Introducción.
El SBAS aumenta las constelaciones principales de satélites (GPS,GLONASS, GALILEO etc) proporcionando información de distancia, integridad y corrección (correccion diferencial en tiempo real) mediante satélites geoestacionarios. El sistema comprende una red de estaciones terrestres de referencia, que observan las señales de los satélites, y estaciones principales que procesan los datos observados y generan mensajes SBAS para su enlace ascendente hacia los satélites geoestacionarios que radiodifunden mensajes SBAS a los usuarios.
El SBAS aumenta las constelaciones principales de satélites (GPS,GLONASS, GALILEO etc) proporcionando información de distancia, integridad y corrección (correccion diferencial en tiempo real) mediante satélites geoestacionarios. El sistema comprende una red de estaciones terrestres de referencia, que observan las señales de los satélites, y estaciones principales que procesan los datos observados y generan mensajes SBAS para su enlace ascendente hacia los satélites geoestacionarios que radiodifunden mensajes SBAS a los usuarios.
Al
proporcionar señales telemétricas adicionales mediante los satélites
geoestacionarios y mejor información sobre integridad para cada satélite de
navegación, el SBAS ofrece una disponibilidad de servicio considerablemente
superior a aquella de las constelaciones básicas de satélite.
http://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/waas/
http://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/waas/
Áreas de cobertura
y de servicio SBAS.
Es
importante distinguir entre las áreas de cobertura y las áreas de servicios
SBAS. El área de cobertura SBAS está definida por las zonas de proyección de
los satélites geoestacionarios. Dentro de un área de cobertura SBAS, el Estado
puede establecer un área de servicio para un SBAS particular. El Estado es
responsable de la designación de los tipos de operaciones a las que puede
prestarse apoyo en un área de servicio específica. Puede haber superposición de
diferentes áreas de servicio SBAS. Cuando esto ocurre y se dispone de un bloque
de datos FAS, éste establece el proveedor de servicios SBAS que puede
utilizarse para las operaciones de aproximación con niveles de actuación para
APV I y II del GNSS. Las normas para el receptor imponen que estas
aproximaciones no pueden realizarse usando datos de más de un proveedor de
servicio SBAS, pero es posible en estos casos cancelar la selección. Cuando no
se cuenta con un bloque de datos FAS, los requisitos mínimos del equipo de
aviónica permiten utilizar cualquiera de los proveedores de servicios SBAS y
combinar la información que procede de más de un proveedor de servicio SBAS para
operaciones en ruta, de terminal y procedimientos de aproximación LNAV.
Área de cobertura
SBAS.
La
aviónica SBAS debería funcionar en el área de cobertura de cualquier SBAS. Los
Estados o regiones deberían efectuar la coordinación por medio de la OACI para
asegurar que el SBAS ofrezca cobertura mundial sin discontinuidad y que la
aeronave no sea objeto de restricciones operacionales. Si el Estado no aprueba
la utilización de algunas o todas las señales SBAS para las operaciones en
ruta, de terminal o de aproximación LNAV SBAS, los pilotos tendrían que
cancelar totalmente el GNSS, ya que las normas del receptor no permiten
cancelar la selección de un SBAS en particular para estas operaciones. Se
supone que en el área de cobertura no se desarrollan operaciones APV I o II,
salvo que se trate de áreas de servicio específicamente designadas.
Área de servicio
SBAS.
Cerca
del borde del área de servicio SBAS, pueden producirse varias interrupciones de
la guía vertical diariamente en un lugar específico. Aunque estas
interrupciones son de corta duración, pueden sobrecargar totalmente el sistema
NOTAM. En consecuencia, el Estado puede definir áreas de servicio SBAS
diferentes para los distintos niveles de servicios SBAS. Los requisitos de
servicio en ruta SBAS son mucho menos exigentes que los del servicio de
aproximación con guía vertical SBAS.
Consideraciones
operacionales SBAS. Un
elemento fundamental para ofrecer capacidad de aproximación precisa y de alta
integridad con el SBAS es la corrección de la demora de la señal ocasionada por
la ionosfera.
Esto
requiere una red relativamente densa de estaciones de referencia para medir las
características ionosféricas y proporcionar información a la estación principal
SBAS.
Certificación de
aviónica SBAS. Se
han preparado requisitos de certificación de aviónica SBAS (RTCADO-229D) y se
basan en el Anexo 10. Como mínimo, los sensores SBAS de a bordo deben tener
capacidad para funcionar dentro del volumen de cobertura de cualquier SBAS.
CONDICIONES SBAS NORMALIZADAS
Salida.
