Warum gilt ein LPV-SBAS-Anflug laut ICAO nicht als Präzisionsanflug?

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Gemäß der ICAO-Klassifizierung gehört der LPV-SBAS-Anflug zur APV-Gruppe, da er einige Spezifikationen für Präzisionsanflüge nicht erfüllt. Aber was genau trifft es nicht?

Glossar:

  • LPV: Localizer-Leistung mit vertikaler Führung
  • SBAS: Weltraumbasiertes Erweiterungssystem
  • APV: Anflug mit vertikaler Führung
Ich bin etwas überrascht, dass LPV SBAS in der ICAO nicht als Precision Approach eingestuft wird, aber das Thema ist relativ neu für mich. Haben Sie Referenzen?
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Antworten (4)

Die ICAO-Klassifikationen haben sich geändert:

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( eurocontrol.int , 2017)

Die ICAO überarbeitet die Anflugklassifikationen seit c. 2012 wegen der Verwirrung, die sie in der PBN-Umgebung verursachten. Die gute Nachricht ist, dass LPV SBAS Cat I jetzt (mindestens seit 2013) ein Präzisionsansatz ist.

Es gibt jetzt zwei Arten von Anflügen, A und B. Die Anflugminima sind ≥250 Fuß bzw. <250 Fuß. Eine weitere neue Klassifizierung ist 2D und 3D. 3D-Ansätze sind solche mit vertikaler Führung.

Jeder 3D-Typ-B-Ansatz, wie z. B. der LPV Cat I, gilt jetzt als Präzisionsanflug.

Quellen und weiterführende Literatur:

Ich bin ein bisschen verwirrt. Ich kann keinen Hinweis auf LPV in ICAO Annex 10, vol. 1. Ist LPV ein von der ICAO anerkannter Begriff oder wird er nur von anderen Organisationen verwendet?
@jinawee: Dieser Screenshot stammt aus Annex 10 Vol 1 (2018). Wie Sie sehen können, haben sie die neuen Bedingungen in Anhang 6 noch nicht angepasst (deshalb haben sie diese Vergleichstabelle eingefügt). Die älteren Begriffe, die von Anhang 10 verwendet werden, finden Sie auf Seite ATT D-14 (Absatz 6.2.1.1), nämlich APV-I und APV-II.
Ähm, der Anhang 6 erwähnt LPV auch nicht (2016). Ich habe den Eindruck, dass LPV von der ICAO überhaupt nicht verwendet wird. Ich habe Erwähnungen von der FAA, den Vorschriften der Europäischen Kommission, RTCA DO-229D usw. gefunden.
@jinawee: Ich habe den älteren Anhang 6 nicht überprüft, aber die Folie in der Frage zeigt LPV. Ich denke, vor den neuen Klassifikationen hat die ICAO einfach [SBAS] APV verwendet.

Precision Approaches (PA) haben, wie Sie bereits erwähnt haben, spezifische Leistungsanforderungen, von denen eine darin besteht, wie „gut“ die vertikale Positionsmessung während eines Anflugs sein muss. Bei einem PA messen Bodensysteme entweder direkt die vertikale Position des Flugzeugs auf dem Gleitpfad (Präzisionsanflugradar bei parallelen Anflügen) oder bieten die Möglichkeit, einem präzisen vertikalen Gleitpfad über ein Messgerät im Cockpit zu folgen.

Bei Anflügen mit vertikaler Führung (APV) gibt es eine vertikale Führung, aber die vertikale Position des Flugzeugs wird an Bord des Flugzeugs entweder durch eine GPS-Positionsquelle oder einen barometrischen Sensor gemessen. Jeder dieser Sensoren unterliegt Messfehlern:

