WAAS ( İngilizce Geniş Alan Artırma Sistemi performansını artırmak için -) ABD Hava Seyrüsefer (FAA Federal Havacılık İdaresi) Federal hükümetinin talebi üzerine geliştirilen hava navigasyon yardımcı olmak için bir sistemdir Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS). Amaç, hem hassasiyetini, bütünlüğünü hem de ölçümlerin kullanılabilirliğini iyileştirmektir. Amaç, uçakların kapsama alanındaki herhangi bir havalimanına aletli yaklaşma aşamaları da dahil olmak üzere uçuşun tüm aşamalarında GPS kullanmasını sağlamaktır.
WAAS, alınan GPS sinyalindeki küçük değişiklikleri ölçmek için Kuzey Amerika ve Hawaii'deki bir yer referans istasyonları ağı kullanır. Bu referans istasyonlarından alınan ölçümler, sapma düzeltmelerini toplayan ana istasyonlara yönlendirilir - Sapma Düzeltmesi (DC) - ve kullanılabilmesi için yeterince hızlı (en az 5 saniyede bir) WAAS sabit uydularına mesajlar gönderir. Bu uydular daha sonra bu mesajları ve düzeltmeleri "WAAS özellikli" tip alıcıların doğruluğu artırmak için kullanabileceği Dünya'ya yayınlar.
Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü ( ICAO ), bu tür bir sistemi Uydu Tabanlı Arttırma Sistemi (SBAS) olarak adlandırmaktadır. Avrupa ve Asya, kendi SBAS'lerini, Hindistan'da "Hint GPS Destekli Coğrafi Artırılmış Navigasyon" (GAGAN), Avrupa'da "Avrupa Sabit Konumlu Navigasyon Yer Paylaşım Hizmeti" ( EGNOS ) ve "Japon Çok Fonksiyonlu Uydu Artırma Sistemini" geliştiriyor. Japonya'da ”(MSAS). StarFire ve OmniSTAR gibi ticari sistemler de geliştirme aşamasındadır. Benzer bir prensibe dayanan Avrupa EGNOS sistemi, WAAS ile birlikte çalışabilir.
WAAS'ın özelliği, zamanın en az% 95'inde hem yatay hem de dikey 7,6 metreden daha iyi doğruluk sağlamaktır. Bazı yerlerde gözlemlenen tipik gerçek performansının 1 ulaşmak mümkün olduğunu gösterdi m yanal ve 1.5 m dikey üzerinde en kıta US - " konuş " hem de gelen büyük bölümlerini Kanada ve Alaska . Bu sonuçlarla WAAS, 16 m yanal ve 4.0 dikey doğrulukların gerekli olduğu sivil havacılık için “Kategori I” tipi yaklaşımları onaylamaktadır .
Bir navigasyon sisteminin bütünlüğü, tehlikeli hale gelebilecek hatalı bilgilerin sağlanması durumunda kullanıcılarını yeterince erken uyarma kabiliyeti olarak tanımlanabilir. WAAS spesifikasyonu, sistemin kullanıcıyı 6,2 saniye içinde bilgilendirmek için bir GPS veya dahili WAAS ağ hatası algılamasını gerektirir. WAAS'ın aletli uçuşta (' aletli uçuş kuralları ' (IFR)) kullanılmak için yeterince güvenli olduğunun belgelenmesi, spesifikasyonu aşan bir hatanın tespit edilemeyeceğine dair yalnızca sonsuz küçük olasılık olduğunu göstermeyi gerektirir. 1 × 10 -7'den daha az olması gerektiği varsayılır; bu , yılda üç kümülatif saniyeden az hatalı veri toleransına eşdeğerdir. Sağlanan bütünlük, RAIM'de alıcı kullanmaya eşdeğer veya daha iyidir.
WAAS'ın kullanılabilirliği, doğruluk ve bütünlük açısından spesifikasyonlarını karşılama olasılığıdır. WAAS gibi SBAS'ın ortaya çıkmasından önce, GPS yılda 4 güne kadar mevcut olmayabilir. WAAS spesifikasyonu, tüm hizmet alanında% 99,999 kullanılabilirliği garanti eder, bu da yılda 5 dakikadan daha az kesinti süresine eşdeğerdir.
