ФЕДЕРАЛЬНАЯ АВИАЦИОННАЯ СЛУЖБА РОССИИ

РАСПОРЯЖЕНИЕ

17 июня 1999 г.                               № 106-р

г. Москва

О ПОДГОТОВКЕ ПЛАНА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО
ПРИВЯЗКЕ АЭРОНАВИГАЦИОННЫХ ОРИЕНТИРОВ

    В соответствии с приказом ФАС России от 01.04.98 № 98 "Об организации работ по выполнению "Федеральной целевой программы по использованию глобальной навигационной спутниковой системы "ГЛОНАСС" в интересах гражданских потребителей" и планом мероприятий по выполнению "Федеральной целевой программы по использованию навигационной системы "ГЛОНАСС" в интересах гражданских потребителей", утвержденным директором ФАС России 16.06.98 г., проводится разработка плана работ по привязке аэронавигационных ориентиров аэропортов и воздушных трасс в системе координат ПЗ-90 (WGS-84) и включению их в аэронавигационную базу данных с необходимой точностью.
    ПРЕДЛАГАЮ:
    1. Руководителям территориальных органов ФАС России:
    1.1. Рассмотреть предложения и методические рекомендации по привязке аэронавигационных ориентиров аэродромов и воздушных трасс (прилагаются).
    1.2. Подготовить и направить до 15.07.99 в УРР и ТЭ ОВД ФАС России формы (проект форм и пример их заполнения прилагаются) по составу аэронавигационных ориентиров на аэродромах и воздушных трассах подведомственной территории, подлежащих геодезической съемке.
    2. Исполнительному директору ГосНИИ "Аэронавигация" В.И. Мокшанову:
    2.1. Оказать территориальным органам ФАС России и аэропортам необходимую консультативную помощь.
    2.2. До 15.09.99 обобщить полученные данные и на их основе разработать и представить предложения по привязке аэронавигационных ориентиров на аэродромах и воздушных трассах гражданской авиации России.
    3. Контроль за выполнением настоящего распоряжения возложить на начальника УРР и ТЭ ОВД Б.В. Михайлова.
    
    

Первый заместитель директора ФАС России                                           В.Я.Галкин

Приложение
к распоряжению ФАС России
от 17 июня 1999 г. № 106-р

ГЛОБАЛЬНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ПРЕДЛОЖЕНИЯ И
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИВЯЗКЕ АНО АЭРОДРОМОВ И ВТ

1. Введение
    Непрерывный рост объема и интенсивности авиаперевозок при одновременном повышении требований к безопасности полетов потребовали принятия серьезных мер по повышению точности и надежности самолетовождения, совершенствованию связи и УВД. Международная организация гражданской авиации ИКАО в качестве одной из важнейших стратегических целей приняла создание и внедрение перспективной международной системы навигации, наблюдения, связи и организации воздушного движения CNS/ATM. Одной из ее основ является использование спутниковых технологий, в частности глобальной спутниковой навигационной системы GNSS.
    Как известно, в настоящее время используются две спутниковые навигационные системы (СНС): американская система GPS (Global Positioning System) и российская "ГЛОНАСС" (Глобальная навигационная спутниковая система), составляющие основу GNSS.
    СНС обладает высокой точностью определения координат местоположения, которая может быть реализована при условии использования высокоточной глобальной системы отсчета. В качестве такой стандартной системы 3 марта 1989 года ИКАО приняла Всемирную геодезическую систему - 1984 (WGS-84), которая используется в системе GPS. В "ГЛОНАСС" используется система "Параметры земли-90" (ПЗ-90). Необходимо отметить, что системы WGS-84 и ПЗ-90 близки друг другу, и в настоящее время ИКАО утверждены параметры связи (матрица перехода) между системами ПЗ-90 и WGS-84.
    Следует вместе с тем подчеркнуть, что система GNS/ATM базируется на использовании WGS-84. Кроме того, в соответствии со стандартами ИКАО в этой системе должны публиковаться координаты в международных сборниках аэронавигационной информации АИП.
  

