Plašas zonas papildināšanas sistēma

Plašas zonas papildināšanas sistēma (angļu: Wide Area Augmentation System (WAAS)) ir aeronavigācijas sistēma, kuru izstrādājusi ASV Federālā aviācijas administrācija (Federal Aviation Administration (FAA)), lai papildinātu Globālo pozicionēšanas sistēmu (GPS) uzlabojot tās precizitāti, bojājumu uzraudzību un pieejamību. Būtībā WAAS ir paredzēta, lai ļautu lidmašīnām uzticēties GPS visās lidojuma fāzēs, tajā skaitā veicot instrumentālo tuvošanos lidostai sistēmas darbības zonā. Kritiskos rajonos to var turpināt papildināt ar vietējā rajona papildināšanas sistēmu (Local Area Augmentation System (LAAS)), kura ir pazīstama arī ar terminu "uz zemes bāzēta papildināšanas sistēma" (Ground-Based Augmentation System (GBAS)), kuram priekšroku dod Starptautiskā Civilās aviācijas organizācija (International Civil Aviation Organization (ICAO)).

Plašas zonas papildināšanas sistēma

WAAS izmanto uz zemes izvietotu bāzes staciju tīklu Ziemeļamerikā un Havajās, lai izmērītu nelielas atšķirības GPS pavadoņu signālos Rietumu puslodē. Mērījumi no bāzes stacijām tiek pārsūtīti uz vadošajām stacijām, kuras sarindo saņemtās novirzes korekcijas (Deviation Correction (DC)) un regulāri (katras 5 sekundes vai biežāk) nosūta korekcijas ziņojumus ģeostacionārajiem WAAS pavadoņiem. Šie pavadoņi pārraida korekcijas ziņojumus atpakaļ uz Zemi, kur ar WAAS uztvērēju aprīkotas GPS iekārtas izmanto korekcijas savas atrašanās vietas aprēķinam ar paaugstinātu precizitāti.

ICAO šī tipa sistēmu dēvē par pavadoņos bāzētu papildināšanas sistēmu (Satellite Based Augmentation System (SBAS)). Eiropas un Āzijas valstis attīsta savas SBAS: Indijas ģeopapildinātā GPS navigācija (GPS-aided GEO augmented navigation (GAGAN)), Eiropas Ģeostacionārās navigācijas pārklājuma dienests (European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS)), Japānas multifunkcionālā pavadoņu papildināšanas sistēma (Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS)) un Krievijas diferenciālās korekcijas un uzraudzības sistēma (krievu: Система Дифференциальной Коррекции и Мониторинга (СДКМ)). Pāstāv arī vairākas komerciālās sistēmas: StarFire, OmniSTAR un Atlas.

Darbība

Tipisks WAAS darbības rajons. Tumši sarkanā krāsa apzīmē labāko pārklājumu. Pakalpojuma kontūras ir laikā mainīgas atkarībā no pavadoņu ģeometrijas un jonosfēriskajiem apstākļiem

Plašas zonas papildināšanas sistēmas attīstību pārsvarā ir veicinājušas lidsabiedrību prasības, bet principā tā piedāvā izcilu pakalpojumu arī izmantošanai jūrā. Starptautiskajai Jūras organizācijai (angļu: International Maritime Organization (IMO)) 2016. gadā nebija snieguma standartu kuģu iekārtām, kuras izmantotu plašas zonas papildināšanas sistēmu, tomēr ir sagaidāms, ka nākotnē tas mainīsies. Atsevišķi uzņēmumi piedāvā komerciālus SBAS pakalpojumus un daži no tiem ir paredzēti izmantošanai jūrā. Iespējams pazīstamākie no tiem ir Fugro Seastar sniegtie pakalpojumi.

WAAS uzdevums ir dot atrašanās vietas pozīciju, kura ir precīzāka par standarta GPS doto, ar tādu bojājumu uzraudzību, kāda ir piemērota pusautomātiskai navigācijai un gaisa kuģu nosēdināšanai. Sistēma ir projektēta, lai tā ņemtu vērā atrašanās vietas kļūdas, kuras identiski ietekmē visus lietotājus, piemēram, kļūdas pavadoņu pozīcijās un pavadoņu pulksteņu kļūdas, kā arī ar lietotāja atrašanās vietu saistītās kļūdas, kuras izraisa traucējumi jonosfērā. Precizitāte ir augstāka par diviem metriem ar bojātu datu uztveršanas iespējamību dažas sekundes gadā. Bojājuma gadījumā lietotājs par to tiek informēts sešu sekunžu laikā. Kopumā tiek sagaidīts, ka sistēmas defektu ilgums gada laikā nepārsniegs dažas minūtes.

Plašas zonas papildināšanas sistēma balstās uz zemes bāzes stacijām un ģeostacionārajiem pavadoņiem. Tās sniegums ir labāks par standarta diferenciālajām sistēmām vairāku iemeslu dēļ, kaut vai tādēļ, ka datus inteliģenti apvieno no vairākām bāzes stacijām, bet standarta diferenciālās sistēmas izmanto datus tikai no vienas stacijas. Tomēr tiek atzīmēts, ka SBAS lietotāja atrašanās vietai vajadzētu atrasties zonā, kuru no visām pusēm ierobežo bāzes stacijas. Atklātā jūrā tas bieži vien nav iespējams un precizitāte pastāvīgi samazinās lietotājam pārvietojoties tālāk no ierobežotās zonas.

Datu retranslācijai izmanto esošos ģeostacionāros sakaru pavadoņus. Tie darbojas GPS līdzīgā frekvencē, kas ļauj viegli ar vienu uztvērēju/antenu uztvert primāros GPS datus un GPS papildināšanas datus. WAAS strādā tikai ar GPS signāliem.

Nav šaubu, ka SBAS izmantošana uz jūras nākotnē tikai pieaugs neatkarīgi no tā vai IMO sistēmas izmantošanu apstiprinās vai nē. Jūras lietotājiem ir svarīgi iepazīties ar pārklājuma zonu, lai spriestu par sagaidāmo precizitāti. Tomēr rajonos ar labu diferenciālo pārklājumu vai, ja to noteikuši jūrniecībā atzīti varas orgāni, SBAS vietā izmanto GBAS.

Ārējās saites

• ASV Federālās aviācijas administrācijas WAAS programma (angliski)
• Garmin. Kas ir WAAS? Arhivēts 2018. gada 12. decembrī, Wayback Machine vietnē. (angliski)