[摘要] 2015年3月20日，我有幸作為試飛機(jī)組成員之一參加了浦東機(jī)場GLS演示驗(yàn)證的項(xiàng)目。當(dāng)天，在東航安全技術(shù)研究院新技術(shù)研究室吳琨主任的帶領(lǐng)下，我們順利完成了浦東機(jī)場GLS的演示驗(yàn)證項(xiàng)目，包括對(duì)GBAS地面設(shè)備的工作情況的檢查和GLS進(jìn)近程序的可行性和準(zhǔn)確性進(jìn)行了完整的驗(yàn)證。

2015年3月20日，我有幸作為試飛機(jī)組成員之一參加了浦東機(jī)場GLS演示驗(yàn)證的項(xiàng)目。

春雨淅淅瀝瀝的下著，夾雜著絲絲縷縷的春風(fēng)，還伴隨著陣陣的涼意。當(dāng)天，在東航安全技術(shù)研究院新技術(shù)研究室吳琨主任的帶領(lǐng)下，我們順利完成了浦東機(jī)場GLS的演示驗(yàn)證項(xiàng)目，包括對(duì)GBAS地面設(shè)備的工作情況的檢查和GLS進(jìn)近程序的可行性和準(zhǔn)確性進(jìn)行了完整的驗(yàn)證。演示驗(yàn)證的結(jié)果非常令人滿意，在飛機(jī)上，所有被邀請(qǐng)各個(gè)部門的嘉賓，也是本次驗(yàn)證程序的重要參與方，一起共同見證了這一歷史性的時(shí)刻，這可以說是一個(gè)重要的里程碑，在民航科技發(fā)展史的坐標(biāo)軸上鐫刻下了重要的一筆。

首先，我來給大家簡單的講一下什么是GLS。GLS的全稱是GBAS Landing System，既地基增強(qiáng)著陸系統(tǒng)，而GBAS的全稱是Ground Based Augmentation System?？罩薪煌ü芾硐到y(tǒng)從現(xiàn)有陸基導(dǎo)航系統(tǒng)向星基導(dǎo)航系統(tǒng)過渡已成為未來發(fā)展的必然趨勢。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以提供全球、全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)的導(dǎo)航，具備成為支持民用航空的主用導(dǎo)航系統(tǒng)的能力。為保證飛行安全，民航精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)在精度、完好性和可用性等方面都對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航提出了很高的要求。為此，國際民航組織提出了地基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS)的概念，美國定義其名稱為本地局域增強(qiáng)系統(tǒng)(LAAS)。

GBAS通過差分定位提高衛(wèi)星導(dǎo)航精度的基礎(chǔ)上，增加了一系列完好性監(jiān)視算法，提高系統(tǒng)完好性、可用性、連續(xù)性的指標(biāo)，使機(jī)場覆蓋空域范圍內(nèi)的配置相應(yīng)機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)獲得到達(dá)I類精密進(jìn)近(CAT-I)甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的精密進(jìn)近、著陸引導(dǎo)服務(wù)。

GBAS由地面站、監(jiān)控設(shè)備和機(jī)載設(shè)備組成。GBAS地面站包括四對(duì)參考接收機(jī)和天線、地面數(shù)據(jù)處理設(shè)備、甚高頻數(shù)據(jù)廣播(VDB)設(shè)備和VDB天線等。地面數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過結(jié)合來自每個(gè)參考接收機(jī)的測量值產(chǎn)生可見衛(wèi)星的差分校正值;同時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測導(dǎo)航信號(hào)本身或者是地面站的異常，形成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和本站自身的完好性信息;然后把FAS數(shù)據(jù)、校正值和完好性信息通過VDB播發(fā)給機(jī)載用戶。機(jī)載設(shè)備為多模式接收機(jī)(MMR)。由于機(jī)載用戶和GBAS站的距離很近(小于50公里)，它們之間的誤差有很強(qiáng)的相關(guān)性，所以通過這種方法能夠提高機(jī)載用戶的定位精度和完好性。