GPS'de olduğu gibi , WAAS üç ana bölümden oluşur: Zemin Bölümü, Uzay Bölümü ve Kullanıcı Bölümü. GPS, bağımsız bir sistem olarak kabul edilir.
Yer Segmenti birkaç referans istasyonundan oluşur - Geniş Alan Referans İstasyonları (WRS). Çok hassas bir şekilde konumlandırılan bu istasyonlar, GPS takımyıldızından alınan sinyalleri izler ve toplar ve verilerini bir karasal iletişim ağı aracılığıyla üç ana istasyona - Geniş Alan Ana İstasyonları (WMS) - gönderir. Bu istasyonlar ayrıca WAAS sabit uyduları tarafından yeniden iletilen sinyallerin bütünlüğünü de izler. İçindeEkim 2007"CONUS" ta 20 istasyon, Alaska’da 7, Hawaii’de, Porto Riko’da bir, Meksika’da 5 ve Kanada’da 4 istasyon var.
WRS'den gelen verilerle, WMS iki tür düzeltme üretir: hızlı ve yavaş.
Bu düzeltmeler üretildikten sonra, WMS bunları, Kullanıcı Segmentine yayınlanmak üzere Uzay Segmenti uydularına gönderen iki yukarı bağlantı istasyonuna - Yer Üst Bağlantı İstasyonları (GUS) - iletir.
WAAS WRS Referans İstasyon TablosuCONUS - Birleşik Devletler kıtasında, her FAA hava trafik kontrol alanında Indianapolis'teki dışında bir referans WAAS istasyonu vardır. Her istasyonun üç GPS anteni vardır. Aşağıdaki tablo her bir konumu listelemektedir.
| Site | havaalanı kodu | Enlem (+ N, -S) - Boylam (+ E, -W) | Rakım (m) |
|---|---|---|---|
| Bethel (Alaska) | PABE | 60 ° 47 ′ 16 ″ K, 161 ° 50 ′ 30 ″ W | 52.202 m |
| Billings (Montana) | KBIL | 45 ° 48 ′ 13 ″ N, 108 ° 32 ′ 23 ″ W | 1.112.261 m |
| Barrow (Alaska) | PABR (en) | 71 ° 16 ′ 58 ″ K, 156 ° 47 ′ 24 ″ W | 15.581 m |
| Cold Bay (Alaska) | PACD | 55 ° 12 ′ 01 ″ K, 162 ° 43 ′ 07 ″ W | 53.652 m |
| Fairbanks (Alaska) | PAFA | 64 ° 48 ′ 35 ″ K, 147 ° 50 ′ 51 ″ W | 149.888 m |
| Honolulu ( Hawaii ) | PHNL | 21 ° 18 ′ 46 ″ K, 157 ° 55 ′ 15 ″ W | 24.922 m |
| Juneau (Alaska) | PAJN | 58 ° 21 ′ 45 ″ K, 134 ° 35 ′ 08 ″ W | 16.024 m |
| Mérida, Yucatán | MMMD (en) | 20 ° 55 ′ 55 ″ K, 89 ° 39 ′ 46 ″ W | 29.157 m |
| Meksika | MMMX | 19 ° 25 ′ 54 ″ N, 99 ° 04 ′ 06 ″ W | 2.236.638 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 ″ K, 109 ° 43 ′ 04 ″ W | 104.286 m |
| Tapachula ( Chiapas ) | MMTP | 14 ° 47 ′ 29 ″ N, 92 ° 22 ′ 05 ″ W | 54.922 m |
| Kotzebue (Alaska) | PAOT | 66 ° 53 ′ 14 ″ K, 162 ° 36 ′ 41 ″ W | 10.911 m |
| Iqaluit (Nunavut) | CYFB | 63 ° 43 ′ 53 ″ K, 68 ° 32 ′ 36 ″ W | 9.998 m |