Para realizar los procedimientos de salida
RNAV GNSS existentes pueden utilizarse todas las clases de aviónica SBAS. La
escala de la presentación en pantalla y las transiciones de modo son
equivalentes a las del GNSS básico. El SBAS cumple o supera los requisitos de precisión,
integridad, disponibilidad y continuidad del GNSS básico para salida con GNSS
básico.
Procedimiento de
salida. Se
seleccionará todo el procedimiento de salida a partir de la base de datos de a
bordo. No está autorizado que el piloto realice la entrada de datos del
procedimiento de salida. Cuando no pueden satisfacerse los requisitos de
integridad para respaldar la operación de salida SBAS, el receptor SBAS
anunciará que no se dispone del procedimiento.
Salida en línea
recta. Desde
el DER hasta el punto de iniciación del primer punto de recurrido en el
procedimiento de salida, el receptor SBAS proporciona una deflexión máxima nominal (FSD
Full-scale
deflection
) de 0,3 NM. Pueden aceptarse valores FSD más
elevados con aumentaciones, tales como piloto automático, que pueden controlar
el error técnico de vuelo (FTE).
Reversión al modo
de funcionamiento de terminal. En
el punto de iniciación del viraje del primer punto de recorrido en el
procedimiento de salida, el receptor SBAS retornará al modo de funcionamiento
de terminal hasta que el último punto de recorrido del procedimiento de salida
esté en secuencia. En el modo de terminal, la FSD nominal es 1 NM y el límite
de alerta horizontal es 1 NM. Después de que el último punto de recorrido del
procedimiento de salida esté en secuencia, el receptor SBAS proporcionará la
escala de presentación en pantalla y la integridad en ruta.
Llegada.
Los requisitos de actuación del SBAS en la
fase de llegada son los mismos que para el GNSS básico. Véase la Sección 3,
Capítulo 1.
Aproximación
Performance de
aproximación por sensor SBAS. En
las normas de aviónica SBAS se establecen tres niveles de performance de
aproximación.
a)
LPV;
b)
LNAV/VNAV; y
c)
LNAV.
Nota
1.— LNAV puede ser un modo de reversión automática ante la pérdida de LPV.
Nota
2.— Performance LPV sólo con receptores de Clases 3 y 4,
de conformidad con la norma RTCA DO-229D, Minimum Operational
Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System
Airborne Equipment.
Precisión e
integridad SBAS. La
aviónica SBAS calcula con exactitud la posición y garantiza la integridad en la
posición calculada para un tipo determinado de operación de aproximación.
Integridad.
El nivel de integridad necesario para cada
uno de estos tipos de aproximación se establece mediante límites de alerta
horizontal y vertical específicos denominados HAL y VAL. Estos límites son
análogos a los límites de vigilancia para ILS. Los límites de alerta forman la
región de error máximo que se abarcará para cumplir con los requisitos de
integridad para un tipo de aproximación determinado.
La
aviónica SBAS asegura la integridad en la posición calculada para un tipo de
aproximación determinado calculando continuamente el nivel de protección
horizontal y vertical (HPL y VPL) y comparando los valores calculados
con HAL y VAL respectivamente. Cuando el HPL o el VPL exceden los límites de
alerta específicos, HAL o VAL, para un tipo determinado de operación de
aproximación, se alerta al piloto indicándole que suspenda la operación en
curso. El piloto recibe únicamente la alerta y no se requiere que compruebe VPL
y HPL.
Aproximación
frustrada
Generalidades.
El SBAS proporciona orientación en el tramo
de aproximación frustrada. La activación de la orientación de aproximación
frustrada generalmente se produce en un período de gran volumen de trabajo del
piloto.
Las
normas de aviónica SBAS, descritas en RTCA DO-229D, han mejorado
significativamente la interfaz piloto/aviónica para la activación de la guía de
aproximación frustrada, en comparación con las normas de aviónica del GNSS
básico. Los requisitos de performance mínima operacional de la aviónica SBAS
especifican mucho más normalización en la interfaz piloto/aviónica que las
actuales especificaciones para la aviónica del GNSS básico. Con esta
normalización, y otros requisitos de aproximación frustrada con aviónica SBAS,
los pilotos podrán iniciar de manera más eficiente y fácil la secuencia hacia
el tramo de aproximación frustrada.
Secuencia de
aproximación frustrada
El
piloto físicamente inicia la aproximación frustrada empezando el encabritamiento.
Iniciación en el análisis siguiente se refiere al momento en que el piloto toma
las medidas requeridas para ordenar en secuencia los modos de presentación de
guía y transición y de integridad de la aviónica para el tramo de aproximación
frustrada. En las aproximaciones frustradas, la aviónica SBAS desempeña como
mínimo tres funciones basadas en la secuencia de la aproximación frustrada.