早在2012的6月6日，中美航空新技術(shù)論壇在京召開，民航局副局長李健在論壇致辭時(shí)的一席話，再次強(qiáng)調(diào)了航空新技術(shù)在中國民航持續(xù)快速健康發(fā)展中的重要作用。 航空新技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前國際民航界高度關(guān)注的熱點(diǎn)問題，也是中國民航始終予以全力推進(jìn)的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。改革開放30多年來，中國民航保持了年均17.6%的增長速度，運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量自2005年上升到并穩(wěn)居世界第二位，取得這樣的成績，與不斷加強(qiáng)科技創(chuàng)新，積極研發(fā)、推廣和應(yīng)用航空新技術(shù)緊密相關(guān)。因此推出了關(guān)于實(shí)施《中國民航基于性能的導(dǎo)航實(shí)施路線圖》，實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的精密(或類精密)進(jìn)近飛行程序。進(jìn)一步研究并推廣基于性能的導(dǎo)航(PBN)、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)、衛(wèi)星著陸系統(tǒng)(GLS)、電子飛行包(EFB)、平顯系統(tǒng)(HUD)、增強(qiáng)飛行視覺系統(tǒng)(EVS)、飛機(jī)性能實(shí)時(shí)計(jì)算分析和評(píng)估審查系統(tǒng)等項(xiàng)目。

GLS的就是這些新技術(shù)中重要的一項(xiàng)目，在民航局的大力推動(dòng)下，才使得這次演示和驗(yàn)證得以順利高效的進(jìn)行。雖然這是一個(gè)導(dǎo)航的新技術(shù)，但牽涉到的各個(gè)單位部門多達(dá)數(shù)十個(gè)，包括管理局、航空公司、空中交通管制、機(jī)場、GBAS設(shè)備制造商(霍尼韋爾)、飛機(jī)生產(chǎn)廠商、程序設(shè)計(jì)公司。在這背后融入了多少人的心血和不眠之夜，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要準(zhǔn)確無誤的實(shí)施，從地面設(shè)備的選址安裝和調(diào)試到信號(hào)的測試，從飛機(jī)的導(dǎo)航設(shè)備改裝到適航使用，從飛行程序的設(shè)計(jì)討論和反復(fù)修改到可實(shí)施，從導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的制作到可以正確的匹配在FMGS中，從試飛方案的討論制定到最后的定稿，其中還包括了模擬機(jī)的驗(yàn)證，在這整個(gè)過程中大大小小的會(huì)就開了不計(jì)其數(shù)，因?yàn)橛行┦菭可娴綆讉€(gè)部門共同的工作，所以要把這些來自不同部門的人員，當(dāng)然還包括外方的技術(shù)工作人員都湊在一起來解決技術(shù)問題，這難度大家可想而知。除此之外大家就用EMAIL和電話來保持聯(lián)系和頻繁的溝通。

而東航作為華東地區(qū)的大型國有航空公司承擔(dān)了這一試飛驗(yàn)證的任務(wù)。為了保證驗(yàn)證試飛的圓滿成功，公司投入了大量的人力，公司各個(gè)部門的協(xié)調(diào)，包括營銷委、工程技術(shù)公司、運(yùn)管、安監(jiān)、飛管和地面服務(wù)保障部的大力支持，飛行的驗(yàn)證和試飛由飛管部和我們安全技術(shù)研究院來完成。

在驗(yàn)證試飛以前，我們對(duì)程序設(shè)計(jì)做了仔細(xì)的研究，并制定了詳細(xì)的試飛計(jì)劃以及預(yù)案，當(dāng)中也經(jīng)過了好幾次的修改，最后才確定了最后的方案，當(dāng)然這一切都是建立在安全的基礎(chǔ)上，如果在試飛的過程中出現(xiàn)影響安全的偏差，我們將終止演示和驗(yàn)證。由于浦東機(jī)場除了凌晨外的大部分時(shí)間都有大量的航班進(jìn)港和出港，為了不影響航班的正常起降，試飛的時(shí)間被安排在凌晨6點(diǎn)到8點(diǎn)。