 2. Глобальные геодезические системы координат
    Системы WGS-84 и ПЗ-90 являются глобальными (общеземными) геоцентрическими системами координат. В них в качестве поверхности Земли принята поверхность эллипсоида вращения, центр которого расположен в центре Земли (средняя квадратическая ошибка отнесения начала координат к центру масс Земли составляет 1 - 2 м). Это имеет принципиальный характер, т.к. аппроксимация поверхности Земли с помощью эллипсоидов (референц-эллипсоидов) применялась и ранее, однако при этом местоположение центра местного эллипсоида (референц-эллипсоида) и его размеры выбирались такими, чтобы поверхность этого эллипсоида возможно более точно соответствовала поверхности Земли для данной страны, региона.
    Так, например, в Советском Союзе, а в настоящее время в России используется система координат 1942 г. - СК-42. Начало этой системы координат хотя и близко к центру Земли, но все же не совпадает с ним (и соответственно с центрами систем координат WGS-84 и ПЗ-90). Кроме того, размеры референц-эллипсоида Красовского, используемого в системе СК-42, несколько отличаются от размеров эллипсоидов систем WGS-84 и ПЗ-90.
    Вследствие этого координаты данной точки в системе WGS-84 отличаются от ее координат в системе СК-42. Отличия в этих координатах соответствуют отклонениям в десятки и более метров.
    Системы координат, принятые в других странах, в ряде случаев отличаются от глобальной еще более значительно. Соответственно координаты одних и тех же точек, определенные в различных системах, отличны друг от друга. Соответственны различия в координатах одних и тех же точек на картах, основанных на разных местных референц-эллипсоидах. Эти различия могут исчисляться сотнями метров.
    Указанные различия в конечном счете приводят к смещению траектории полета, что естественно, потенциально может снизить безопасность полетов.
    Пока интенсивность полетов была относительно невелика, безопасность полетов обеспечивалась за счет больших боковых интервалов между заданными трассами. С ростом интенсивности полетов и соответствующим уменьшением интервалов бокового эшелонирования возникают более жесткие требования к точности самолетовождения.
    В последние годы ИКАО разработана и принята концепция требуемых навигационных характеристик (RNP).
    Под RNP понимается показатель точности выдерживания навигационных характеристик, необходимый для выполнения полетов в пределах установленного воздушного пространства.
    Удовлетворение RNP может быть достигнуто за счет повышения точности определения координат благодаря использованию точных, например, спутниковых навигационных систем, а также исключения различий в системах координат, точнее перехода к единой глобальной системе координат.
    Как показывают исследования на нынешнем этапе, спутниковые навигационные системы при комплексном их использовании со штатным оборудованием позволяют обеспечить выполнение существующих требований к точности самолетовождения на трассе. Однако для обеспечения точного самолетовождения на этапах захода на посадку и посадки переход к глобальным системам координат однозначно необходим. При этом становится необходимым повышение точности измерения координат наземных аэронавигационных ориентиров.
    Сказанное относится не только к определению координат и выдерживанию траектории полета в горизонтальной плоскости, но также и в вертикальной.
    Важной особенностью измерений в вертикальной плоскости является то, что основной интерес представляют измерения относительно физической поверхности Земли, с которой эллипсоид вследствие рельефа Земли не совпадает (рис.1.)*.
    Для отсчета высот используется так называемый геоид (или близкий к нему квазигеоид), который на суше можно рассматривать как продолжение уровенной поверхности мирового океана. Теоретически геоид представляет собой эквипотенциальную поверхность гравитационного поля Земли, которая должна была бы совпадать с поверхностью океанов, если бы Земля находилась в равновесном состоянии и не имела рельефа. Вследствие местных гравитационных возмущений (ветровых нагонов, течений, соленостей и др.) геоид имеет неправильную форму. Направление силы тяжести, вдоль которого происходит измерение высоты над геоидом, представляет собою перпендикуляр (нормаль) к поверхности геоида в любой данной его точке. Эту высоту над поверхностью геоида называют ортометрической или нормальной и обозначают - Н.
    Отклонения геоида по высоте от эллипсоида носит название аномалии высоты (в терминах ИКАО - волны) геоида и обозначается N.
    Высота относительно поверхности эллипсоида, измеряемая вдоль нормали к ней, проходящей через рассматриваемую точку, носит название геодезической высоты и обозначается h. Именно эта высота определяется с помощью СНС.
    Связь между геодезической высотой над эллипсоидом h и ортометрической высотой Н определяется зависимостью
    H=h-N
    Для выполнения посадки с использованием СНС необходимо знание не только высоты (превышения) порога ВПП аэродрома, но и аномалии высоты (величины волны) геоида в этом месте.
    

