A WAAS (az angol Wide Area Augmentation System ) az Egyesült Államok Léginavigációs szövetségi kormányának (Federal Aviation Administration - FAA) szövetségi kormányának felkérésére kifejlesztett, a globális helymeghatározó rendszer (GPS) teljesítményének növelése érdekében kifejlesztett léginavigációs rendszer . A cél a pontosság, az integritás és a mérések elérhetőségének javítása. A cél az, hogy a repülőgépek képesek legyenek GPS-t használni a repülés minden fázisában, beleértve a műszeres megközelítési fázisokat is, a lefedettség bármely területén lévő repülőtérre.
A WAAS észak-amerikai és hawaii földi referenciaállomások hálózatát használja a vett GPS-jel kis eltéréseinek mérésére. Ezeknek a referenciaállomásoknak a méréseit a főállomásokra irányítják, amelyek felhalmozzák az eltérések korrekcióit - Deviation Correction (DC) - és elég gyorsan (legalább 5 másodpercenként) üzeneteket küldenek a WAAS geostacionárius műholdaknak, hogy felhasználhatók legyenek. Ezek a műholdak ezt követően továbbítják ezeket az üzeneteket és javításokat a Földre, ahol a „WAAS-kompatibilis” vevők felhasználhatják őket a pontosság javítására.
A Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet ( ICAO ) ezt a típusú rendszert műholdas alapú kiterjesztési rendszernek (SBAS) nevezi. Európa és Ázsia fejlesztik saját SBAS-jukat, az indiai „GPS GPS-sel támogatott geo kiterjesztett navigációt” (GAGAN), Európában az „Európai Geostacionárius Navigációs Átfedési Szolgáltatást” ( EGNOS ), valamint a „Japán multifunkcionális műholdas kiterjesztési rendszert”. ”(MSAS) Japánban. Olyan kereskedelmi rendszerek is fejlesztés alatt állnak, mint a StarFire és az OmniSTAR. A hasonló elven alapuló európai EGNOS-rendszer átjárható a WAAS-szal.
A WAAS specifikációja 7,6 méternél jobb pontosságot nyújt, mind oldalirányban, mind függőlegesen, legalább az idő 95% -ában. Egyes helyeken megfigyelt tipikus tényleges teljesítmény azt mutatta, hogy az Egyesült Államok legtöbb kontinentális részén - a " CONUS " -on -, valamint a Kanadából és Alaszkából érkező nagy részeken keresztül elérhető 1 m oldalirányban és függőlegesen 1,5 m . Ezekkel az eredményekkel a WAAS engedélyezi a polgári repülés I. kategóriájú megközelítéseit, amelyekhez 16 m oldalirányú és 4,0 függőleges pontosságra van szükség.
A navigációs rendszer integritása úgy határozható meg, hogy képes elég korán figyelmeztetni a felhasználókat arra az esetre, ha hibás információk kerülnek kiadásra, amelyek veszélyesek lehetnek. A WAAS specifikáció megköveteli, hogy a rendszer észleljen egy GPS vagy belső WAAS hálózati hibát, hogy 6,2 másodpercen belül értesítse a felhasználót. Annak igazolásához, hogy a WAAS elég biztonságos a műszeres repüléshez - „ műszeres repülési szabályok ” (IFR) - meg kell bizonyítani, hogy csak végtelenül kicsi a valószínűsége annak, hogy a specifikációt meghaladó hiba észrevétlen maradhat. Feltételezzük, hogy annak kisebbnek kell lennie, mint 1 × 10 -7 , ami egyenértékű a téves adatok kevesebb mint három másodperces hibatűrésével. A biztosított integritás egyenértékű vagy jobb, mint a vevőkészülékek RAIM-ben történő használata.
A WAAS elérhetősége annak a valószínűsége, hogy a pontosság és az integritás szempontjából megfelel a specifikációinak. Az olyan SBAS megjelenése előtt, mint a WAAS, előfordulhat, hogy a GPS évente legfeljebb 4 napig áll rendelkezésre. A WAAS specifikáció 99,999% -os rendelkezésre állást garantál a teljes szolgáltatási területen, ami kevesebb, mint 5 perc üzemszünetet jelent évente.
A GPS-hez hasonlóan a WAAS is három fő szegmensből áll: a földi szakaszból, az űrből és a felhasználói szegmensből. A GPS független rendszernek számít.