| Gander, Newfoundland ve Labrador | CYQX | 48 ° 57 ′ 59 ″ N, 54 ° 35 ′ 51 ″ W | 146.891 m |
| Winnipeg ( Manitoba ) | CYWG | 49 ° 54 ′ 02 ″ K, 97 ° 15 ′ 33 ″ W | 222.046 m |
| Happy Valley-Goose Körfezi | CYYR | 53 ° 18 ′ 31 ″ N, 60 ° 25 ′ 10 ″ W | 37.842 m |
| Albuquerque (New Mexico) | KZAB (en) | 35 ° 10 ′ 25 ″ N, 106 ° 34 ′ 02 ″ W | 1.620.154 m |
| Anchorage, Alaska | PAZA (en) | 61 ° 13 ′ 45 ″ K, 149 ° 46 ′ 49 ″ W | 80.654 m |
| Aurora (Illinois) | KZAU (en) | 41 ° 46 ′ 57 ″ N, 88 ° 19 ′ 53 ″ W | 195.922 m |
| Nashua (New Hampshire) | KZBW (en) | 42 ° 44 ′ 09 ″ N, 71 ° 28 ′ 49 ″ W | 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 | 1.541.389 m |
| Fort Worth ( Teksas ) | KZFW (en) | 32 ° 49 ′ 50 ″ N, 97 ° 03 ′ 59 ″ W | 155.604 m |
| Houston, Teksas | KZHU (en) | 29 ° 57 ′ 43 ″ K, 95 ° 19 ′ 53 ″ W | 10.947 m |
| Hilliard (Florida) | KZJX (tr) | 30 ° 41 ′ 56 ″ N, 81 ° 54 ′ 29 ″ W | 2.141 m |
| Olathe (Kansas) | KZKC (en) | 38 ° 52 ′ 49 ″ N, 94 ° 47 ′ 27 ″ W | 305.814 m |
| Palmdale (California) | KZLA (en) | 34 ° 36 ′ 13 ″ K, 118 ° 05 ′ 02 ″ W | 763.546 m |
| Tuz gölü şehri, Utah) | KZLC (en) | 40 ° 47 ′ 10 ″ N, 111 ° 57 ′ 08 ″ W | 1.287.420 m |
| Miami, Florida) | KZMA (en) | 25 ° 49 ′ 29 ″ N, 80 ° 19 ′ 09 ″ W | -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 ″ N, 93 ° 09 ′ 07 ″ W | 262.667 m |
| Ronkonkoma | KZNY (en) | 40 ° 47 ′ 03 ″ N, 73 ° 05 ′ 50 ″ W | 6.108 m |
| Fremont (California) | KZOA (en) | 37 ° 32 ′ 35 ″ K, 122 ° 00 ′ 57 ″ W | -3.459 m |
| Oberlin (Ohio) | KZOB (en) | 41 ° 17 ′ 50 ″ N, 82 ° 12 ′ 23 ″ W | 224.115 m |
| Auburn (Washington) | KZSE (en) | 47 ° 17 ′ 13 ″ K, 122 ° 11 ′ 18 ″ W | 82.128 m |
| San Juan, Porto Riko) | TJZS | 18 ° 25 ′ 52 ″ K, 65 ° 59 ′ 37 ″ W | -28.547 m |
| Hampton (Gürcistan) | KZTL (en) | 33 ° 22 ′ 47 ″ K, 84 ° 17 ′ 48 ″ W | 261.142 m |
Uzay Segmenti, GUS'tan Kullanıcı Segmentine düzeltme mesajlarını yayınlayan, GPS'ninkinden çok daha yüksek bir yörüngede bulunan birkaç coğrafi konumsal uydudan oluşur. Bu uydular ayrıca tamamlayıcı GPS uydularını simüle ederek GPS'ninkilere benzer mesajlar yayınlar. Uzay Segmenti şu anda iki ticari telekomünikasyon uydusundan, Galaxy 15 ve Anik F1R'den oluşuyor .
Konumları ve kullandıkları GPS sahte uydu numarası (bir alıcıda görüntülenen "PRN"). Bu uydular hakkında daha fazla ayrıntı İngilizce olarak mevcuttur.