3. Аэронавигационные ориентиры на аэродромах и воздушных трассах и требования ИКАО к их определению
    В документах ИКАО указаны координаты, представляющие интерес для аэронавигации. Ниже приводится таблица из "Руководства по всемирной геодезической системе -1984 (WGS-84) Doc9674/AN946" (табл. 1.1.).
    

ТАБЛИЦА 1.1. КООРДИНАТЫ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ ИНТЕРЕС ДЛЯ АЭРОНАВИГАЦИИ

    
    * Не приводится
    
    Аэронавигационные точки, указанные в этой таблице, в зависимости от метода их определения (задания) относятся к одному из трех возможных типов:
    съемочная точка - четко определенная физическая точка, заданная значениями широты и долготы, полученными по результатам съемки;
    расчетная точка - точка в пространстве, которую нет необходимости задавать в явном виде значениями широты и долготы и которая рассчитана математически по координатам известной съемочной точки. Примером расчетной точки может служить контрольная точка, координаты которой были определены по радиалу/пеленгу и расстоянию от известной съемочной точки, такой как навигационное средство, либо по точке пересечения нескольких радиалов/пеленгов, обеспечиваемых несколькими навигационными средствами. Точки на маршруте, которые рассчитываются с привязкой к точке пересечения маршрутов или к точке на маршруте с координатами, определяемыми пересечением радиалов, также являются расчетными точками, хотя при этом сообщаются их широты и долготы;
    объявленная точка представляет собой заданную значениями широты и долготы точку в пространстве, которая не зависит от какой-либо известной съемочной точки и формально к ней не привязана. Объявленными точками зачастую являются точки границ районов полетной информации (FIR), а также запретных зон, зон ограничения полетов и опасных зон, находящихся за пределами диспетчерского воздушного пространства.
    В дальнейшем в рамках настоящей работы будут рассматриваться только съемочные точки, необходимые для обеспечения спутниковой навигации.
    В таком случае объектами геодезической съемки являются:
    - КТА;
    - Радионавигационные средства: ДПРМ, БПРМ, ОПРС, РСБН, VOR/DME, КРМ, ГРМ;
    - ВПП: пороги, точки осевой линии;
    - РД: точки осевой линии;
    - Стоянки ВС/пункты проверки ИНС;
    - Аномалия высоты (величина волны) геоида WGS-84/ПЗ-90 в месте превышения аэродрома и на порогах ВПП;
    - Препятствия на маршруте и в районе аэродрома.
   

