено процедурой, необходимо убедиться в том, что определение координат будет производиться по определенному радионавигационному средству (средствам) либо наоборот - какое-либо средство отведено из обработки. Процедура, извлеченная из базы данных, не должна выполняться, если у экипажа есть сомнения в ее достоверности.

Предполетный контроль должен, как минимум, состоять из просмотра процедуры по картографическому дисплею, на который выводится вся описанная в данном пункте информация.

2) Не допускается ручное создание экипажем новых пунктов в системе RNAV, так как это может нарушить целостность задействованной процедуры P-RNAV. Экипаж должен быть готов к оперативным изменениям маршрута полета, связанным с векторением или командами диспетчера "прямо - НА", что может потребовать добавления пунктов из базы данных в активную процедуру.

3) Непосредственно перед взлетом экипаж должен убедиться в том, что система RNAV включена, работает корректно, и, если требуется, проверить правильность ввода данных аэропорта и ВПП взлета.

4) Если система не производит автоматическое определение координат в месте начала разбега, то перед взлетом экипаж должен вручную ввести координаты торца ВПП или фактического места старта. Это требуется для предотвращения недопустимых или неожиданных для экипажа смещений координат в системе RNAV после взлета и начала автоматических определений места. Если используется GNSS, то ее инициализация должна быть закончена до начала разбега, а определяемые по GNSS координаты могут использоваться вместо ручного ввода координат ВПП.

5) По возможности выполнение процедуры должно контролироваться по традиционным навигационным средствам. Когда для навигации используются инерциальные системы, экипаж должен контролировать интервалы их автоматической коррекции по радиотехническим средствам и следить за тем, чтобы эти интервалы не превышали установленных ограничений. Все вышеуказанное должно быть предписано в эксплуатационных процедурах, выполняемых летным экипажем.

6) Когда ввод начальных координат согласно п.4 произвести не удалось, вылет должен выполняться с контролем по традиционным навигационным средствам. Переход на процедуру P-RNAV ими должен производиться тогда, когда ВС войдет в зону приема сигналов DME/DME и оборудование RNAV войдет в рабочий режим. Когда процедурой вылета предусмотрено, что в начале контроль полета производится по традиционным средствам, то на соответствующих картах будет указываться точка, до прохождения которой экипаж должен перейти на процедуру P-RNAV. Если решение о контроле по традиционным средствам на начальном этапе принимает экипаж, то точка такого перехода на картах не указывается.

3.3.3 Подход

1) Еще до начала выполнения маневра подхода экипаж должен убедиться в том, что нужная процедура загружена (в систему RNAV). Активный план полета должен быть проверен сравнением картографического дисплея (если есть) или MCDU с соответствующими картами. Проверяются последовательность пунктов маршрута, соответствие путевых углов и расстояний, ограничения высот и скоростей и, когда это возможно, уточняются типы проходимых пунктов - Fly-By или Fly-Over. Если оговорено процедурой, необходимо убедиться в том, что какое-либо средство отведено из алгоритмов определения координат. Процедура, извлеченная из базы данных, не должна выполняться, если у экипажа есть сомнения в ее достоверности. Предполетный контроль должен, как минимум, состоять из просмотра процедуры по картографическому дисплею, на который выводится вся описанная в данном пункте информация.

2) Не допускается ручное создание экипажем новых пунктов в системе RNAV, так как это может нарушить целостность задействованной процедуры
P-RNAV.

3) Если при нештатных ситуациях потребуется перейти на выполнение традиционной процедуры подхода, то экипаж заранее должен выполнить необходимые для этого операции.

4) По возможности выполнение процедуры должно контролироваться по традиционным навигационным средствам. В частности, при выполнении процедур RNAV, основанных на VOR/DME, положение относительно опорного маяка должно индицироваться и контролироваться экипажем. Для системы RNAV, не использующей в качестве датчика GNSS, в процессе снижения и до прохождения точки начала захода на посадку необходимо каким-либо приемлемым способом проконтролировать ее работу. Для контроля систем GNSS считается достаточным отсутствие сигнализации о прерывании RAIM. При отрицательных результатах контроля системы должна выполняться традиционная процедура подхода.

5) Экипаж должен быть готов к оперативным изменениям маршрута полета, связанным с векторением или командами диспетчера "прямо - НА". Это может потребовать добавления пунктов из базы данных в активную процедуру. Но при этом не допускается редактирование активной процедуры с использованием оперативных пунктов и точек, не содержащихся в базе данных.

6) Необходимо просмотреть опубликованные составляющие процедуры в отношении высот и скоростей, поскольку применение вертикальной навигации не является обязательным.

3.3.4 Общие рекомендации

Процедуры при нештатных ситуациях должны быть разработаны заявителем и должны включать случаи срабатывания сигнализации о следующих отказах:

- отказы компонентов системы зональной навигации, включая такие отказы, которые влияют на погрешность пилотирования - FТЕ (например, отказ автопилота или директорного режима);

- частичные отказы самой системы зональной навигации;

- отказ навигационных датчиков;

- превышение времени ограничения работы системы от инерциальных датчиков.

Экипаж должен информировать диспетчера УВД о любых неполадках в работе системы RNAV, которые влекут снижение навигационных возможностей ниже требуемого уровня, и сообщать ему о принятом решении.

При отказе связи экипаж должен продолжать выполнение процедуры RNAV и действовать в соответствии с опубликованной процедурой полета без связи.

При потере возможностей P-RNAV экипаж должен задействовать процедуры при нештатных ситуациях и перейти на навигацию с использованием альтернативных навигационных средств, к которым может относиться и инерциальная система. Альтернативные навигационные средства не обязательно должны быть системами RNAV.