Estas funciones son:
a) la
transición de la guía a la guía de aproximación frustrada para el procedimiento
de aproximación seleccionado después de poner en secuencia el MAPt;
b) la
transición de la FSD lateral a 0,3 NM o bien 1,0 NM dependiendo del tipo de
tramo inicial y alineamiento del tramo en el procedimiento de aproximación
frustrada; y
c) la
transición del modo de integridad (HAL) a NPA o de terminal dependiendo del
tipo de tramo inicial y del alineamiento en el procedimiento de aproximación
frustrada.
Con
la aviónica SBAS, es posible iniciar aproximaciones frustradas en cuatro
condiciones diferentes.
Las
condiciones son:
a) el piloto
inicia la secuencia de aproximación frustrada antes de llegar al punto de
umbral del aterrizaje/punto de umbral ficticio (LTP/FTP);
b) el piloto
inicia la secuencia de aproximación frustrada después del LTP/FTP pero antes del
extremo de salida de la pista (DER) (Extremo de
salida de la pista);
c) el piloto
no inicia la secuencia de aproximación frustrada antes de alcanzar el DER. En
este caso, la aviónica iniciará automáticamente la aproximación frustrada; y
d) el piloto
cancela el modo de aproximación antes del LTP (Punto
del umbral de aterrizaje) /FTP (Punto
de umbral ficticio).
FSD
de aproximación frustrada. El valor de la FSD
(Deflexión máxima)
de aproximación frustrada puede variar en las dos situaciones siguientes:
a) Cuando el
primer tramo en el procedimiento de aproximación frustrada es un tramo de
derrota a punto de referencia (TF) alineado dentro de 3º del rumbo de
aproximación final, la FSD cambia a 0,3 NM y la integridad cambia al modo NPA.
Se mantienen en este estado hasta el punto de iniciación del viraje para el
primer punto de recorrido en el procedimiento de aproximación frustrada. En
este punto, la FSD cambia a 1,0 NM y la integridad al modo de terminal. El
punto de iniciación del viraje está asociado a puntos de recorrido de paso. Se
denomina punto de iniciación del viraje al punto en que se inicia la secuencia
hacia el próximo tramo. Este punto no es fijo. Está determinado por la aviónica
basándose en diversos factores entre los que se incluyen:
1) error del
seguimiento en curso;
2) velocidad
respecto al suelo;
3)
condiciones del viento; y
4) cambio de
derrota entre tramos.
b) Cuando el
primer tramo no está alineado con un tramo TF dentro de 3º del rumbo de
aproximación final, al iniciarse la aproximación frustrada, la FSD cambia a 1,0
NM y la integridad a modo de terminal
FUNCIONALIDAD DE LA AVIÓNICA
Clasificación y
capacidad del equipo de aviónica SBAS.
Hay cuatro clases de equipo de aviónica SBAS.
Las distintas clases de equipo tienen diferente capacidad de actuación. La
capacidad de actuación mínima corresponde al equipo de Clase I.
Clase I: Este
equipo respalda las operaciones en ruta, de terminal y de aproximación LNAV.
Clase II:
El equipo SBAS respalda las operaciones de capacidad de Clase I y de
aproximación LNAV/VNAV.
Clases III y IV:
El equipo respalda la capacidad de equipo SBAS de Clase II y las operaciones de
aproximación LPV.
Nota.
— Los términos APV-I y APV-II se refieren a dos niveles de operaciones de
aproximación y aterrizaje GNSS con vía vertical y no deben utilizarse en las
cartas de las líneas de mínimos. Con ese fin se aplica el término LPV para
alineación con los requisitos de anuncio de aviónica SBAS (véase el Anexo 10,
Volumen I, Nota 9 de la Tabla 3.7.2.4-1
“Requisitos
de actuación de la señal en el espacio”).
Bloque
de datos del tramo de aproximación final (FAS). La
base de datos APV con SBAS incluye un bloque de datos FAS. La información del
bloque de datos FAS está protegida con alta integridad mediante verificación
por redundancia cíclica.
Requisitos
de anuncios del equipo de aviónica SBAS
El
equipo de aviónica debe anunciar el nivel de servicio más preciso que permite
la combinación de las señales SBAS, el receptor y la aproximación seleccionada,
mediante convenciones para asignación de nombres de las líneas de mínimos del
procedimiento de aproximación seleccionado. Este anuncio depende de:
a) la
capacidad del equipo de aviónica con respecto a la capacidad del equipo SBAS;
b) la
actuación de la señal en el espacio SBAS lograda mediante la comparación del
VPL y el HPL con el VAL y el HAL requeridos para el procedimiento; y
c) la
disponibilidad del procedimiento publicado que se identifica en la base de
datos.
