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Con '''Augmentation''' di un [[sistema di navigazione satellitare]] (GNSS) si intendono metodi che permettono un miglioramento delle caratteristiche del sistema quali accuratezza, continuità, integrità e disponibilità attraverso l'integrazione di informazioni esterne all'interno del processo di calcolo. Ci sono molti sistemi attualmente in uso (e ulteriori in sviluppo).▼
▲Con '''Augmentation''' di un sistema di navigazione satellitare (GNSS) si intendono metodi che permettono un miglioramento delle caratteristiche del sistema quali accuratezza, continuità, integrità e disponibilità attraverso l'integrazione di informazioni esterne all'interno del processo di calcolo. Ci sono molti sistemi attualmente in uso (e ulteriori in sviluppo)
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Nei primi anni '90 molti operatori aeronautici adottarono immediatamente il GNSS grazie alla disponibilità e relativamente economicità dei ricevitori [[GPS]]. Questi ricevitori erano un aiuto alla [[navigazione aerea]]. Si osservò subito i benefici di avere la capacità di una navigazione d'area globale ([[Navigazione d'area|RNAV]]) e richiesero pertanto sistemi d'avionica adeguati utilizzabili per la navigazione [[Regole del volo strumentale|IFR]].
Poiché la costellazione GPS non era stata sviluppata per soddisfare principalmente la navigazione aerea, i sistemi d'avionica GNSS per effettuare tali operazioni dovevano necessariamente incrementare il segnale GNSS per assicurare, tra le altre cose, l'integrità. ABAS incrementa e/o integra l'informazione GNSS con informazioni disponibili a bordo dell'aeromobile per aumentare le prestazioni della costellazione di satelliti principale.
[[File:SBAS_Service_Areas.png|thumb|right|Service areas of satellite-based augmentation systems (SBAS).]]▼
*[[Wide Area Augmentation System]] (WAAS), controllato dalla [[Federal Aviation Administration]] (FAA) [[Stati Uniti d'America|statunitense]].▼
*Sistema [[EGNOS|European Geostationary Navigation Overlay Service]] (EGNOS), controllato dall' [[Agenzia Spaziale Europea]].▼
*Il sistema [[Multi-functional Satellite Augmentation System]] (MSAS), controllato dal Ministero delle Infrastrutture e Trasporti del [[Giappone]].▼
*[[Sistema satellitare Quasi-Zenith|Quasi-Zenith Satellite System]] (QZSS), in fase di sviluppo in Giappone.▼
*[[GPS Aided Geo Augmented Navigation|GAGAN]], proposto dall'[[India]].▼
*GLONASS [[System for Differential Correction and Monitoring]] (SDCM), proposto dalla [[Russia]].▼
*[[Satellite Navigation Augmentation System (SNAS)]], proposto dalla [[Cina]].▼
*[[Wide Area GPS Enhancement]] (WAGE), controllato da [[United States Department of Defense]] per l'utilizzo da parte dei ricevitori autorizzati ad uso militare.▼
*Il sistema commerciale [[StarFire (navigation system)|StarFire navigation system]], controllato da [[Deere & Company|John Deere]].▼
*I sistemi commerciali [[Starfix DGPS System]] e [[OmniSTAR]], controllati da [[Fugro]].▼
La tecnica ABAS più comune è chiamata '''Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM)'''. Il RAIM richiede misure ridondanti di allineamenti satellitari per identificare perdite di segnale e di allertare i piloti. La richiesta di segnali ridondanti significa che la guida alla navigazione con integrità fornita dal RAIM potrebbe essere indisponibile per il 100% del tempo. La disponibilità del RAIM dipende dal tipo di operazioni; questo è più basso per gli avvicinamenti non di precisione che per la fase terminale del volo e più basso per la fase terminale del volo che del volo in rotta. È per questa ragione che le omologazioni GPS/RAIM solitamente hanno restrizioni operative.
== Ground-based augmentation system e Ground-based regional augmentation system==▼
Con il termine '''ground-based augmentation system''' (GBAS) si intendono sistemi che forniscono correzioni e monitoraggio dell'integrità dei dati GNSS utilizzando come dati d'ingresso tre o più segnali satellitari GNSS ricevuti da almeno tre delle quattro antenne delle quali sono forniti. Il messaggio di correzione differenziale calcolato da questi dati viene quindi trasmesso continuamente in modo omnidirezionale (due volte al secondo) da un trasmettitore di terra utilizzando una trasmissione in frequenza [[VHF]] che è efficace entro un raggio di circa 23 nm dalla stazione ospitante<ref>[https://skybrary.aero/articles/ground-based-augmentation-system-gbas GBAS su Skybrary]</ref>. ▼
Molti stati hanno tratto vantaggio dal GPS/ABAS per incrementare il servizio senza incorrere in spese sulle infrastrutture. Alcuni stati hanno autorizzato l'uso del GPS come unico servizio per la navigazione in zone oceaniche e remote. In questo caso l'avionica non solo dovrebbe avere la capacità di identificare un satellite malfunzionante (attraverso il RAIM), ma dovrebbe escluderlo e continuare a fornire una guida. Questa caratteristica è chiamata ''Fault Detection and Exclusion (FDE)''. Sotto tale omologazione, l'aeromobile è equipaggiato con doppi sistemi e gli operatori svolgono previsioni pre-volo per assicurare che ci saranno sufficienti satelliti visibili per supportare il volo pianificato. Questo permette agli operatori di avere alternative economicamente vantaggiose ai sistemi di navigazione inerziale negli spazi aerei oceanici e remoti.