A földi szegmenst több referenciaállomás alkotja - széles területű referencia állomások (WRS). Ezek az állomások nagyon pontosan pozícionálva figyelik és összegyűjtik a GPS-konstellációtól kapott jeleket, és adataikat három fő állomásnak - széles körű mesterállomásoknak (WMS) - küldik földi kommunikációs hálózaton keresztül. Ezek az állomások figyelik a WAAS geostacionárius műholdak által továbbított jelek integritását is. Ban ben2007. október, 38 állomás van: 20 található a "CONUS"-ban, 7 Alaszkában, egy Hawaiiban, egy Puerto Ricóban, 5 Mexikóban és 4 Kanadában.
A WRS adataival a WMS kétféle korrekciót generál: gyors és lassú.
Miután ezek a korrekciók létrejöttek, a WMS továbbítja azokat két felfelé irányuló állomásnak - a földi felfelé irányuló állomásoknak (GUS) -, amelyek elküldik őket az Űrszegmens műholdjaihoz a Felhasználói szegmens számára történő sugárzásra.
WAAS WRS referencia állomás táblázatCONUS-on - az Egyesült Államok kontinentális részén - minden FAA légiforgalmi irányító terület rendelkezik egy referencia WAAS állomással, kivéve Indianapolis-t. Minden állomás három GPS antennával rendelkezik. Az alábbi táblázat felsorolja az egyes helyeket.
| Webhely | repülőtér kódja | Szélesség (+ N, -S) - hosszúság (+ E, -W) | Magasság (m) |
|---|---|---|---|
| Bethel (Alaszka) | PABE | 60 ° 47 ′ 16 ′, ny. H. 161 ° 50 ′ 30 ″ | 52,202 m |
| Billings (Montana) | KBIL | 45 ° 48 ′ 13 ′, ny. H. 108 ° 32 ′ 23 ″ | 1112,261 m |
| Barrow (Alaszka) | PABR (en) | 71 ° 16 ′ 58 ′, ny. 156 ° 47 ′ 24 ″ | 15,581 m |
| Hideg-öböl (Alaszka) | PACD | ÉSZ 55 ° 12 ′ 01 ″, NYH 162 ° 43 ′ 07 ″ | 53,652 m |
| Fairbanks (Alaszka) | PAFA | 64 ° 48 ′ 35 ″, ny. 147 ° 50 ′ 51 ″ | 149,888 m |
| Honolulu ( Hawaii ) | PHNL | 21 ° 18 ′ 46 ″, ny. H. 157 ° 55 ′ 15 ″ | 24,922 m |
| Juneau (Alaszka) | PAJN | 58 ° 21 ′ 45 ′, ny. H. 134 ° 35 ′ 08 ″ | 16,024 m |
| Mérida, Yucatán | MMMD (en) | 20 ° 55 ′ 55 ′, ny. H. 89 ° 39 ′ 46 ″ | 29,157 m |
| Mexikó | MMMX | 19 ° 25 ′ 54 ′, ny. H. 99 ° 04 ′ 06 ″ | 2236,638 m |
| Puerto Vallarta ( Jalisco ) | MMPR | 20 ° 40 ′ 45 ′, ny. H. 105 ° 14 ′ 57 ″ | 11,077 m |
| San José del Cabo ( Baja California Sur ) | MMSD | ÉSZ 23 ° 09 ′ 37 ″, NYH 109 ° 43 ′ 04 ″ | 104,286 m |
| Tapachula ( Chiapas ) | MMTP | 14 ° 47 ′ 29 ′, ny. H. 92 ° 22 ′ 05 ″ | 54,922 m |
| Kotzebue (Alaszka) | PAOT | 66 ° 53 ′ 14 ′, ny. 162 ° 36 ′ 41 ″ | 10,911 m |
| Iqaluit (Nunavut) | CYFB | 63 ° 43 ′ 53 ′, ny. H. 68 ° 32 ′ 36 ″ | 9,998 m |
