ENR 4.3 GERVIHNATTALEIÐSÖGUKERFI (GNSS)

 

ENR 4.3.1 GNSS kerfi í notkun fyrir flugleiðsögu í BIRD FIR

Nafn gervihnattaleiðsögukerfis/
Name of GNSS element

Tíðni/
Frequency

Útbreiðslusvæði/
Coordinates
Nominal SVC area
Coverage area

Athugasemdir/
Remarks

1
2
3
4
European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS)
1575.42 KHZ
650453.51N   0191411.12W
LPV and enroute Iceland domestic

---

Operated by European Union
GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)
1575.42 KHZ
640728.80N   0215615.60W
BIRD FIR
Operated by USA

ENR 4.3.2 WGS-84

ENR 4.3.2.1 Inngangur

Árið 1989 ákvað ICAO að nota skyldi eitt alheimshnitakerfi fyrir alla flugleiðsögu. Það hnitakerfi er kallað „World Geodetic System 1984“ (WGS-84). Notkun WGS-84 var æskileg vegna tilkomu GPS-grunnaðfluga árið 1998 og nauðsynlegur undanfari nákvæmnisaðflugs- og farflugsleiðsögu byggðri á gervihnattaleiðsögu.
ICAO setti sem skilyrði að öll hnit fyrir flugleiðsögu yrðu færð yfir í WGS-84 og gefin út fyrir 1. janúar 1998. Síðan þá hafa öll hnit notuð í flugi verið sett fram á LAT/LON formi í WGS-84.
Framkvæmd WGS-84 áætlunarinnar fyrir Evrópu var stýrt af EUROCONTROL. Stofnunin veitti leiðsögn en ábyrgð framkvæmdarinnar lá hjá hverju ríki fyrir sig.
Flugmálastjórn og Landmælingar Íslands sáu um mælingar á hnitum í WGS-84 fyrir flug á Íslandi á sínum tíma en nú fer Isavia með þessa ábyrgð. Öll aðflugstæki, flugvellir og vörður hérlendis hafa verið mældar inn í WGS-84 hnitkerfið, í flestum tilvikum með GPS tækni.

ENR 4.3.2.2 Hvað er WGS-84?

WGS-84 (World Geodetic System 84) er alheimshnitakerfi sem var upprunalega hannað fyrir GPS notkun.
Upphafspunktur WGS-84 hnitakerfisins er í massamiðju jarðar. Z-ás hnitakerfisins hefur sömu stefnu og snúningsás jarðar. En X og Y-ásar eru hornréttir á hann og skilgreina miðbaug með Y-ás hornréttan á X-ás til að uppfylla „hægri handar reglu“. XZ planið skilgreinir síðan 0° lengdarbauginn sem fer í gegnum bæinn Greenwich í Englandi. Sporvala var skilgreind til að auðvelda reikninga eftir yfirborði jarðar. Miðja sporvölunnar er í massamiðju jarðar og líkir hún eins vel og hægt er eftir yfirborði jarðar. Lengd, breidd og hæð eru síðan reiknuð út frá henni. Með því að nota WGS-84 hnitakefið fást hnit í sama hnitakerfi alls staðar á jörðinni. Þetta er mikilvægt í alþjóðlegri flugstarfsemi þar sem staðsetning kemur við sögu.
Skýringarmynd 1
 
Myndskýring: Sporvala með hnitakerfi í (X, Y, Z). 
Algeng framsetning á þessum hnitum er að gefa staðsetningu út frá yfirborði sporvölunar með lengd, breidd og hæð (j, l, h).
Þegar talað er um hæð (e.elevation) punkts eða hlutar miðað við WGS-84 hnitkerfið er því lýst hæð yfir stærðfræðilegri sporvölu sem fylgir skilgreiningu hnitakerfisins. Þessi sporvala er besta stærðfræðilega námundun að yfirborði jarðar sem hægt er að lýsa í einföldu sporvöluformi. Þetta leiðir af sér að sums staðar á jörðinni er hæð við sjávarmál ýmist undir yfirborði sporvölunnar (við miðbaug) eða yfir yfirborði sporvölunnar (á norður og suðurhveli).
Til að lýsa nánar hæð punkts eða hlutar yfir meðalsjávaryfirborði er útbúin svokölluð geóíða eða jafnmáttarflötur, sem er stærðfræðilegur flötur sem tekur mið af breytingum í aðdráttarafli jarðar á hverju landssvæði. Earth Gravity Model 1996, eða EGM96 sem var mælt upp með gervihnöttum árið 1996 er alheimsmódel sem notað er í fluginu til að lýsa hæð yfir meðalsjávarmáli (MYS=metrar yfir sjó eða MSL=mean sea level).
Hæð punkts eða hlutar er því hægt að gefa upp á nokkra mismunandi vegu.
Dæmi um það er að finna á næstu mynd.
Skýringarmynd 2
 


