[摘要] 2015年3月20日，我有幸作為試飛機組成員之一參加了浦東機場GLS演示驗證的項目。當天，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場GLS的演示驗證項目，包括對GBAS地面設(shè)備的工作情況的檢查和GLS進近程序的可行性和準確性進行了完整的驗證。

2015年3月20日，我有幸作為試飛機組成員之一參加了浦東機場GLS演示驗證的項目。

春雨淅淅瀝瀝的下著，夾雜著絲絲縷縷的春風，還伴隨著陣陣的涼意。當天，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場GLS的演示驗證項目，包括對GBAS地面設(shè)備的工作情況的檢查和GLS進近程序的可行性和準確性進行了完整的驗證。演示驗證的結(jié)果非常令人滿意，在飛機上，所有被邀請各個部門的嘉賓，也是本次驗證程序的重要參與方，一起共同見證了這一歷史性的時刻，這可以說是一個重要的里程碑，在民航科技發(fā)展史的坐標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)實時的導(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，民航精密進近和著陸引導(dǎo)在精度、完好性和可用性等方面都對衛(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系統(tǒng)(GBAS)的概念，美國定義其名稱為本地局域增強系統(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，使機場覆蓋空域范圍內(nèi)的配置相應(yīng)機載設(shè)備的飛機獲得到達I類精密進近(CAT-I)甚至更高標準的精密進近、著陸引導(dǎo)服務(wù)。

GBAS由地面站、監(jiān)控設(shè)備和機載設(shè)備組成。GBAS地面站包括四對參考接收機和天線、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)合來自每個參考接收機的測量值產(chǎn)生可見衛(wèi)星的差分校正值;同時，通過實時監(jiān)測導(dǎo)航信號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)給機載用戶。機載設(shè)備為多模式接收機(MMR)。由于機載用戶和GBAS站的距離很近(小于50公里)，它們之間的誤差有很強的相關(guān)性，所以通過這種方法能夠提高機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的一席話，再次強調(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)用是當前國際民航界高度關(guān)注的熱點問題，也是中國民航始終予以全力推進的一項重點工作。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)于實施《中國民航基于性能的導(dǎo)航實施路線圖》，實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的精密(或類精密)進近飛行程序。進一步研究并推廣基于性能的導(dǎo)航(PBN)、廣播式自動相關(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)、增強飛行視覺系統(tǒng)(EVS)、飛機性能實時計算分析和評估審查系統(tǒng)等項目。

GLS的就是這些新技術(shù)中重要的一項目，在民航局的大力推動下，才使得這次演示和驗證得以順利高效的進行。雖然這是一個導(dǎo)航的新技術(shù)，但牽涉到的各個單位部門多達數(shù)十個，包括管理局、航空公司、空中交通管制、機場、GBAS設(shè)備制造商(霍尼韋爾)、飛機生產(chǎn)廠商、程序設(shè)計公司。在這背后融入了多少人的心血和不眠之夜，每個環(huán)節(jié)都需要準確無誤的實施，從地面設(shè)備的選址安裝和調(diào)試到信號的測試，從飛機的導(dǎo)航設(shè)備改裝到適航使用，從飛行程序的設(shè)計討論和反復(fù)修改到可實施，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的驗證，在這整個過程中大大小小的會就開了不計其數(shù)，因為有些是牽涉到幾個部門共同的工作，所以要把這些來自不同部門的人員，當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了這一試飛驗證的任務(wù)。為了保證驗證試飛的圓滿成功，公司投入了大量的人力，公司各個部門的協(xié)調(diào)，包括營銷委、工程技術(shù)公司、運管、安監(jiān)、飛管和地面服務(wù)保障部的大力支持，飛行的驗證和試飛由飛管部和我們安全技術(shù)研究院來完成。

在驗證試飛以前，我們對程序設(shè)計做了仔細的研究，并制定了詳細的試飛計劃以及預(yù)案，當中也經(jīng)過了好幾次的修改，最后才確定了最后的方案，當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證。由于浦東機場除了凌晨外的大部分時間都有大量的航班進港和出港，為了不影響航班的正常起降，試飛的時間被安排在凌晨6點到8點。

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

飛機上雖然空氣中彌漫著一點小小的緊張氣氛，但準備工作還是像預(yù)期的那樣有條不紊的進行著，執(zhí)行本次試飛的飛機是一架A321，機尾號為B-6923，為了這次的驗證試飛對飛機的MMR進行了改裝，機務(wù)在5點前就完成了對飛機的航前檢查及放行。我們檢查了導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫確認為最新一期的導(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，風向風速為70度6米/秒，按照事先制定的方案，完全符合我們的試飛標準。當所有的觀摩嘉賓都上了飛機，一切準備就緒后我們向塔臺提出了開車申請。