4. Требования ИКАО к точности определения координат аэронавигационных ориентиров при геодезической съемке и классификация их целостности
    Под точностью аэронавигационных данных ИКАО понимает степень соответствия расчетного или измеренного значения истинному значению. Точность измерения местоположения, как правило, выражается расстоянием от заявленного местоположения в пределах которого с определенной степенью вероятности находится истинное местоположение.
    Требования к точности аэронавигационных данных о местоположении обычно основываются на 95%-м доверительном уровне. При этом принимается, что статистический разброс двумерных данных о местоположении описывается нормальным распределением по кругу.
    Под целостностью ИКАО понимает определенную гарантию того, что аэронавигационные данные и их значения не потеряны или не изменены с момента подготовки данных или санкционированного внесения поправки.
    Целостность данных представляет собой степень уверенности в том, что любой элемент аэронавигационных данных, извлеченный из системы хранения информации, никоим образом не искажен и не изменен с момента первоначального ввода данных или последнего санкционированного внесения поправки. Целостность данных должна поддерживаться в течение всего процесса манипулирования с данными с момента съемки до их использования. Применительно к службе АНИ целостность должна быть сохранена до получения данных следующим предполагаемым пользователем.
    Целостность выражается степенью вероятности того, что элемент данных, извлеченный из системы хранения информации без признаков его искажения, не совпадает с той величиной, которую он должен представлять. Например, целостность равная 1х10 означает, что необнаруженное искажение можно ожидать не более чем в одном из 100000000 обработанных элементов данных. Следует подчеркнуть, что потеря в целостности не обязательно означает потерю в точности. Однако это означает невозможность доказательства точности данных без последующей их проверки, начиная с того этапа процесса обработки, где их целостность может быть подтверждена.
    Требования к целостности аэронавигационных данных основываются на потенциальном риске, связанном с использованием искаженных данных, а также на том, для какой цели используется конкретный элемент данных.
    Применительно к аэронавигационным данным ИКАО применяет следующую классификацию целостности:
    критические данные - большая вероятность того, что при использовании искаженных критических данных безопасное продолжение полета и посадка воздушного судна будут сопряжены со значительным риском и возможностью катастрофы;
    важные данные - малая вероятность того, что при использовании искаженных важных данных безопасное продолжение полета и посадка воздушного судна будут сопряжены со значительным риском и возможностью катастрофы;
    обычные данные - очень малая вероятность того, что при использовании искаженных обычных данных безопасное продолжение полета и посадка воздушного судна будут сопряжены со значительным риском и возможностью катастрофы.
    Для каждого типа указанных данных определены следующие требования их целостности:
    критические данные - 1х10, указанный уровень предписывается в отношении данных о местоположении порога ВПП, которые определяют точку посадки. Указанный уровень целостности был рассчитан на основе требований к целостности данных, используемых при автоматической посадке, и был определен таким образом, чтобы в течение всего процесса, где аэронавигационные данные составляют лишь его часть, обеспечивался требуемый уровень целостности;
    важные данные - 1х10, указанный уровень предписывается в отношении данных о местоположении точек, погрешности координат которых хотя и могут привести к тому, что воздушное судно окажется за пределами требуемых границ режимов полета, однако такое отклонение не обязательно приведет к катастрофическим последствиям. Примерами могут служить навигационные средства и препятствия на маршруте. Причина, по которой целостность данных о препятствиях может поддерживаться на относительно низком уровне, заключается в том, что хотя указанные данные должны быть точными при разработке схем полета, никакое последующее искажение этих данных не должно оказывать влияние на безопасность полета воздушного судна при условии соблюдения им требований, предъявляемых к данной схеме полета;
    обычные данные - 1х10, указанный уровень предписывается в отношении данных, погрешность которых не влияет на навигационные характеристики. К таковым относятся точки на границах района FIR.
    Требования ИКАО к точности определения координат аэронавигационных ориентиров, подлежащих геодезической съемке, и классификация их целостности приведены в нижеследующей таблице 4.1.
    Таблица 4.1.

    
    Как видно из таблицы 4.1, предъявляемые требования к точности значительно превышают ныне публикуемые. При предъявлении этих требований учитывались современные возможности геодезической съемки, которая благодаря использованию спутниковых технологий позволяет определять координаты с точностью нескольких сантиметров.
    Вместе с тем в ряде случаев существует проблема режимных ограничений на публикацию точных координат ряда объектов. Поскольку эта проблема имеет государственный уровень, ее решение не входит в рамки рассматриваемой задачи.
    Предполагается, что съемка должна бить осуществлена с требуемыми ИКАО точностями, а публикация - с точностями, разрешенными в данное время для публикации в открытой печати.
   

5. Подготовка плана проведения работ по привязке АНО на аэродромах и воздушных трассах гражданской авиации России
    Проведение геодезической съемки аэронавигационных ориентиров на аэродромах и воздушных трассах связана со значительными материальными и временными затратами. Поэтому в существующих условиях предполагается проводить ее поэтапно.
    Предложения по составу аэродромов и воздушных трасс для проведения геодезических съемок на первом этапе даны в следующем разделе. Они также содержат предложения по конкретным радионавигационным средствам, подлежащим геодезической съемке.
    Предполагается, что при рассмотрении этих предложений на местах (в территориальных управлениях) будет проведена необходимая корректировка, которая будет учтена при составлении полного перечня объектов, подлежащих геодезической съемке, при проведении работ по привязке АНО аэродромов и ВТ.
    Одновременно ведется разработка требований к геодезической съемке АНО на аэродромах и ВТ гражданской авиации, которая должна проводиться соответствующими специализированными организациями.
    В соответствии с решениями и планами ФАС предполагается, что в этом году будет разработан план проведения работ по привязке АНО аэродромов и ВТ и издано распоряжение ФАС России о порядке его выполнения.
    В плане будут определены:
    - перечень АНО, подлежащего геодезической съемке;
    - порядок проведения работ по геодезической съемке (включая определение организаций, привлекаемых для проведения съемок и порядка приемки материалов съемки);
    - источники финансирования проведения комплекса работ по привязке АНО аэродромов и ВТ.
    Работы по геодезической съемке предполагается начать в 1 кв. 2000 г.
    

