WAAS¶

WAAS (англ. Wide Area Augmentation System, система широкозонного функционального дополнения) — спутниковая система функционального дополнения (SBAS), предназначенная для повышения точности, целостности и доступности сигналов глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) GPS на территории Северной Америки. Разработана и эксплуатируется Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA). WAAS обеспечивает корректирующие сигналы и данные о целостности для пользователей GPS, позволяя достигать точности определения координат порядка 1–2 метров по горизонтали и 3–4 метров по вертикали, что соответствует требованиям категории I точного захода на посадку (CAT I) для гражданской авиации.

¶История

Разработка WAAS началась в 1990-х годах в ответ на потребность авиации в системе, которая могла бы обеспечить точный заход на посадку без использования наземных инструментальных систем (ILS). Первоначально система была развёрнута в 2003 году и достигла начальной эксплуатационной готовности с точностью 7,6 метра. В 2008 году система была модернизирована до версии, обеспечивающей точность 1–2 метра, что позволило использовать её для заходов на посадку по категории I. В 2016 году FAA завершила развёртывание наземной инфраструктуры, включающей 38 наземных опорных станций (WRS) и 3 главные станции обработки (WMS) на территории США, Канады и Мексики.

¶Архитектура и принцип работы

WAAS состоит из трёх основных сегментов:

• Наземный сегмент: сеть широкозонных опорных станций (Wide-area Reference Stations, WRS), которые принимают сигналы GPS и передают данные на главные станции обработки (Wide-area Master Stations, WMS). Станции расположены на всей территории Северной Америки, включая Аляску, Гавайи и Пуэрто-Рико.
• Сегмент обработки: главные станции обрабатывают данные, вычисляют ошибки эфемерид, ошибки часов спутников и ионосферные задержки, а также формируют сообщения о целостности.
• Космический сегмент: геостационарные спутники (на текущий момент — три действующих: Eutelsat 117 West B, SES-15 и Anik F1R), которые ретранслируют корректирующую информацию пользователям на частотах GPS L1 (1575,42 МГц) и L5 (1176,45 МГц).

Пользовательское оборудование (приёмник с поддержкой SBAS) принимает сигналы GPS и корректирующие сообщения WAAS, что позволяет вычислять поправки к псевдодальностям и оценивать достоверность навигационного решения. В отличие от дифференциальных систем малого радиуса действия (DGPS), WAAS покрывает всю континентальную территорию США и юг Канады, не требуя локальных наземных передатчиков.

¶Характеристики и точность

Основные технические параметры WAAS:

• Точность: горизонтальная — 1,0–1,5 метра (95 %), вертикальная — 2,0–3,0 метра (95 %) в зоне обслуживания.
• Целостность: время предупреждения о неисправности — 6,2 секунды (для авиации), вероятность ложного предупреждения — менее 10⁻⁷.
• Доступность: более 99,9 % для авиационных операций в зоне покрытия.
• Зона обслуживания: континентальная часть США, Аляска, Канада, Мексика (частично).

Система передаёт данные в двух форматах: стандартные сообщения SBAS (RTCA DO-229) и расширенные сообщения, поддерживающие сигнал L5. Совместимость с другими системами SBAS (например, европейской EGNOS, японской MSAS и индийской GAGAN) обеспечивается через стандарты ICAO.

¶Применение

Основное применение WAAS — гражданская авиация. Система используется для:

• Точных заходов на посадку: процедуры LPV (Localizer Performance with Vertical guidance) и LP (Localizer Performance) позволяют выполнять заходы по категории I на аэродромах, не оборудованных ILS. В США опубликовано более 4000 таких процедур.
• Маршрутной навигации: повышение точности выдерживания трассы и снижение требований к минимальной высоте полёта.
• Наземных и морских применений: сельское хозяйство (точное земледелие), геодезия, картография, управление беспилотными летательными аппаратами (БПЛА), морская навигация в прибрежных зонах.

В России и странах СНГ WAAS не используется в качестве штатной системы из-за отсутствия покрытия; для повышения точности GPS применяются локальные дифференциальные станции или российская система функционального дополнения СДКМ (Система дифференциальной коррекции и мониторинга), работающая в составе ГЛОНАСС.

¶Критика и ограничения

К недостаткам WAAS относят зависимость от геостационарных спутников, которые имеют ограниченную зону видимости в высоких широтах (севернее 70° с. ш. сигнал может быть недоступен). Также система не обеспечивает целостность для полётов в полярных регионах и не поддерживает сигналы ГЛОНАСС или Galileo. В городских условиях (эффект «городского каньона») приём сигналов SBAS может быть затруднён из-за затенения.

¶См. также

• SBAS
• EGNOS
• GPS
• ГЛОНАСС

¶Источники

• FAA. Wide Area Augmentation System (WAAS) — официальные материалы.
• RTCA DO-229D. Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System / Wide Area Augmentation System Airborne Equipment.
• ICAO. Standards and Recommended Practices (SARPs) for SBAS.