Sistem Penentududukan Global (GPS) untuk Juruterbang

Sistem kedudukan global, atau GPS seperti yang diketahui umum, adalah komponen penting untuk navigasi udara moden, dan komponen yang tidak ternilai dari program NextGen FAA.

Data GPS membolehkan juruterbang untuk mendapatkan data lokasi tiga dimensi atau empat dimensi yang tepat. Sistem GPS menggunakan triangulasi untuk menentukan lokasi tepat pesawat, serta kelajuan, trek, jarak ke atau dari pusat pemeriksaan, dan waktu.

Sejarah GPS

Tentera Amerika Syarikat pertama menggunakan GPS sebagai alat navigasi pada tahun 1970-an. Pada tahun 1980-an, kerajaan AS membuat GPS tersedia untuk umum, secara percuma, dengan satu tangkapan: Mod khas, yang dikenali sebagai Ketersediaan Pilihan, akan membolehkan untuk sengaja mengurangkan ketepatan GPS untuk pengguna awam, hanya menyimpan yang paling tepat versi GPS untuk tentera.

Pada tahun 2000, di bawah pentadbiran Clinton, ketersediaan terpilih telah dimatikan, dan ketepatan yang sama yang diperoleh oleh tentera telah disediakan kepada orang awam.

Komponen GPS

Sistem GPS mempunyai tiga komponen: Segmen ruang, segmen kawalan, dan segmen pengguna.

Komponen ruang terdiri daripada kira-kira 31 satelit GPS. Tentera Udara Amerika Syarikat mengendalikan 31 satelit ini, ditambah tiga hingga empat satelit yang dipecat yang dapat diaktifkan kembali jika diperlukan. Di mana-mana masa tertentu, sekurang-kurangnya 24 satelit beroperasi di orbit yang direka khas, memastikan bahawa sekurang-kurangnya empat satelit dilihat pada masa yang sama dari hampir mana-mana titik di bumi. Perlindungan lengkap yang menawarkan satelit menjadikan sistem GPS sistem navigasi yang paling boleh dipercayai dalam penerbangan moden.

Segmen kawalan terdiri daripada siri stesen darat yang digunakan untuk menafsirkan dan menyampaikan isyarat satelit kepada pelbagai penerima. Stesen-stesen darat termasuk stesen kawalan induk, stesen kawalan induk alternatif, 12 antena tanah, dan 16 stesen pemantauan.

Segmen pengguna sistem GPS melibatkan pelbagai penerima dari semua jenis industri. Keselamatan negara, pertanian, ruang, ukur, dan pemetaan adalah semua contoh pengguna akhir dalam sistem GPS. Dalam penerbangan, pengguna biasanya juruterbang, yang melihat data GPS yang dipamerkan di dalam kokpit pesawat.

Bagaimana ia berfungsi

Satelit GPS mengorbit kira-kira 12,000 batu di atas kita, dan melengkapkan satu orbit setiap 12 jam. Mereka berkuasa solar, terbang di orbit Bumi sederhana dan menghantar isyarat radio kepada penerima di atas tanah.

Stesen-stesen darat menggunakan isyarat untuk mengesan dan memantau satelit, dan stesen-stesen ini menyediakan stesen kawalan induk (MCS) dengan data. MCS kemudian menyediakan data kedudukan yang tepat kepada satelit.

Penerima dalam pesawat menerima data masa dari jam atom satelit. Ia membandingkan masa yang diperlukan untuk isyarat untuk pergi dari satelit ke penerima, dan mengira jarak berdasarkan masa yang sangat tepat dan khusus itu. Penerima GPS menggunakan triangulasi - tarikh dari tiga satelit - untuk menentukan lokasi dua dimensi yang tepat. Dengan sekurang-kurangnya empat satelit dalam pandangan dan operasi, data lokasi tiga dimensi boleh diperolehi.

Kesilapan GPS

Gangguan Ionosfera: isyarat dari satelit sebenarnya melambatkan ketika melewati suasana bumi. Akaun teknologi GPS untuk kesilapan ini dengan mengambil masa purata, yang bermaksud kesilapan masih ada tetapi terhad.

• Kesilapan jam: Jam pada penerima GPS mungkin tidak tepat seperti jam atom pada satelit GPS, mencipta masalah ketepatan yang sedikit.
• Kesilapan orbit: Pengiraan orbit mungkin tidak tepat, menyebabkan kekaburan dalam menentukan lokasi tepat satelit.
• Kesalahan kedudukan: Isyarat GPS boleh melantun bangunan, medan, dan juga gangguan elektrik boleh berlaku. Isyarat GPS hanya tersedia apabila penerima boleh "melihat" satelit, yang bermaksud data akan hilang atau tidak tepat di kalangan bangunan tinggi, rupa bumi yang padat, dan bawah tanah.

Penggunaan GPS praktikal

GPS digunakan secara meluas dalam penerbangan hari ini sebagai sumber navigasi kawasan. Hampir setiap pesawat yang dibina hari ini dilengkapi dengan unit GPS yang dipasang sebagai peralatan standard. Penerbangan am, penerbangan perniagaan, dan penerbangan komersial semuanya mendapat kegunaan berharga untuk GPS.

Dari navigasi asas dan data kedudukan ke arah kelajuan udara, lokasi pengesanan dan lapangan terbang, GPS adalah alat berharga untuk pengawal.

Unit GPS yang dipasang boleh diluluskan untuk kegunaan di IMC dan untuk penerbangan IFR yang lain. Juruterbang instrumen mencari GPS sangat membantu dalam menjaga kesedaran keadaan dan prosedur pendekatan instrumen terbang. Unit pegangan tangan, walaupun tidak diluluskan untuk kegunaan IFR, boleh menjadi cadangan yang berguna untuk kegagalan instrumen, serta alat berharga untuk mengekalkan kesedaran keadaan dalam sebarang keadaan.

Juruterbang terbang VFR juga menggunakan GPS sebagai alat navigasi dan sokongan kepada peralihan tradisional dan teknik pengiraan mati.

Semua juruterbang dapat menghargai data GPS dalam situasi kecemasan, kerana pangkalan data akan membolehkan mereka mencari lapangan terbang terdekat, mengira masa perjalanan, bahan bakar di kapal, waktu matahari terbenam dan matahari terbit, dan banyak lagi.

Baru-baru ini, FAA telah membolehkan prosedur WAAS GPS untuk pendekatan, memperkenalkan pendekatan ketepatan baru kepada juruterbang dalam bentuk Prestasi Localizer dengan pendekatan Bimbingan Menegak (LPV). Ini adalah pendekatan ketepatan yang akan membolehkan sistem ruang udara negara menjadi lebih cekap dan membantu dalam memenuhi keperluan sistem ruang udara negara pada masa akan datang.