凌晨5點(diǎn)，天還未亮，我們已整裝待發(fā)，小雨打著車窗，路燈照著去往機(jī)場的道路顯得格外的寧靜。雖然沒睡幾個(gè)小時(shí)，有些倦意，但快到機(jī)場的時(shí)候大家立刻精神抖擻的進(jìn)入了工作狀態(tài)，對(duì)于這次國內(nèi)首次的GLS的驗(yàn)證試飛還是充滿了期待。

飛機(jī)上雖然空氣中彌漫著一點(diǎn)小小的緊張氣氛，但準(zhǔn)備工作還是像預(yù)期的那樣有條不紊的進(jìn)行著，執(zhí)行本次試飛的飛機(jī)是一架A321，機(jī)尾號(hào)為B-6923，為了這次的驗(yàn)證試飛對(duì)飛機(jī)的MMR進(jìn)行了改裝，機(jī)務(wù)在5點(diǎn)前就完成了對(duì)飛機(jī)的航前檢查及放行。我們檢查了導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫確認(rèn)為最新一期的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫版本為CES1150302，里面包含了GLS的進(jìn)近程序。今天的天氣條件為能見度2.6公里，云高300米，溫度12度，小雨，風(fēng)向風(fēng)速為70度6米/秒，按照事先制定的方案，完全符合我們的試飛標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)所有的觀摩嘉賓都上了飛機(jī)，一切準(zhǔn)備就緒后我們向塔臺(tái)提出了開車申請(qǐng)。

飛機(jī)于早上06:10滑出，我們的試飛方案是這樣的：分為向北起飛落地的驗(yàn)證，也就是跑道35L，和向南起飛落地的驗(yàn)證，跑道為17L。首先我們做了GLS X RWY 35L程序驗(yàn)證，在飛這個(gè)程序之前，我們先用在跑道上滑行的方法對(duì)GLS的信號(hào)進(jìn)行了檢查，以確保我們能收到VDB發(fā)射出來GLS信號(hào)，并被飛機(jī)的MMR接收到并顯示在的PFD上，當(dāng)然在這之前我們需要在無線電導(dǎo)航頁面輸入正確的5位通道編號(hào)來獲取相對(duì)應(yīng)的GLS程序的信號(hào)。

隨著從35L跑道頭開始滑行時(shí)，我們檢查了LOC的信號(hào)，當(dāng)GS信號(hào)出現(xiàn)并停留在中間的時(shí)候，我們就找到了錨點(diǎn)(anchor point)，也就是下滑軌跡和跑道的交點(diǎn)。由于35L GLS-X程序特地設(shè)計(jì)了下滑梯度為3.2度的下滑角，因此它的錨點(diǎn)就特意的往后移了一些，大約在C2和C3之間的一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)測試完信號(hào)沒有問題后，我們?cè)俅螌?duì)準(zhǔn)跑道開始起飛，起飛后由雷達(dá)引導(dǎo)加入35L GLS-X進(jìn)近程序，做全管理的GLS進(jìn)近。

從起始進(jìn)近定位點(diǎn)開始，飛機(jī)按導(dǎo)航模式沿著計(jì)劃的航跡開始進(jìn)近，在三轉(zhuǎn)彎后待命進(jìn)近模式，正如預(yù)期的一樣飛機(jī)在柔和的轉(zhuǎn)向五邊時(shí)出現(xiàn)了航向道截獲模式，整個(gè)從RNAV的導(dǎo)航方式向截獲GLS信號(hào)方式的過渡非常的平順，同樣地截獲“下滑道”也是非常的順利，這個(gè)進(jìn)近程序的下滑道梯度為3.2度，比正常3度的略微陡一點(diǎn)，故意這樣設(shè)計(jì)的目的，就是為了演示驗(yàn)證GLS的軌跡有更大的靈活性，它可以隨意根據(jù)需要來調(diào)節(jié)下滑角的大小，甚至是支持曲線進(jìn)近。吳琨機(jī)長決定讓飛機(jī)更隨著GLS信號(hào)下降到100英尺，然后實(shí)施復(fù)飛，在五邊飛機(jī)更隨GLS信號(hào)下降的軌跡還是非常的穩(wěn)定，在100英尺時(shí)我們按標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)嵤┝藦?fù)飛。