| Gander, Új-Fundland és Labrador | CYQX | 48 ° 57 ′ 59 ′, ny. 54 ° 35 ′ 51 ″ | 146,891 m |
| Winnipeg ( Manitoba ) | CYWG | ÉSZ 49 ° 54 ′ 02 ″, NYH 97 ° 15 ′ 33 ″ | 222,046 m |
| Boldog völgy-liba öböl | CYYR | 53 ° 18 ′ 31 ′, ny. H. 60 ° 25 ′ 10 ″ | 37,842 m |
| Albuquerque (Új-Mexikó) | KZAB (en) | 35 ° 10 ′ 25 ′, ny. H. 106 ° 34 ′ 02 ″ | 1 620,154 m |
| Anchorage, Alaszka | PAZA (en) | 61 ° 13 ′ 45 ″, ny. 149 ° 46 ′ 49 ″ | 80,654 m |
| Aurora (Illinois) | KZAU (en) | 41 ° 46 ′ 57 ′, ny. H. 88 ° 19 ′ 53 ″ | 195,922 m |
| Nashua (New Hampshire) | KZBW (en) | É. Sz. 42 ° 44 ′ 09 ″, ny. H. 71 ° 28 ′ 49 ″ | 39,141 m |
| Leesburg (Virginia) | KZDC (en) | É. Sz. 39 ° 06 ′ 06 ″, ny. H. 77 ° 32 ′ 34 ″ | 80,085 m |
| Longmont (Colorado) | KZDV (en) | 40 ° 11 ′ 14 ′, ny. H. 105 ° 07 ′ 38 ″ | 1 541,389 m |
| Fort Worth ( Texas ) | KZFW (en) | 32 ° 49 ′ 50 ′, ny. H. 97 ° 03 ′ 59 ″ | 155,604 m |
| Houston, Texas | KZHU (en) | 29 ° 57 ′ 43 ′, ny. H. 95 ° 19 ′ 53 ″ | 10,947 m |
| Hilliard (Florida) | KZJX (en) | ÉSZ 30 ° 41 ′ 56 ″, NYH 81 ° 54 ′ 29 ″ | 2,141 m |
| Olathe (Kansas) | KZKC (en) | ÉSZ 38 ° 52 ′ 49 ″, NYH 94 ° 47 ′ 27 ″ | 305,814 m |
| Távolság Budapest - Palmdale (California) | KZLA (en) | 34 ° 36 ′ 13 ′, ny. H. 118 ° 05 ′ 02 ″ | 763,546 m |
| Salt Lake City (Utah) | KZLC (en) | 40 ° 47 ′ 10 ′, ny. H. 111 ° 57 ′ 08 ″ | 1.287.420 m |
| Miami, Florida) | KZMA (en) | 25 ° 49 ′ 29 ′, ny. H. 80 ° 19 ′ 09 ″ | -7,882 m |
| Memphis (Tennessee) | KZME (en) | ÉSZ 35 ° 04 ′ 03 ″, NY NY 89 ° 57 ′ 19 ″ | 68,788 m |
| Farmington, Minnesota | KZMP (en) | ÉSZ 44 ° 38 ′ 15 ″, NY NY 93 ° 09 ′ 07 ″ | 262 667 m |
| Ronkonkoma | KZNY (en) | 40 ° 47 ′ 03 ″ É, 73 ° 05 ′ 50 ″ Ny | 6,108 m |
| Fremont (Kalifornia) | KZOA (en) | 37 ° 32 ′ 35 ″, ny. H. 122 ° 00 ′ 57 ″ | -3,459 m |
| Oberlin (Ohio) | KZOB (en) | 41 ° 17 ′ 50 ′, ny. H. 82 ° 12 ′ 23 ″ | 224,115 m |
| Auburn (Washington) | KZSE (en) | 47 ° 17 ′ 13 ′, ny. 122 ° 11 ′ 18 ″ | 82,128 m |
| San Juan (Puerto Rico) | TJZS | 18 ° 25 ′ 52 ′, ny. H. 65 ° 59 ′ 37 ″ | -28,547 m |
| Hampton (Georgia) | KZTL (en) | 33 ° 22 ′ 47 ″, ny. Sz. 84 ° 17 ′ 48 ″ | 261,142 m |
Az űrszegmens több - tehát a GPS-nél jóval magasabb pályán elhelyezkedő - geostacionárius műholdból áll, amelyek a korrekciós üzeneteket sugározzák a GUS-tól a felhasználói szegmensig. Ezek a műholdak a GPS-hez hasonló üzeneteket is sugároznak, szimulálva a kiegészítő GPS műholdakat. Az űrszegmens jelenleg két kereskedelmi távközlési műholdból áll, a Galaxy 15-ből és az Anik F1R-ből .