I sistemi '''ground-based regional augmentation system''' (GRAS) invece supportano aree più grandi, a livello regionale e trasmettono generalmente in banda [[VHF]]<ref>[http://www.gnssapproach.com.au/pages/page152.asp GRAS advantages<!-- Bot generated title -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080719082440/http://www.gnssapproach.com.au/pages/page152.asp |data=19 luglio 2008 }}</ref>.▼
Gli algoritmi RAIM richiedono un minimo di 5 satelliti visibili sia per identificare un malfunzionamento che la presenza di un errore di posizione inaccettabilmente grande per una specifica modalità di volo. FDE utilizza un minimo di 6 satelliti non solo per identificarne uno non funzionante, ma anche per escluderlo dalla navigazione così che la navigazione possa procedere senza interruzioni.
=== Sistemi GBAS ===▼
== Satellite-based augmentation system - SBAS==
Questi sistemi supportano vaste regioni anche su scala continentale, attraverso l'utilizzo di satelliti geo-stazionari, equipaggiati con apparati in grado di trasmettere segnali simili a quelli emessi da un satellite GNSS, che diffondono l'informazione incrementata. Uno SBAS accresce la costellazione primaria di GNSS fornendo l'allineamento dei satelliti geo-stazionari, l'integrità del segnale e l'informazione di correzione. Sebbene lo scopo principale dello SBAS sia quello di assicurare l'integrità del segnale, questo in effetti ne aumenta anche l'accuratezza con errori di posizione inferiori al metro.
Le infrastrutture a terra includono stazioni che raccolgono i dati dai satelliti primari GNSS e da un Centro di processamento che elabora i dati di integrità, correzione e allineamento dei satelliti geo-stazionari, generando un cosiddetto ''Signal-in-space'' (SIS). I satelliti geo-stazionari coinvolti rilanciano il SIS agli utenti SBAS, i quali determinano la loro posizione e le informazioni temporali. Pertanto, gli utenti utilizzano posizioni e misurazioni di entrambe le costellazioni (GNSS e geo-stazionaria) e applicano la correzione dati e l'integrità dello SBAS.
L'informazione incrementata fornita dallo SBAS copre le correzioni e l'integrità dei dati per errori di posizione dei satelliti, errori nella computazione del tempo ed errori indotti nella stima del ritardo del segnale mentre attraversa la [[Ionosfera]]. Per gli errori provocati dal ritardo stimato causato dall'attraversamento della [[Troposfera]] e dall'integrità dei dati, gli utenti invece utilizzano un [[modello matematico]].
===Segnale SBAS===
Ogni SBAS fornisce segnali di allineamento trasmesso dai satelliti geo-stazionari, correzioni differenziali su vasta scala e parametri aggiuntivi volti a garantire l'integrità del segnale per l'utente GNSS.
Le prestazioni dello SBAS sono definite in base al [[livello di servizio]] per il quale il sistema è progettato.
Per la navigazione aerea civile le prestazioni richieste cambiano per ogni area di operazioni, le quali sono solitamente raggruppate nelle seguenti fasi:
* Volo in rotta;
* Volo in rotta terminale;
* Avvicinamento iniziale, intermedio, avvicinamenti non di precisione e partenza;
* Avvicinamenti con guida verticale APV-I e APV-II;
* Avvicinamenti di precisione di Categoria I.
Le prestazioni sono solitamente raggruppate nei seguenti concetti:
* '''Accuratezza''', esprime la differenza tra la reale posizione dell'aeromobile e la posizione fornita dall'equipaggiamento imbarcato per il 95% del tempo durante il quale viene effettuato il controllo (varia dalle 2 NM per il volo in rotta a 16 metri orizzontali e 4-6 metri verticali per gli Avvicinamenti di precisione di Categoria I);
* '''Integrità''', indica quanto l'informazione fornita dal sistema giunga corretta all'utente;
* '''Continuità''', indica la probabilità che le prestazioni specifiche del sistema saranno mantenute durante la fase delle operazioni, ipotizzando che il sistema sia disponibile dall'inizio della fase delle operazioni e per tutta la sua durata. Un'assenza di continuità significa che le operazioni debbano essere annullate;
* '''Disponibilità''', è la probabilità che il servizio di navigazione sia disponibile a partire dall'inizio della fase delle operazioni. Uno SBAS è considerato disponibile quando i requisiti di accuratezza, integrità e continuità sono soddisfatti e viene calcolata in termini di probabilità per il quale il sistema è disponibile per uno specifico utente e per un dato periodo.
