Globaalne positsioneerimissüsteem või üldiselt tuntud GPS on tänapäevase lennuliikluse oluline komponent ja FAA NextGeni programmi hindamatu osa.
GPS-andmed võimaldavad piloodil saada täpseid kolmemõõtmelisi või neljaandmeid asukohaandmeid. GPS-süsteem kasutab triangulatsiooni, et määrata kindlaks õhusõiduki täpne asukoht, kiirus, raja asukoht, kaugus kontrollpunktidest või sealt ja aeg.
GPS-i ajalugu
Ameerika Ühendriikide sõjavägi kasutas 1970. aastatel navigatsioonivahendina GPS-i. 1980. aastatel tegi USA valitsus avalikkusele tasuta GPS-i kättesaadavaks ühe saagi abil: spetsiaalne režiim, mida nimetatakse valikuliseks kättesaadavuseks, võimaldaks eesmärgipäraselt vähendada avalike kasutajate jaoks GPS-i täpsust, reserveerides ainult kõige täpsema sõjaväe GPSi versioon.
2000. aastal lülitati Clintoni administratsiooni vahendusel välja valikuvabadus ja avalikkus sai kättesaadavaks sama täpsuse, mida sõjavägi sai.
GPS-komponendid
GPS-süsteemil on kolm komponenti: kosmosegment, juhtsektor ja kasutaja segmendid.
Ruumi komponent koosneb ligikaudu 31 GPS satelliidist. Ameerika Ühendriikide õhujõud toimib neid 31 satelliiti ja lisaks kolme kuni nelja satelliidi kasutuselt kõrvaldatud satelliiti, mida vajaduse korral saab uuesti aktiveerida. Igal hetkel on spetsiaalselt välja töötatud orbiidil vähemalt 24 satelliiti, mis tagab, et samal ajal saab vaadata vähemalt nelja satelliiti peaaegu mis tahes kohast maa peal.
Kogu satelliitide pakkumine muudab GPS-süsteemi kõige usaldusväärsemaks navigatsioonisüsteemiks kaasaegses lennunduses.
Juhtimissegment koosneb mitmest maapealsest jaamast, mida kasutatakse satelliitsignaalide interpreteerimiseks ja edastamiseks erinevatele vastuvõtjatele. Maapealsed jaamad sisaldavad peavõimendust ja alternatiivset peavõimendust, 12 maapealset antenni ja 16 seirejaama.
GPS-süsteemi kasutaja segmendis on mitmesugused erinevate tööstusharude esindajad. Riiklik julgeolek, põllumajandus, kosmos, geodeesia ja kaardistamine on kõik näited lõppkasutajatest GPS-süsteemis. Lennunduses on kasutaja tüüpiliselt piloot, kes vaatab GPS-andmeid ekraanile õhusõiduki piloodikohas.
Kuidas see töötab
GPS satelliitide orbiidil umbes 12 000 miili üle meie ja täita üks orbiit iga 12 tunni järel. Nad on päikeseenergial töötavad, lendavad keskmise Maa orbiidil ja edastavad raadiosignaale vastuvõtjatele maa peal.
Maa-jaamad kasutavad signaale satelliitide jälgimiseks ja jälgimiseks ning need jaamad edastavad juhtpaneelile (MCS) andmed. Seejärel annab MCS satelliitidele täpsed asukohaandmed.
Õhusõiduki vastuvõtja saab satelliitide aatomkelladele ajaandmeid. See võrdleb aega, mis kulub signaalilt satelliidilt vastuvõtjale üle minemiseks, ja arvutab selle väga täpse ja konkreetse aja põhjal distantsi. GPS-vastuvõtjad kasutavad triangulatsiooni - kuupäeva kolmest satelliidist - täpsema kahemõõtmelise asukoha määramiseks. Vähemalt nelja satelliidiga vaatamiseks ja toimimiseks on võimalik saada kolmemõõtmelisi asukohaandmeid.
GPS vead
Ionosfääri häiring: satelliitide signaal aeglustub, kui see läbib Maa atmosfääri.
GPS-tehnoloogia arvestab seda viga, võttes keskmist aega, mis tähendab, et viga on endiselt olemas, kuid see on piiratud.
- Kellareziim: GPS-vastuvõtja kell ei pruugi olla nii täpselt kui GPS-satelliidi aatomkell, tekitades väga väikese täpsusprobleeme.
- Orbitaalviga: orbiidikalkulatsioonid võivad olla ebatäpsed, põhjustades satelliidi täpse asukoha määramisel mitmetähenduslikkust.
- Asukoha tõrge: GPS-signaalid võivad põrkuda ehitistest, maastikust ja isegi elektrilistest häiretest. GPS-signaalid on saadaval ainult siis, kui vastuvõtja saab satelliiti "näha", mis tähendab, et kõrged hooned, tihedad maastikud ja maa alla jäävad andmed puuduvad või ebatäpsed.
GPS-i praktiline kasutamine
GPS on tänapäeval laialdaselt kasutusel lennuväljade allikana. Peaaegu kõik tänapäeval ehitatud õhusõidukid sisaldavad standardseadmena paigaldatud GPS-seadet.
Üldine lennundus, äriline lennundus ja kaubanduslik lennundus on kõik leidnud GPS-i jaoks väärtuslikke kasutusviise.
GPS navigatsioonisüsteemist on põhiline navigeerimis- ja asukohaandmete kiirus, jälgimise ja lennujaamade asukohad.
Paigaldatud GPS-seadmeid saab kasutada IMC ja muude IFR-lendude jaoks . Instrumendi piloodid leiavad, et GPS on äärmiselt kasulik olukorraalase teadlikkuse ja instrumentaallähenemise protseduuride säilitamiseks. Käeshoitavad instrumendid, mis ei ole IFR-i jaoks kasutamiseks heaks kiidetud, võivad olla abivahendiks tõrgete korral, samuti on see väärtuslik vahend olukorraalase teadlikkuse säilitamiseks igas olukorras.
VFRiga sõitvad piloodid kasutavad ka navigatsioonivahendina GPS-i ja toetavad traditsioonilisi lootsiteenuseid ja surnud arvutusmeetodeid.
Kõik piloodid saavad hinnata GPS-andmeid hädaolukordades, kuna andmebaas võimaldab neil otsida lähimat lennujaama, arvutada marsruudil viibimise aega, pardal olevat kütust, päikeseloojangu aega ja päikesetõusu ning palju muud.
Viimasel ajal on FAA-l lubatud WAAS-i GPS-protseduurid lähenemisviiside jaoks, mis näeb pilootidele ette täpse lähenemise vertikaalsuuniste (LPV) meetodil . See on täpne lähenemisviis, mis võimaldab riiklikul õhuruumi süsteemil saada palju efektiivsemaks ja aidata kaasa tulevase riikliku õhuruumi süsteemi vajaduste rahuldamisele.