Itt van a helyzetük és az általuk használt GPS ál-műholdas szám (a vevőn megjelenik a "PRN"). További részletek elérhetőek ezeken a műholdakon, angol nyelven.
| Műhold neve és részletei | NMEA / PRN | Pozíció |
|---|---|---|
| Galaxy 15 | NMEA # 48 / PRN # 135 | 133 ° NY |
| Anik F1R | NMEA # 51 / PRN # 138 | 107,3 ° ny |
Történelmileg az Inmarsat szervezet két műholdját használták eredetileg:
| Műhold neve és részletei | NMEA / PRN | Pozíció | Megjegyzés |
|---|---|---|---|
| Csendes-óceáni régió (POR) | NMEA # 47 / PRN # 134 | 178 ° K | Már nem továbbítja a WAAS-t |
| Atlanti-óceán régió-nyugat | NMEA # 35 / PRN # 122 | 142 ° NY | Már nem továbbítja a WAAS-t |
A felhasználói szegmenst a GPS és a WAAS vevőkészülékek alkotják, amelyek a GPS műholdak konstellációja által sugárzott információkat használják helyzetének és aktuális idejének meghatározására. WAAS üzeneteket is kapnak az Űrszegmenstől. Kétféle korrekciót alkalmaznak, lassúak és gyorsak.
A GPS-vevő azonnal alkalmazhatja a gyors korrekciókat, amelyek tartalmazzák a korrigált műholdas helyzetet, az óra korrekciós adatait, lehetővé téve a vevő helyzetének meghatározását a GPS-vevők szokásos számításai alapján.
A hozzávetőleges helyzet megállapítása után a vevő lassú korrekciókat kezd használni a helymeghatározási pontosság javítása érdekében. A korrekciók elsősorban az ionoszféra késleltetésére vonatkoznak. A műholdtól a vevőig tartó útjában a műholdas jel áthalad az ionoszférán . A vevő kiszámítja azt a pontot, ahol a jel belép az ionoszférába, és amikor erre a pontra vonatkozó adatokat kapott, alkalmazza a megfelelő korrekciót az ionoszférikus körülmények által bevezetett útváltozás kompenzálására.
A lassú korrekciós adatok szükség esetén percenként frissíthetők. Az efemerisz és az ionoszféra hibajavításai azonban nem változnak olyan gyorsan, és csak két percenként frissülnek, miközben a következő 6 percben érvényesek.
| Év | Keltezett | Esemény |
|---|---|---|
| 2008 | Új WRS állomásokat állítanak üzembe Mexikóban és Kanadában, kiterjesztve ezzel a WAAS szolgáltatás lefedettségét | |
| 2007 | A Galaxy XV (NMEA # 48) megkezdi a tanúsított javítási üzenetek továbbítását, helyreállítva a WAAS szolgáltatást az Egyesült Államok északkeleti részén | |
| 2006 | 2006. március | A WAAS felhatalmazással rendelkezik arra, hogy repülési navigációs segédeszközt nyújtson a repülőtér terepének 200 lábáig, LPV műszeres megközelítéssel |
| 2006. február | Az Inmarsat AOR-W (NMEA # 35) műholdat 54 ° -ról nyugatra 142 ° -ra mozgatják, ezzel megszakítva a WAAS szolgáltatást az Egyesült Államok északkeleti része felett | |
| 2005 | 2005. október 13 | A Panamsat Galaxy XV geostacionárius távközlési műholdjának (NMEA # 48) elindítása |
| 2005. szeptember 9 | A Telesat Anick F1R geostacionárius távközlési műholdjának (NMEA # 51) elindítása | |
| 2005. június | Az első nemzetközi WRS állomás telepítése Ganderben, Labradorban ( Newfoundland és Labrador tartomány , Kanada) | |
| 2005. március | Az FAA a Lockheed Martin-t választja a földi irányítás szegmensének új fővállalkozójaként | |
| 2004 | 2004. október | az FAA engedélyezi a Garmin 480-at, mint az első WAAS-kompatibilis fedélzeti repüléstechnikai berendezést az LPV megközelítésekhez |
| 2004. szeptember | Befejeződtek az új WAAS-helyszínek kompatibilitási tesztkampányai Kanadában és Alsakában. | |