 
Skýringar:
  1. Hæð flugvélar yfir jörðu.
  2. Hæð flugvélar yfir meðal sjávaryfirborði/geoíðu (MSL).
  3. Hæð flugvélar yfir sporvölu (ellipsoid).
  4. Hæð jarðar yfir geoíðu.
  5. Hæð geoíðu yfir/undir sporvölu.
Ath.: Meðalsjávaryfirborð er einnig kallað geoíða en það er útvíkkun þess undir landi.
Algengt er í flugtengdri starfsemi að báðar þessar hæðir séu gefnar upp fyrir punkta í WGS-84 hnitum, yfir ellipsu og MSL (þá átt við WGS-84 ellipsu og EGM96 geóíðu), og auk þess sé tilgreindur mismunur milli geoíðu og sporvölu fyrir hvern punkt. Á Íslandi er þessi mismunur að jafnaði rúmlega 60 m.

ENR 4.3.2.3 Nákvæmni

Þau hnit sem gefin voru út fyrir 1998 voru mis nákvæm. Sum voru tekin af kortum, önnur mæld út frá gamla landskerfinu (HJÖ-55) og enn önnur út frá staðbundnum hnitakerfum sveitafélaga. Auk þess er svo um 40 m skekkja á milli Hjörsey-55 (gamla landskerfið og kort) og WGS-84. Við mælingar inn í WGS-84 var m.a. Ísnet-93 landshnitakerfið notað til að tengja inn eldri mælingar við WGS-84 kerfið ásamt því að nýmælingar voru framkvæmdar í báðum þessum kerfum. Í flugleiðsögu er miðað við EGM 96 geóíðu fyrir mælda hæð yfir meðalsjávarmáli eins og áður er lýst.
Gerð er krafa um að nákvæmni mælinga í WGS-84 fyrir flugleiðsögu sé að lágmarki skv. eftirfarandi töflu:
  Notkun staðsetninga
Use in phase of flight
Hlutir sem þarfnast nákvæmra útgefina gagna (1)
Facilities requiring aeronautical data quality (1)
Nákvæmni
Accuracy
1 Leiðarflug
Enroute
NDB 100 m
2 Að- og fráflug grunnaðflug
Terminal area and departure, non augmented GNSS
DME/N, TACAN, VOR, VORTAC, VOR/DME, LOCATOR,
ILS Localizer þar sem það er notað fyrir hliðrað aðflug. (1) DME/N, TACAN, VOR, VORTAC, VOR/DME,LOCATOR,
ILS Localizer where used for offset flight
30 m
3 Leiðareftirlit Lokaaðflug
Enroute surveillance
Radar 10 m
4 (Nákvæmnis, allar tegundir)
Precision approach
DME/P
ILS Localizer, Glide Slope
3 m
5 Lendingar og flugtök
Landing and takeoff
Miðlína og þröskuldar flugbrautar
Runway centre line and thresholds
1 m
6 Hnitavarpanir innbyrðis
Coordinate system transformations
Landmælinganet flugvallar
Airport reference system
10 cm
Athugasemdir / Comments:
1) Sjá nánar gögn Alþjóða flugmálastofnunarinnar ICAO Doc 9674: WGS-84 manual
    See also International Civil Aviation Organization ICAO Doc 9674: WGS-84 manual


 
Isavia hefur kosið að mæla öll flugleiðsöguvirki með mestri mögulegri nákvæmni á hverjum tíma og eins og aðstæður leyfa hverju sinni og því er nákvæmni staðsetninga ofangreinds búnaðar nokkuð meiri hérlendis en taflan að ofan tilgreinir.