| Uydu adı ve ayrıntıları | NMEA / PRN | Durum |
|---|---|---|
| Galaxy 15 | NMEA # 48 / PRN # 135 | 133 ° B |
| Anik F1R | NMEA # 51 / PRN # 138 | 107.3 ° B |
Tarihsel olarak, Inmarsat organizasyonunun iki uydusu başlangıçta kullanıldı:
| Uydu adı ve ayrıntıları | NMEA / PRN | Durum | Yorum Yap |
|---|---|---|---|
| Pasifik Okyanusu Bölgesi (POR) | NMEA # 47 / PRN # 134 | 178 ° D | Artık WAAS iletmiyor |
| Atlantik Okyanusu Bölgesi-Batı | NMEA # 35 / PRN # 122 | 142 ° B | Artık WAAS iletmiyor |
Kullanıcı Segmenti, konumunu ve geçerli saati belirlemek için GPS uyduları takımyıldızı tarafından yayınlanan bilgileri kullanan GPS ve WAAS alıcılarından oluşur. Ayrıca Uzay Segmentinden WAAS mesajları alırlar. Yavaş ve hızlı olmak üzere iki tür düzeltme kullanılır.
GPS alıcısı, düzeltilmiş bir uydu konumunu, saat düzeltme verilerini içeren hızlı düzeltmeleri hemen uygulayabilir ve GPS alıcılarının olağan hesaplamalarını kullanarak alıcının konumunu belirlemeyi mümkün kılar.
Yaklaşık bir konum belirlendiğinde, alıcı, konumlandırma doğruluğunu iyileştirmek için yavaş düzeltmeler kullanmaya başlar. Düzeltmeler özellikle iyonosferik gecikmeyle ilgilidir. Uydudan alıcıya giden yolda uydu sinyali iyonosferden geçer . Alıcı, sinyalin iyonosfere girdiği noktayı hesaplar ve bu noktaya ilişkin verileri aldığında, iyonosferik koşulların getirdiği yol değişimini telafi etmek için karşılık gelen düzeltmeyi uygular.
Yavaş düzeltme verileri gerekirse her dakika güncellenebilir. Bununla birlikte, efemeris ve iyonosferik hata düzeltmeleri o kadar hızlı değişmez ve yalnızca iki dakikada bir güncellenir ve sonraki 6 dakika boyunca geçerlidir.
| Yıl | Tarihli | Etkinlik |
|---|---|---|
| 2008 | Meksika ve Kanada'da yeni WRS istasyonları hizmete girdi ve WAAS hizmetinin kapsama alanını genişletti | |
| 2007 | Galaxy XV (NMEA # 48), Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri'nde WAAS hizmetini geri yükleyerek onaylı düzeltme mesajlarını iletmeye başladı. | |
| 2006 | Mart 2006 | WAAS, bir LPV enstrüman yaklaşımında havalimanı arazisinin 200 fit yukarısına kadar havacılık seyrüsefer yardımı sağlama yetkisine sahiptir. |
| Şubat 2006 | Inmarsat AOR-W (NMEA # 35) uydusu 54 ° batıdan 142 ° batıya taşındı ve Amerika Birleşik Devletleri'nin kuzeydoğusundaki WAAS hizmetini kesintiye uğrattı. | |
| 2005 | 13 Ekim 2005 | Panamsat'ın Galaxy XV coğrafi sabit telekomünikasyon uydusunun (NMEA # 48) piyasaya sürülmesi |
| 9 Eylül 2005 | Telesat'ın Anick F1R (NMEA # 51) sabit konumlu telekomünikasyon uydusu fırlatıldı | |
| Haziran 2005 | Gander, Labrador'da ( Newfoundland ve Labrador eyaleti , Kanada) ilk uluslararası WRS istasyonunun kurulumu | |
| Mart 2005 | FAA, yer kontrol segmenti için yeni ana yüklenici olarak Lockheed Martin'i seçti | |
| 2004 | Ekim 2004 | FAA, Garmin 480'i LPV yaklaşımları için ilk WAAS uyumlu yerleşik aviyonik ekipman olarak yetkilendirir |
| Eylül 2004 | Kanada ve Alsaka'daki yeni WAAS siteleri için uyumluluk testi kampanyaları tamamlandı. | |
| 2003 | 10 Temmuz 2003 | Amerika Birleşik Devletleri Federal Sivil Havacılık İdaresi, FAA, Geniş Alan Artırma Sistemini (WAAS) aldı |