| 2003 | 2003. július 10 | Az Egyesült Államok Szövetségi Polgári Repülési Igazgatósága, az FAA megkapja a Wide Area Augmentation System-t (WAAS) |
| 2003. március 31 | Capstone első kereskedelmi repülése TSO-145 GPS / WAAS vevővel | |
| 2002 | ||
| 2001 | ||
| 2000 | ||
| 1999 | 1999. december | Az első WAAS tesztjel műhold által továbbítva |
| 1998 | 1998. január | Hughes Aircraft felvásárlása a Raytheon Systems részéről, és a WAAS szerződés átruházása a Raytheonra |
| 1997 | 1997. június | Az Inmarsat elindította az AOR-W geostacionárius tengeri távközlési műholdat (NMEA # 35) |
| 1996 | 1996 december | Az Inmarsat elindította a POR (NMEA # 47) geostacionárius tengeri távközlési műholdat |
| 1996. október | Az 1. szakasz befejezésére vonatkozó szerződést a Hughes Aircraft nyerte el 1 st április 1999 | |
| 1996. április | A Wilcox szerződés túlzott technikai nehézségek miatt megszakad | |
| 1996. február | A WAAS architektúra 1.5-ös verzióját szállítjuk. | |
| 1995 | 1995. augusztus | A Wilcox Electric nyerte a WAAS fejlesztésére vonatkozó szerződést |
| Rendszer | 95% -os pontosság (oldalsó / függőleges) |
Részletek |
|---|---|---|
| LORAN-C / Leírás | 460 m / 460 m | A LORAN-C rendszerhez megadott abszolút pontosság. |
| Távolságmérő berendezések (DME) specifikációja | 185 m (lineáris) | A DME egy rádiónavigációs segédeszköz, amely képes kiszámítani a repülőgép és a földi berendezések közötti lineáris távolságot. |
| GPS / specifikáció | 100 m / 150 m | A GPS-rendszer meghatározott pontossága polgári használatban, kikapcsolva a Szelektív Elérhetőség (SA) opciót . - ig az amerikai kormány alkalmazta SA - t1 st May 2000-ben. |
| LORAN-C / Megfigyelt megismételhető mérések | 50 m / 50 m | Az Amerikai Parti Őrség jelentése részleteket tartalmaz az 50 méteres "visszajelzés a helyzetről" időbeli eltérés módban. |
| E-LORAN / Ismételhető mérések | Modern LORAN-C vevőkészülékekkel, amelyek egyszerre használják az összes rendelkezésre álló jelet és a mágneses téren polarizált antennákat | |
| Differenciális globális helymeghatározó rendszer (DGPS) | 10 m / 10 m | Ez a differenciális GPS- differenciál globális helymeghatározó rendszer (DGPS) legrosszabb esete . Az Egyesült Államok Közlekedési Minisztériuma (DOT) és a Védelmi Minisztérium (DoD) által közösen közzétett szövetségi rádiónavigációs rendszerek (FRS) 2001. évi jelentése szerint a pontosság romlik, ha eltávolodunk a berendezéstől. A pontosság <1 m lehet, de általában <10 m . |
| Széles kiterjesztésű rendszer (WAAS) / specifikáció | 7,6 m / 7,6 m | Legrosszabb pontosság A WAAS-nak meg kell tartania a precíziós megközelítést. |
| GPS / mért | 2,5 m / 4,7 m | A rendszer ténylegesen mért értéke, a vevőkészülék hibáinak kivételével, SA nélkül, az Egyesült Államok Polgári Repülési Ügynökségének (FAA) "National Satellite Test Bed - NSTB" próbapadot használó eredményei alapján. |
| WAAS / Mért | 0,9 m / 1,3 m | A rendszer ténylegesen mért értéke, kivéve a vevők által okozott hibákat, az NSTB-n kapott eredményekből. |
| Helyi kiterjesztési rendszer (LAAS) / specifikáció | A LAAS program célja a III. Kategóriájú ILS képesség biztosítása. Ez lehetővé teszi a nulla látótávolságú leszállást az autopilótán, és nagyon nagy pontosságot jelent <1 m-nél . |