第二次進(jìn)近我們驗(yàn)證的是35L GLS-W程序，這個(gè)程序的特點(diǎn)是在進(jìn)近階段帶有RF轉(zhuǎn)彎的航段，驗(yàn)證的結(jié)果是同樣精度良好，沒有觀察到偏離的現(xiàn)象，而且同GLS信號(hào)截獲的過渡非常的完美。這次我們決定做一個(gè)一類標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)落地，來驗(yàn)證GLS信號(hào)在低高度的穩(wěn)定性，并且會(huì)出現(xiàn)AUTO LAND模式，由于是在國內(nèi)首次演示驗(yàn)證，我們也不能確定GLS自動(dòng)落地的可靠性，因此我們做了預(yù)案，如果自動(dòng)飛行設(shè)備出現(xiàn)異常情況，我們將立即斷開自動(dòng)駕駛儀，人工來接替落地或者是復(fù)飛。結(jié)果自動(dòng)設(shè)備表現(xiàn)的非常完美，飛機(jī)的橫測非常穩(wěn)定的鎖定在LOC軌跡上，縱向自動(dòng)接通著陸模式，從平飄到接地都非常的平順，落地后在跑道上的滑跑也能非常準(zhǔn)確的保持好跑道的航跡。

我們退出跑道后，在滑行道上停留了一會(huì)兒，一個(gè)是為了讓塔臺(tái)向進(jìn)近申請(qǐng)我們向南起飛的許可，進(jìn)近需要在空域里面做一些調(diào)整，乘這個(gè)時(shí)候我們做了一個(gè)新的飛行計(jì)劃，把飛機(jī)準(zhǔn)備了一下。由于今天是70度6米的東風(fēng)，所以不管向北還是向南起飛都沒有超過我們自動(dòng)落地風(fēng)速的限制。當(dāng)?shù)玫剿_(tái)同意后，我們開始了向南的演示驗(yàn)證，首先我們還是在17L跑道上滑行確認(rèn)一下GLS的信號(hào)，同樣我們找到了所需的錨點(diǎn)(anchor point)而且就在那一點(diǎn)，非常準(zhǔn)的一點(diǎn)，以至于我們想讓GS的信號(hào)停留在中間而剎車局促了一點(diǎn)。

接著我們就直接從17L跑道起飛了，這次同樣是雷達(dá)引導(dǎo)，但不同的是這次我們不再按管理的導(dǎo)航模式來飛，而是雷達(dá)引導(dǎo)到五邊用選擇的模式去截獲GLS，就像傳統(tǒng)的盲降一樣，結(jié)果和預(yù)期的一樣，我們也注意到了GLS的信號(hào)要到離跑道頭大約23海里的位置以內(nèi)才能被收到和顯示出來，最后我們做了一個(gè)GLS 17L的進(jìn)近，同樣是按一類天氣標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)落地，結(jié)果和35L的一樣，達(dá)到了滿意效果。