===Equipaggiamenti dell'utente===
L'utente che intende usufruire del servizio SBAS ha la possibilità di reperire una vasta gamma di apparati disponibili sul mercato a secondo dell'utilizzo che ne intende fare.
Per l'utilizzo aeronautico l'equipaggiamento SBAS deve dimostrare di essere conforme ai seguenti standard:
* RTCA SBAS MOPS DO-229 - Equipaggiamento a bordo;
* RTCA SBAS MOPS 228 e 301 - Requisiti dell'antenna;
* RTCA TSO (C 190, C 145b, C 146b), per l'equipaggiamento SBAS e
* che sia compatibile con gli altri equipaggiamenti dell'avionica, in particolare con il [[Flight Management System]].
Questi equipaggiamenti certificati raggiungono costi elevati. Esistono diversi produttori mondiali tra i quali [[Garmin]], [[Honeywell]], [[Rockwell Collins]] e General Avionics.
Alcuni fornitori di servizi SBAS, come [[EGNOS]], includono la fornitura di informazioni calcolate dagli elementi terrestri del sistema attraverso la dispersione di mezzi diversi dalla rete di satelliti geo-stazionari. Questo costituisce il cosiddetto servizio commerciale. Questo settore di mercato comprende utenti professionali (applicazioni geodetiche, trasporto marittimo o terrestre) che non sono soggetti ai requisiti di integrità e latenza richiesti dall'utilizzo aeronautico.
▲[[File:SBAS_Service_Areas.png|thumb|right|Service areas of satellite-based augmentation systems (SBAS).]]
▲*[[Wide Area Augmentation System]] (WAAS),
▲*Sistema [[EGNOS|European Geostationary Navigation Overlay Service]] (EGNOS), controllato dall' [[Agenzia Spaziale Europea]]
▲*Il sistema [[Multi-functional Satellite Augmentation System]] (MSAS), controllato dal Ministero delle Infrastrutture e Trasporti del [[Giappone]]
▲*[[Sistema satellitare Quasi-Zenith|Quasi-Zenith Satellite System]] (QZSS), in fase di sviluppo in Giappone
▲*[[GPS Aided Geo Augmented Navigation|GAGAN]],
▲*
*BeiDou SBAS (BDSBAS), proposto dalla [[Cina]];
*A-SBAS, proposto dalle Autorità africane;
▲*
*Southern Positioning Augmentation Network (SPAN), proposto dall'[[Australia]] e la [[Nuova Zelanda]];
▲*[[Wide Area GPS Enhancement]] (WAGE), controllato da [[United States Department of Defense]] per l'utilizzo da parte dei ricevitori autorizzati ad uso militare
▲*Il sistema commerciale [[StarFire (navigation system)|StarFire navigation system]], controllato da [[Deere & Company|John Deere]]
▲*I sistemi commerciali [[Starfix DGPS System]] e [[OmniSTAR]], controllati da [[Fugro]].
Tutti questi sistemi sono conformi ad uno standard globale comune e sono quindi compatibili, cioè non interferiscono tra loro e interoperabili, ovvero un utente con un ricevitore standard può beneficiare dello stesso livello di servizio e prestazioni, indipendentemente dall'area di copertura in cui si trova.<ref>[https://www.euspa.europa.eu/european-space/eu-space-programme/what-sbas Pagina dedicata sul sito della EUSPA]</ref>
▲Con il termine '''ground-based augmentation system''' (GBAS)
L'applicazione del GBAS negli avvicinamenti di precisione è denominata GBAS Landing System o GLS. Attualmente gli approcci GLS di Categoria I che utilizzano il GPS come sorgente GNSS hanno l'approvazione normativa ed è prevista un'approvazione simile per gli approcci GLS di Categoria II e III. La [[Federal Aviation Administration|FAA]] inizialmente si riferiva a GBAS come [[Local Area Augmentation System|LAAS- Local Area Augmentation System]].<ref>[https://skybrary.aero/articles/ground-based-augmentation-system-gbas GBAS su Skybrary]</ref><ref>[https://www.icao.int/SAM/eDocuments/GBASGuide.pdf Guida ICAO allo GBAS]</ref>
▲I sistemi '''ground-based regional augmentation system''' (GRAS) invece supportano aree più grandi, a livello regionale e trasmettono generalmente in banda [[VHF]]<ref>[http://www.gnssapproach.com.au/pages/page152.asp GRAS advantages<!-- Bot generated title -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080719082440/http://www.gnssapproach.com.au/pages/page152.asp |data=19 luglio 2008 }}</ref>.
== Note ==
<references />
== Bibliografia ==
* {{cita pubblicazione|autore=ESA|titolo=SBAS Fundamentals| editore=ESA|anno=2011|url=https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SBAS_Fundamentals}}
== Voci correlate ==
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