  • Barometrische Messfehler: ICAO Anhang 10 Abschnitt 4.4.2.4 definiert das Fehlermodell, das für barometrische Höhenmeldesysteme verwendet wird. Die 95%-Grenze des schlimmsten Falls beträgt +/-282 Fuß.
  • Barometrische Einstellungsfehler: Je nachdem, welcher barometrische MSL-Druck auf dem Höhenmesser ausgewählt ist und wie dieser mit dem aktuellen (tatsächlichen) atmosphärischen Druck verglichen wird, werden zusätzliche Fehler eingeführt.
  • GPS-Messfehler: Während GPS-Positionssensoren eine sehr gute horizontale Position liefern, ist die vertikale GPS- Position im Allgemeinen schlecht. Laut FAA liegt der vertikale Fehler von 95 % von GPS-Systemen, die im zivilen Kontext verwendet werden, in der Größenordnung von 300 Fuß, und gemäß diesem Beratungsrundschreiben (Abschnitt 5-7) erfüllt die geometrische/GPS-Höhe nicht die Anforderungen für den Einsatz in der Flugsicherung international.

Kombiniert man diese Fehler mit flugtechnischen Fehlern beim Anflug, kann sich der zu erwartende Gesamtfehler schnell summieren. Vergleichen Sie das mit der Tatsache, dass sich die vertikale Führung eines ILS verbessert, je näher Sie dem Boden kommen, Sie können schnell sehen, warum die Alternativen von GPS oder Altimetrie nicht ganz ausreichen ...

Also speziell zu Ihrer Frage : Damit ein Anflug ein Präzisionsanflug ist, benötigen Sie präzise vertikale Positionsmessungen, die ein SBAS nicht liefern kann.

Ich bin etwas verwirrt von dieser Antwort. Wenn der vertikale Fehler bis zu 300 Fuß beträgt, könnten LPV-Anflüge nicht existieren. Der LPV DA an meinem örtlichen Flughafen beträgt 285 Fuß AGL, das ist mit einem Fehler von 300 Fuß auf keinen Fall möglich. Tatsächlich gibt die von Ihnen verlinkte FAA-Seite einen Positionsfehler von „weniger als 10 Metern“ an; Vielleicht meintest du 30ft, nicht 300ft? Es heißt auch: "Ergänzt durch WAAS und GBAS wird GPS in der Lage sein, eine Präzisionsanflugfähigkeit bereitzustellen (CAT-I mit WAAS [...])". Und Ihr letzter Satz besagt, dass SBAS keine genaue vertikale Position liefern kann, aber das ist genau das, was ein LPV-Ansatz bietet.
@Pondlife - Sie haben Recht. Worauf ich mich bezog, war die allgemeine Skepsis der FAA (sowie anderer Regulierungsbehörden) gegenüber der Zustandsmessung ausschließlich an Bord von Flugzeugen. Viele der Modellannahmen sind veraltet und blähen die Worst-Case-Modellierung künstlich auf, was zu einer langsamen Einführung neuer Fähigkeiten in der Luftfahrt beiträgt. Die beobachtete Leistung in Positionsgenauigkeit ist viel besser als die modellierte Leistung im ungünstigsten Fall. Daher wird die Systemintegrität ( maximal unerkannter Fehler) zum treibenden Parameter. Die Neuklassifizierung in der ymb1-Antwort ist jedoch ein Beweis dafür, dass sie sich möglicherweise ändert
@Pondlife Nicht-SBAS-GPS hat einen vertikalen Fehler von 300 Fuß; mit SBAS fällt es auf etwa 30 Fuß ab. Aber LPV qualifiziert sich immer noch nicht als Precision aufgrund der „Onboard“-Technik.

Es gibt einen beträchtlichen Abstand zwischen der tatsächlichen GPS/SBAS-Leistung UND der theoretischen Fehlermodellierung, die zur gebundenen SBAS-Leistung durchgeführt wurde. In der realen Welt liegen HPL/VPL (horizontale/vertikale Schutzstufen) in der 15-Meter-Stufe, während gemessene Fehler in der 2-3-Meter-Stufe liegen und selten 10 Meter erreichen. Tatsächliche Fehler sind immer 5-10 Meter besser als HPL/LPV-Werte. Das Ganze wurde mit theoretischen Worst-Case-Berechnungen modelliert, die in der realen Welt möglicherweise nie eintreten.