Basándose
en los tres factores de anteriores
a) si se
publica una aproximación con una línea de mínimos LPV y el receptor está
certificado únicamente para LNAV/VNAV, el equipo indicaría “LPV no disponible —
utilizar mínimos LNAV/VNAV”, aun cuando la señal SBAS permitiría LPV;
b) si se
publica una aproximación sin línea de mínimos LPV, incluso si el receptor está
certificado para LPV y la señal en el espacio SBAS permite LPV, el receptor
notificará al piloto “LNAV/VNAV disponible” o bien
“LNAV
disponible”; y
c) si la
señal SBAS no tiene capacidad para las líneas de mínimos publicados para cuyo
cumplimiento el receptor está certificado, el receptor notificará al piloto con
un mensaje del tipo “LPV no disponible — usar mínimos LNAV/VNAV” o “LPV no
disponible — usar mínimos LNAV”.
Requisitos de
presentación lateral de la aproximación para mínimos LPV.
La aviónica SBAS permite cumplir con el
procedimiento RNAV completo y también funcionar en un modo de vector a final
(VTF). Los requisitos de escala de la presentación lateral son diferentes para
los distintos modos de operación. La deflexión máxima (FSD) se define con la
información contenida en el bloque de datos FAS. La escala lateral equivale a
la escala de presentación lateral ILS. Nominalmente, la anchura de rumbo máxima
en el umbral es +/-105 m.
En
el acercamiento, después de pasar el umbral de aterrizaje, la FSD puede, como
opción, permanecer constante en la FSD de umbral (nominalmente 105 m) hasta que
se active la aproximación frustrada o la aeronave haya pasado el extremo de
salida de la pista (DER).
Realización del
procedimiento completo. Esta
presentación angular se mantiene desde el umbral hasta el FAF o en el punto en
que la FSD = 0,3 NM, lo que ocurra primero. En el FAF, la FSD aumenta
linealmente hasta FDS = 1,0 NM, 2 NM después del FAF.
Operaciones vector
a final (VTF). En
el modo VTF, la presentación angular es igual a la descrita anteriormente,
salvo que la divergencia angular continúa hasta el FSD = 1,0 NM
independientemente de la longitud del FAS. Después de este punto la FSD se
mantiene constante a 1,0 NM.
Requisitos de
presentación vertical de la aproximación para mínimos LPV.
La FSD es +/-ángulo de trayectoria de
planeo/4. La guía vertical se origina en el punto de intersección de la
trayectoria de planeo (GPIP).
El
GPIP se encuentra en la intersección de la trayectoria de planeo y el plano
horizontal formado por el FPAP y el LTP/FTP. Cerca del umbral, cuando el
desplazamiento angular máximo es igual a 15 m, la FSD se hace lineal en +/-15 m
desde ese punto al GPIP. La guía vertical se señala con bandera una vez que la
aeronave pasa el GPIP o se inicia una aproximación frustrada.
Cuando
el desplazamiento angular máximo es igual a 150 m, la FSD se hace lineal a
+/-150 m en ese punto y a distancias más grandes a partir del umbral. La guía
vertical se señala con bandera cuando la aeronave está fuera de un sector a
+/-35º del rumbo de aproximación final que se origina en el punto de referencia
de azimut GNSS.
Requisitos de
presentación de la aproximación cuando se cumplen los mínimos LNAV/VNAV y LNAV
con SBAS. Las
presentaciones pueden ser angulares, como se describen en Requisitos de presentación lateral de la
aproximación para mínimos LPV, o lineales.
Cuando se utiliza escala de presentación
lineal lateral, ésta coincide con los requisitos de presentación del GNSS
básico. La escala vertical se describe en Requisitos de presentación vertical de la
aproximación para mínimos LPV, excepto que la
FSD mínima puede ser, como opción, de +/-45 m (150 ft) para los procedimientos
LNAV/VNAV. En los casos en que no se proporciona el bloque de datos FAS,
pero el SBAS ofrece guía vertical (LNAV/VNAV con SBAS) y se está
utilizando guía angular, la presentación angular máxima lateral se fija de
manera constante a 2º independientemente de la longitud de la pista.
Fuente:
Documento 8168 Operación de Aeronaves, Volumen I, Procedimientos de Vuelo.
(Paginas electrónicas 212 a 216)
Explicación términos
Límite de alerta. Margen de tolerancia de error que no debe
excederse en la medición de determinado parámetro sin que se expida una alerta.
Tiempo hasta alerta. Tiempo máximo admisible que transcurre
desde que el sistema de navegación empieza a estar fuera de su margen de
tolerancia hasta que se anuncia la alerta por parte del equipo.
Fuente: Anexo 10 volumen I
HPL Horizontal protection level
LPV Localizer performance with vertical guidance
LTP
Landing threshold point