| 31 Mart 2003 | Capstone'un TSO-145 GPS / WAAS alıcısı kullanan ilk ticari uçuşu | |
| 2002 | ||
| 2001 | ||
| 2000 | ||
| 1999 | Aralık 1999 | Uydu tarafından iletilen ilk WAAS test sinyali |
| 1998 | Ocak 1998 | Hughes Aircraft'ın Raytheon Systems tarafından satın alınması ve WAAS sözleşmesinin Raytheon'a devredilmesi |
| 1997 | Haziran 1997 | Inmarsat tarafından AOR-W jeostasyonel deniz telekomünikasyon uydusunun (NMEA # 35) fırlatılması |
| 1996 | Aralık 1996 | Inmarsat tarafından coğrafi deniz telekomünikasyon uydusu POR'un (NMEA # 47) fırlatılması |
| Ekim 1996 | Aşama 1'in tamamlanması için sözleşme, Hughes Aircraft'a verildi. 1 st Nisan 1999 | |
| Nisan 1996 | Wilcox sözleşmesi, aşırı teknik zorlukların ardından kesintiye uğradı | |
| Şubat 1996 | WAAS mimarisi, sürüm 1.5 teslim edildi. | |
| 1995 | Ağustos 1995 | Wilcox Electric, WAAS'ı geliştirmek için sözleşme kazandı |
| Sistem | % 95 doğruluk (Yanal / Dikey) |
Detaylar |
|---|---|---|
| LORAN-C / Spesifikasyon | 460 m / 460 m | LORAN-C sistemi için belirlenen mutlak hassasiyet. |
| Mesafe Ölçüm Ekipmanı (DME) Spesifikasyonu | 185 m (Doğrusal) | DME, bir uçak ile yerdeki DME ekipmanı arasındaki doğrusal mesafeyi hesaplayabilen bir radyo seyrüsefer yardımcısıdır. |
| GPS / Spesifikasyon | 100 m / 150 m | GPS sisteminin, Seçici Kullanılabilirlik (SA) seçeneği kapalıyken sivil kullanımda belirtilen doğruluğu . SA, ABD hükümeti tarafından şu tarihe kadar istihdam edildi:1 st Mayıs 2000. |
| LORAN-C / Gözlemlenen tekrarlanabilir ölçümler | 50 m / 50 m | Amerikan Sahil Güvenlik raporunda, saat farkı modunda 50 metrelik "konum hakkında geri bildirimde" ayrıntılardan bahsediliyor. |
| E-LORAN / Tekrarlanabilir ölçümler | Mevcut tüm sinyalleri aynı anda kullanan ve manyetik alan üzerinde polarize edilmiş antenleri kullanan modern LORAN-C alıcıları tarafından | |
| Diferansiyel küresel konumlandırma sistemi (DGPS) | 10 m / 10 m | Bu, Diferansiyel Küresel Konumlandırma Sistemi (DGPS) diferansiyel GPS'in en kötü durum doğruluğudur . Amerika Birleşik Devletleri Ulaştırma Bakanlığı (DOT) ve Savunma (DoD) tarafından ortaklaşa yayınlanan 2001 Federal Radyo Navigasyon Sistemleri (FRS) raporuna göre, ekipmandan uzaklaşıldığında doğruluk azalmaktadır. Doğruluk <1 m olabilir, ancak normalde <10 m'dir . |
| Geniş Alan Büyütme Sistemi (WAAS) / Spesifikasyon | 7.6 m / 7.6 m | En kötü durum doğruluğu WAAS'ın hassas bir yaklaşımı sürdürmesi gerekir. |
| GPS / Ölçülen | 2,5 m / 4,7 m | Ulusal Uydu Test Yatağı - NSTB test tezgahı kullanılarak Amerika Birleşik Devletleri Sivil Havacılık Dairesi'nden (FAA) alınan sonuçlara dayalı, SA'sız, alıcılardan kaynaklanan hatalar hariç, sistemin gerçek ölçülen değeri. |
| WAAS / Ölçülen | 0,9 m / 1,3 m | NSTB'deki sonuçlardan alıcılardan kaynaklanan hatalar hariç sistemin gerçekte ölçülen değeri. |
| Yerel Alan Büyütme Sistemi (LAAS) / Spesifikasyon | LAAS programının amacı Kategori III ILS yeteneği sağlamaktır. Bu, otomatik pilotta sıfır görüş ile inişe izin verir ve <1 m'den çok yüksek bir doğruluğu gösterir . |