ENR 4.3.3 RAIM spár

RNAV(GNSS) grunnaðflug hafa verið gefin út fyrir marga flugvelli á Íslandi og til að nýta sér þessi aðflug þarf flugrekandi að vera meðvitaður um spáupplýsingar um heilleika GPS kerfisins (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM) skv. viðmiðunarreglum ICAO.
Isavia nýtir sér AUGUR þjónustu EUROCONTROL fyrir RAIM spár fyrir íslenska flugvelli. Ef Isavia berst spá um að nákvæmni sé ábótavant verður gefið út NOTAM. AUGUR þjónustan hefur verið sett upp fyrir eftirfarandi flugvelli:
 


BIAR
 


BIBD
 


BIDV
 


BIEG
 


BIGJ
 


BIGR
 


BIHK
 


BIHN
 


BIHU
 


BIIS
 


BIKF
 


BIKR
 


BINF
 


BIRK
 


BIRL
 


BITN
 


BIVM
 


BIVO
 
 
Einstaklingar geta einnig nýtt sér þjónustu AUGUR í gegnum vefsíðu EUROCONTROL.

ENR 4.3.4 EGNOS (e. European Geostationary Navigation Overlay Service)

ENR 4.3.4.1 Inngangur

RNAV aðflugsferlar með LPV lágmörkum sem byggja á APV-1 hönnun fer fjölgandi á Íslandi og hafa verið birtir fyrir allnokkrar flugbrautir á austari hluta Íslands.
RNAV aðflug með LPV lágmarki af þessu tagi byggja á SBAS (e. space-based augmentation system) leiðsögutækni þar sem EGNOS leiðréttir GPS leiðsögumerki og bætir við eftirlitsstuðlum þar sem sjálfvirkt eftirlit fylgist með merkisgæðum í rauntíma frá þessum kerfum fyrir öruggari notkun í flugi.
EGNOS er einnig hæft til stuðnings leiðarleiðsögu (e. enroute navigation) innan marka þjónustusvæðis kerfisins.
Það er áætlun Isavia að fjölga valkostum með þessari tegund flugleiðsögu á næstkomandi árum. 

ENR 4.3.4.2 EGNOS

EGNOS  aðflugslágmörkin  byggja  á  SBAS  leiðréttingarmerkjum  frá EGNOS kerfinu til að auka nákvæmni gervihnattaleiðsögu og veita áreiðanleikaeftirlit  (e.  integrity  monitoring)  í flugi.  Ísland liggur á vestur mörkum þjónustusvæðis EGNOS.
Samgöngustofa  hefur  heimilað,  að  undangengnum  rannsóknum  á gæðum EGNOS leiðréttingarmerkja og áhættumati, að hönnun og notkun  APV-1 aðfluga  byggt á EGNOS  aðflugsleiðsögu austan  019°vestlægrar lengdar.
Merkjafræðilegar úttektir á gæðum EGNOS voru framkvæmdar fyrir APV-1 leiðsögu á Íslandi og leggja grunninn að ákvörðun um APV-1 þjónustusvæði EGNOS hérlendis.

ENR 4.3.4.3 Aðgengileiki

Hafa ber í huga að aðgengileiki (e. availability) EGNOS merkisins á Íslandi er lægri en víða í Evrópulöndum.  Þetta þýðir að gildi aðgengileika fyrir aðflugsleiðsögu fara lækkandi til vesturs yfir Íslandi.
Því við flugáætlunargerð er mikilvægt að flugmenn kanni hvort spáð sé að EGNOS merki verði óaðgengileg á áfangastað, ýmist í gegnum SBAS spáveitur eða gegnum NOTAM þjónustu á heimasíðu Isavia:
 

https://www.isavia.is/en/corporate/c-preflight-information/notam

 
Flugáhafnir þurfa að gera ráð fyrir því í sínum áætlunum við undirbúning  LPV  aðflugs  að  EGNOS  merki  gætu  reynst  óaðgengileg  á staðnum og gætu því þurft að velja önnur aðflugslágmörk (RNAV-LNAV, RNAV-LNAV/VNAV eða aðrar flugleiðsöguaðferðir) eða snúa þurfi til varaflugvallar.

ENR 4.3.4.4 Tengiliðir

Flugmenn eru hvattir til að tilkynna hvers konar afbrigðileika (merki ekki nægjanlega  góð,  skipt  um  aðflugslágmörk,  hætt  við  aðflug o.s.frv.) eða koma á framfæri öðrum athugasemdum sem fram koma við notkun EGNOS á tölvupóstfangið:
 

AIS.LPV@isavia.is.