飛機于早上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證，也就是跑道35L，和向南起飛落地的驗證，跑道為17L。首先我們做了GLS X RWY 35L程序驗證，在飛這個程序之前，我們先用在跑道上滑行的方法對GLS的信號進行了檢查，以確保我們能收到VDB發(fā)射出來GLS信號，并被飛機的MMR接收到并顯示在的PFD上，當然在這之前我們需要在無線電導(dǎo)航頁面輸入正確的5位通道編號來獲取相對應(yīng)的GLS程序的信號。

隨著從35L跑道頭開始滑行時，我們檢查了LOC的信號，當GS信號出現(xiàn)并停留在中間的時候，我們就找到了錨點(anchor point)，也就是下滑軌跡和跑道的交點。由于35L GLS-X程序特地設(shè)計了下滑梯度為3.2度的下滑角，因此它的錨點就特意的往后移了一些，大約在C2和C3之間的一個點，當測試完信號沒有問題后，我們再次對準跑道開始起飛，起飛后由雷達引導(dǎo)加入35L GLS-X進近程序，做全管理的GLS進近。

從起始進近定位點開始，飛機按導(dǎo)航模式沿著計劃的航跡開始進近，在三轉(zhuǎn)彎后待命進近模式，正如預(yù)期的一樣飛機在柔和的轉(zhuǎn)向五邊時出現(xiàn)了航向道截獲模式，整個從RNAV的導(dǎo)航方式向截獲GLS信號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，這個進近程序的下滑道梯度為3.2度，比正常3度的略微陡一點，故意這樣設(shè)計的目的，就是為了演示驗證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，甚至是支持曲線進近。吳琨機長決定讓飛機更隨著GLS信號下降到100英尺，然后實施復(fù)飛，在五邊飛機更隨GLS信號下降的軌跡還是非常的穩(wěn)定，在100英尺時我們按標準程序?qū)嵤┝藦?fù)飛。

第二次進近我們驗證的是35L GLS-W程序，這個程序的特點是在進近階段帶有RF轉(zhuǎn)彎的航段，驗證的結(jié)果是同樣精度良好，沒有觀察到偏離的現(xiàn)象，而且同GLS信號截獲的過渡非常的完美。這次我們決定做一個一類標準的自動落地，來驗證GLS信號在低高度的穩(wěn)定性，并且會出現(xiàn)AUTO LAND模式，由于是在國內(nèi)首次演示驗證，我們也不能確定GLS自動落地的可靠性，因此我們做了預(yù)案，如果自動飛行設(shè)備出現(xiàn)異常情況，我們將立即斷開自動駕駛儀，人工來接替落地或者是復(fù)飛。結(jié)果自動設(shè)備表現(xiàn)的非常完美，飛機的橫測非常穩(wěn)定的鎖定在LOC軌跡上，縱向自動接通著陸模式，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兒，一個是為了讓塔臺向進近申請我們向南起飛的許可，進近需要在空域里面做一些調(diào)整，乘這個時候我們做了一個新的飛行計劃，把飛機準備了一下。由于今天是70度6米的東風，所以不管向北還是向南起飛都沒有超過我們自動落地風速的限制。當?shù)玫剿_同意后，我們開始了向南的演示驗證，首先我們還是在17L跑道上滑行確認一下GLS的信號，同樣我們找到了所需的錨點(anchor point)而且就在那一點，非常準的一點，以至于我們想讓GS的信號停留在中間而剎車局促了一點。

接著我們就直接從17L跑道起飛了，這次同樣是雷達引導(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GLS 17L的進近，同樣是按一類天氣標準的自動落地，結(jié)果和35L的一樣，達到了滿意效果。

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

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

1. 降低運行成本。GBAS通過廣播的進近數(shù)據(jù)塊來靈活定義進近航跡，因此在一條儀表跑道上克建立多種進近方式。一個機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近的需求。

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

3. 縮小航空器間隔。在最后進近航段上，前面的飛機不會遮擋后面飛機的GBAS信號，因此可在一定程度上縮小進近前后飛機的間隔。

4. 信號干擾小，GBAS地面廣播的VDB信號，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信號敏感。

5. 測距更精確。在最后進近階段，GLS進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近程序，而ILS一個頻率只能支持一條儀表跑道精密進近。

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

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

GLS進近已經(jīng)得到了美國及歐洲一些西方發(fā)達國家的認可，在某些機場已將其作為標準進近程序使用?？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，這次我們驗證試飛的順利圓滿也為星基導(dǎo)航在我國的實施和應(yīng)用又跨出了一大步，積累了寶貴的經(jīng)驗，為以后進一步的發(fā)展和應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。GLS系統(tǒng)及GLS進近也必將在中國得到更加廣泛而有效的應(yīng)用。