传说中的卫星着陆系统（GLS）传说中的卫星着陆系统（GLS）"

目前，我国民用机场采用的着陆系统大部分都是“盲降”，即仪表着陆系统（ILS：Instrument Landing System）。

一套ILS系统主要由两个子系统组成——

一个叫航向台（Localizer），提供水平引导，即向空中的飞机发射一组信号，告诉其“嘿，跑道在这儿呢，不要飞偏左，也不要飞偏右了喔”。

另一个叫下滑台，提供垂直引导，即向空中的飞机发射一组信号，告诉其“嘿，跑道在这儿呢，不要飞太高，也不要飞太低了喔”。飞行员根据信号操纵飞机准确降落到跑道上。

▲航向台和下滑台的工作原理

时代在进步，科技在发展。近年来，民航新技术不断出现、发展、成熟。之前我们讲过的PBN和HUD已日趋成熟，有力促进了我国民航的安全和发展。而近几年正在不断推进的卫星着陆系统（GLS：GBAS Landing System），在未来将取代仪表着陆系统（ILS），成为新一代的着陆系统。

GLS的基本原理

卫星着陆系统（GLS）顾名思义是通过卫星的定位、导航来引导飞机准确降落到跑道上。

我们的飞机可以通过接收天上卫星的信号来确定自己的位置，但是由于种种原因，这个定位存在着一定的误差，而飞机的最后着陆阶段又对精度有较高的要求，怎么办呢？

机智的人类想出了一个办法——

首先，架设卫星信号接收天线和信号处理站

在机场的合适位置架设卫星信号接收天线和信号处理站，这时信号处理站会得到一个卫星定位，将这个卫星定位与信号处理站的实际地理坐标作比对，二者的差值便是定位误差；

其次，通过信号处理站向空中发送信号

将这个定位误差信息通过信号处理站向空中飞机广播，飞机接收后做相应处理便得到了更加准确的定位信息。

天上的卫星系统＋飞机上的相应设备、系统＋地面的信号接收和处理系统组成了传说中的GBAS（Ground-based Augmentation System，地基增强系统）。

▲GBAS的组成

▲GBAS工作原理

除了向空中飞机广播定位误差信息外，GBAS还会向其传送一个叫做“最后进近航段（FAS）数据块”的信息，一组FAS数据块定义了一个精密进近。

飞机接收到这个信息后，会定义出一个虚拟的航向道和下滑道，然后与飞机的当前位置做比对，计算出飞机偏离预期航迹的情况，形成水平和垂直偏差信息，以及到跑道入口的距离，并在相关仪表上显示，机组根据显示的信息做相应操作。

如此这般，依靠着GBAS的强大功能，GLS便能引导飞机准确降落到跑道上。

▲GLS工作原理和飞机仪表显示

▲FAS数据块包含的信息

GLS运行优势

使用GLS，主要有四大优势——

1使用成本低

? 一套设备可基本满足机场所有跑道的精密进近需求（在信号覆盖范围内，一套GBAS设备可同时为至少26个Ⅰ类精密进近程序提供指引），销售价格是单台ILS的1/3-1/4；

▲一套设备可基本满足机场所有跑道的精密进近需求

? 定期校验间隔周期长（FAA 要求1 年半），设施/设备建设、维护成本低；

2场地要求低

? 无ILS 临界区保护限制，特别是实施Ⅱ、Ⅲ类时，机场场地改造和保护成本会大幅降低；

? 为因地理条件限制无法安装ILS 设备的机场/跑道提供精密进近；

3信号稳定，

? 不易受地面、空中活动影响，为缩小管制间隔（特别是II/III 类运行时，五边前后飞机之间的间隔）创造了条件；

▲GBAS与ILS信号稳定性的对比

4运行灵活

? 与RNAV/RNP协同实现曲线进近；

? 跑道入口、最后进近下滑角易于调整，可应用于降低机场噪声、缩短尾流间隔等。

▲与RNAV/RNP协同实现曲线进近

GLS运用情况

德国、美国、澳大利亚等国家的有些机场已实施 GLSⅠ类运行。2015年4 月，中国民航在上海浦东机场完成了国内首次GLS 演示验证飞行。

在机载设备方面，B737NG、B737MAX、B747-8、B787、A320、A330、A350、A380 等机型已具备GLS 功能或GLS 改装条件，更多新引进的飞机将具备GLS 能力。

截至到2015 年，有关GLS 地面设备已获得美国、德国等国家民航当局的审定批准，具备Ⅰ类运行能力，GLSⅡ、Ⅲ类运行正在发展和取证中，预计2020 年前可具备Ⅱ、Ⅲ类运行能力。

▲GLS全球安装情况

▲浦东机场GBAS系统

▲地面上的方舱和广播台

▲地面的信号处理设备

▲其中一个接收机的安装位

最后附上几张GLS飞行程序图，有兴趣的同学可以看看。

参考资料

《卫星着陆系统（GLS）运行批准指南》

“2017中国民航卫星着陆系统（GLS）基础培训班”相关培训课件

图丨文：颜振宏

编辑：张博慧