驗(yàn)證試飛結(jié)束后飛機(jī)慢慢滑入停機(jī)位，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轟鳴聲慢慢的消散，標(biāo)志著我們這次的GLS的演示驗(yàn)證項(xiàng)目獲得了圓滿的成功，所有的人都在等待著這一時(shí)刻的到來，歷經(jīng)了那么長時(shí)間的努力和心血沒有白費(fèi)。但這并不是一個(gè)終點(diǎn)，而是一個(gè)新的開始，中國民航對(duì)于新科技的應(yīng)用還有很長的路要走，這也得益于總局要求加快推進(jìn)民航新技術(shù)的應(yīng)用，才能使本次驗(yàn)證在多方面的共同努力下順利高效的實(shí)現(xiàn)。特別要提到的是在演示驗(yàn)證的過程中民航局飛標(biāo)司楊洪海副司長也專程趕來，隨機(jī)全程見證了整個(gè)試飛驗(yàn)證的過程，在試飛的過程中特地跑到駕駛艙來詳細(xì)詢問了很多專業(yè)的問題向試飛機(jī)組表示了親切的慰問。

與傳統(tǒng)的ILS進(jìn)近相比較，基于GBAS的GLS精密進(jìn)近具有典型優(yōu)勢，這些優(yōu)勢歸納起來包括：

1. 降低運(yùn)行成本。GBAS通過廣播的進(jìn)近數(shù)據(jù)塊來靈活定義進(jìn)近航跡，因此在一條儀表跑道上克建立多種進(jìn)近方式。一個(gè)機(jī)場的多條跑道僅使用一套GBAS地面系統(tǒng)就能滿足所有儀表跑道精密進(jìn)近的需求。

2. 對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求較低。由于ILS地面設(shè)備對(duì)安裝位置和運(yùn)行環(huán)境要求較高，在有地形和建筑區(qū)限制的機(jī)場，可能不適合安裝相關(guān)地面設(shè)施，導(dǎo)致不能建立ILS精密進(jìn)近能力。相比較而言，GBAS地面設(shè)備對(duì)安裝位置和運(yùn)行環(huán)境的要求較為靈活。在ILS運(yùn)行困難的機(jī)場，更容易建立GLS進(jìn)近，實(shí)現(xiàn)類似ILS的精密進(jìn)近。

3. 縮小航空器間隔。在最后進(jìn)近航段上，前面的飛機(jī)不會(huì)遮擋后面飛機(jī)的GBAS信號(hào)，因此可在一定程度上縮小進(jìn)近前后飛機(jī)的間隔。

4. 信號(hào)干擾小，GBAS地面廣播的VDB信號(hào)，不存在航向道和下滑道彎曲問題，其障礙物反射和多路徑效應(yīng)沒有ILS信號(hào)敏感。

5. 測距更精確。在最后進(jìn)近階段，GLS進(jìn)近利用高精度定位獲取距跑道入口的距離，其精度高于DME測距的精度。

6. 降低VHF頻率需求。GBAS在同一頻率可支持多條跑道精密進(jìn)近程序，而ILS一個(gè)頻率只能支持一條儀表跑道精密進(jìn)近。

7. 避免過早進(jìn)近，在ILS服務(wù)區(qū)以外，如果過早捕獲航向道信號(hào)，可能導(dǎo)致飛機(jī)過早開始切入航向道。由于GBAS有服務(wù)邊界限制，GLS進(jìn)近中不存在這一問題。

8. 支持曲線最后進(jìn)近，曲線進(jìn)近程序可根據(jù)臨時(shí)情況來定制進(jìn)近程序，并實(shí)施利用VDB將數(shù)據(jù)塊發(fā)送給飛機(jī)，這一特點(diǎn)提高了飛行和管制的靈活性，增加了機(jī)場的流量。

GLS進(jìn)近已經(jīng)得到了美國及歐洲一些西方發(fā)達(dá)國家的認(rèn)可，在某些機(jī)場已將其作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)近程序使用?？梢灶A(yù)測在不久的將來，中國民航也必將從目前的陸基導(dǎo)航過渡為星基導(dǎo)航，這次我們驗(yàn)證試飛的順利圓滿也為星基導(dǎo)航在我國的實(shí)施和應(yīng)用又跨出了一大步，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為以后進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。GLS系統(tǒng)及GLS進(jìn)近也必將在中國得到更加廣泛而有效的應(yīng)用。