Im Wesentlichen ist die FAA/EASA einfach viel zu eifrig darin, für welche Leistung sie die Verwendung von LPV zulassen. LPV200 darf nur bis zum Minimum verwendet werden, selbst bei Sichtbedingungen, während ILS für Autolanden unterhalb des Minimums verwendet werden darf, wenn Sichtbedingungen vorhanden sind. Letztendlich sollte die FAA/EASA einen gekoppelten LPV-Autopiloten zumindest bis zu einer Radarhöhe von 100 zulassen.

Außerdem verwenden wir derzeit nur Einzelfrequenz-SBAS-Empfänger für GPS-Netzwerke. Die nächste Generation von SBAS wird GPS+Galileo+Glonass+Kompass+regionale Erweiterung mit Zweifrequenzverarbeitung bei den (Luft-)Empfängern des Endbenutzers beinhalten.

Dies ergibt: 1 – Globale LPV200-Leistung 2 – Derzeit haben wir einige Minuten am Tag, an denen die LPV200-Leistung an der kalifornischen Küste nicht verfügbar ist, und Stunden am Tag, an denen die LPV200-Leistung in Nordkanada und Westalaska nicht verfügbar ist. Das sollte so gut wie weg sein. Es könnte immer noch ein paar Schwachstellen weltweit geben, an denen LPV200 für ein paar Minuten am Tag nicht verfügbar sein könnte. 3 - Die TATSÄCHLICHE Leistung von Zweifrequenz-/Mehrfachkonstellations-SBAS sollte für CAT II-Anflüge in der realen Welt gut genug sein, aber da mathematische Modelle es sind anstelle der Leistung in der realen Welt verwendet wird, erhalten wir möglicherweise nie SBAS CAT II oder es könnte viele Jahrzehnte dauern.

Die Schlüssel sind: Beim Zweifrequenzdienst werden Iono-Korrekturen jetzt in Echtzeit beim Endempfänger berechnet. Mit 4 Konstellationen + regional gehen wir von normalen 9 GPS-Entfernungsquellen zu über 20 und manchmal 30 Entfernungsquellen. Die tatsächliche typische Genauigkeit sollte 99,99 % der Zeit oder CAT IIIc-Leistung unter dem Meter liegen. Aber das ist für die Flugsicherheitsbehörden bedeutungslos, was ihnen wichtig ist, sind ihre ultra-superduper pessimistischen mathematischen Modelle, die immer noch Fehler vorhersagen, die nicht einmal CAT II zulassen!

Zusammenfassend ist LPV200 ein Präzisionsansatz. Auch LPV250 ist ein Präzisionsansatz. Das ist in der Praxis. Aber FAA/EASA mögen es nicht.

Es besteht auch ein Interessenkonflikt zwischen GBAS- und SBAS-Funktionen. GBAS erfordert eine Installation pro Metrobereich und bietet heute kaum vollständige CAT I-Anflüge (einschließlich gekoppelter Landungen) und wird schließlich CAT IIIa-Anflüge bereitstellen. Wenn SBAS CAT IIIa liefern könnte, dann ist GBAS tot, und dafür werden Milliarden investiert! Die Leute wollen also nicht, dass SBAS-Funktionen in ihren wertvollen zukünftigen GBAS-Leistungsbereich eindringen!

HPL/VPL sind Integritätsindikatoren, keine Genauigkeitsindikatoren, daher macht es wenig Sinn, sie mit typischen tatsächlichen Fehlern zu vergleichen. Integrität ist entscheidend für den Sicherheitsnachweis, denn obwohl eine Genauigkeit von 99,99 % auf 1 Meter großartig klingt, möchten Sie dennoch sicher sein, wenn sich das System in einem herabgesetzten Modus befindet und die Genauigkeit nicht erreicht werden kann. Dafür ist die Integritätsüberwachung da und HPL/VPL ist eine Metrik dafür in GNSS. FAA und EASA verstehen den Unterschied zwischen Genauigkeit und Integrität und verhindern, dass Menschen, die dies nicht tun, teure Fehler machen.

Es handelt sich nun, wie bereits zuvor erwähnt, um einen Präzisionsanflug, wenn Kategorie I vorliegt. Die Referenz lautet: ICAO Annex X, Volume I, Chapter I, Definitions, Note 3, Remark (3)

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