6. Предложения и методические рекомендации по выбору аэродромов и воздушных трасс и их радионавигационных средств для проведения геодезической съемки
    Первый этап работ по привязке АНО предлагается провести на наиболее важных аэродромах и воздушных трассах гражданской авиации.
    К наиболее важным отнесены международные и категорированные аэродромы, а также некоторые перспективные с этой точки зрения аэродромы. В число категорированных аэродромов включены все аэродромы, которые были допущены к полетам по минимумам I и II категорий, в том числе и те, с которых в настоящее время категория снята. Перспективными считаются аэродромы, имеющие длинные ВПП (не менее 2300 м).
    При рассмотрении в территориальных управлениях данных предложений по перечню аэродромов (Приложение 1) следует их уточнить с учетом местных условий и планов. При этом необходимо учитывать, что начиная с 2005 г. планируется широкое внедрение спутниковых систем посадки по минимумам I категории, без использования дифференциального режима, и несколько позднее - посадки по минимумам II и III категории, с использованием дифференциального режима.
    Как указывалось ранее, на основе полученных с мест уточненных таблиц в ГосНИИ "Аэронавигация" будут составлены перечни всех АНО, подлежащих геодезической съемке на каждом конкретном аэродроме, с учетом требований ИКАО, указанных в таблице 4.1.
    К наиболее важным отнесены действующие международные и федеральные трассы. Их перечень также может быть уточнен в территориальных управлениях с учетом ближайшей перспективы развития ВТ.
    В качестве АНО на воздушных трассах приняты радионавигационные средства:
    приводные радиостанции ОПРС (ОПРМ) и ДПРМ, используемые и как трассовые приводные средства, РСБН, VOR/DME. В связи с постоянно происходящими изменениями структуры территориальных управлений, а также тем, что некоторые данные имеются только на местах, составить перечень этих средств по регионам без помощи территориальных управлений не представляется возможным.
    В этой связи в Приложении 2 представлена форма таблиц "Предложения по привязке (геодезической съемке) радионавигационных средств воздушных трасс" с примером ее заполнения. По этой форме необходимо дать информацию о всех указанных радионавигационных средствах на международных и федеральных воздушных трассах на территории вашего управления. При этом целесообразно учитывать информацию, публикуемую в сборниках ЦАИ.
    В случае необходимости получения консультаций можно обращаться в ГосНИИ "Аэронавигация" к Белогородскому Семену Львовичу и Недзвецкой Надежде Иосифовне (тел.: (095) 450-65-60. 125438 г. Москва, ул. Михалковская, д.67/1 к.316).
    
    

Заместитель директора ГосНИИ "Аэронавигация"                                                 В.Я. Кушельман

Приложение 1
Уральское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Приволжское межрегиональное территориальное управление

Приложение 1
Южное межрегиональное
территориальное управление

Приложение1
Северо-Западное межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Саха (Якутское) территориальное
управление

Приложение 1
Северо - Восточное межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Красноярское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Восточно-Сибирское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Дальневосточное межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Татарское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Западно-Сибирское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Тюменское межрегиональное
территориальное управление

Приложение 1
Межрегиональное территориальное
управление Центральных районов

Приложение 1
Коми территориальное
управление

Приложение 1
Аэропорт Калининград
(Храброво)

Приложение 1
Аэропорт Минеральные Воды

Приложение 2

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПРИВЯЗКЕ (ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЪЕМКЕ)
РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СРЕДСТВ НА ВОЗДУШНЫХ ТРАССАХ

Пример заполнения таблицы:

    
    Примечание: В колонке ДПРМ указываются только те ДПРМ, которые используются также, как трассовые приводные радиостанции.