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導航子計畫

　

1.  星基增強系統（Satellite-Based Augmentation System, SBAS）

星基增強系統主要是依靠各地的參考站臺量測衛星訊號誤差與電離層延遲，並由地面主控臺處理後上傳誤差訊號至同步衛星，再由同步衛星以與 GPS 相同頻率傳送修正訊號。由於星基增強系統依靠同步衛星傳送修正訊號，因此 SBAS 系統的精確性與同步衛星所能涵蓋的範圍有密切關係。全球現發展中之星基增強系統包括美國之WAAS（Wide Area Augmentation System）、歐盟之EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay System）、日本之MSAS（MTSAT Satellite-Based Augmentation System）及印度之GAGAN（GPS Aided Geo-Augmented Navigation）。MSAS及GAGAN皆由美國提供技術並且依據WAAS架構發展而成，故兩者功能相近。就服務範圍而言，WAAS涵蓋北美洲及部分南美洲地區，EGNOS涵蓋歐洲地區，MSAS則涵蓋亞洲及西太平洋地區，未來亞太區域服役之星基增強系統有MSAS及GAGAN，民航局於2001年起加入亞太經濟合作全球衛星航行系統建置小組，未來將與亞太各國合作，共同參與及推動星基增強系統建置作業。未來全球 SBAS 系統涵蓋如圖一；SBAS 作業如圖二。

臺北飛航情報區內尚有多個機場因受地形及障礙物之影響，無法裝設精確儀器降落系統（Instrument Landing System, ILS），使用 SBAS 僅需少量之地面裝備，並可減低傳統陸基導航設備之維護成本，配合全球衛星導航系統（Global Navigation Satellite System, GNSS）及儀航程序更可獲致下列優點：

a.  更低的落地標準

b.  良好的可靠性

c.  提供更安全的直線進場程序

d.  提昇整體飛航服務效率，節省時間並降低航空公司之營運成本

e.  節省裝備之部署成本

f.  由航路-終端-進場，可達到無縫隙之轉換

亞太地區最快服役之星基增強系統為日本之MSAS系統，其MTSAT-1R同步衛星於2005年2月26日發射，地面主控站、測距站、參考站、衛星通訊站業已完成，現正式運轉中。第二座同步衛星MTSAT-2於2006年2月18日發射。現已調整為待命模式,預計在MTSAT-1R終止服務時取代MTSAT-1R加入服務，起始服務時間為民國99年。

　

未來全球SBAS系統涵蓋構想圖

圖一：未來全球SBAS系統涵蓋構想圖

　

SBAS作業圖

圖二：SBAS作業圖

　

2.  亞太區域衛星航行系統測試平臺（APEC GNSS Testbed, APEC GTB）

亞太經合會衛星航行系統測試平臺（APEC GNSS Testbed）系統概念如圖三所示，本計畫之目標如下 ：

a.  評估星基增強系統（SBAS）在亞太地區的服務能力

b.  訓練各參與經濟體分析及驗證GNSS效能

c.  蒐集GNSS資料以分析大氣環境對本區域GNSS之影響

d.  訓練各參與經濟體得以瞭解未來GNSS設備之維護及操作概念

本計畫期程8年，自民國93年開始進行地面助航設施檢討，民國94年10月加入亞太區域衛星航行系統測試平臺專案，民國96年中依據測試報告確認星基增強系統效益後，決定新增GPS接收機自主完整性預測系統，再參考亞太地區各國建置策略及期程，決定是否建置預定民國100年完成星基增強系統建置作業。本局亦配合APEC專案並與成功大學航太系民航所合作建置乙座SBAS 測試平臺參考站(TRS)，以評估未來建置SBAS之效益。

　

亞太經合會衛星航行系統測試平台

        圖三：亞太經合會衛星航行系統測試平臺

　

3.  陸基增強系統（Ground-Based Augmentation System, GBAS）

傳統儀器降落系統（Instrument Landing System, ILS）僅能提供直線進場能力， 臺北飛航情報區部份機場受地形及障礙物影響，無法架設儀降系統，民航局為提昇其儀降能力，曾於臺中及花蓮機場架設微波儀降系統（Microwave Landing System, MLS），克服機場地形障礙，提供航機較低之進場標準，由於航機需加裝微波儀降系統機載設備方能使用該系統，航空公司因經濟考量而無法普及。

陸基增強系統僅需極少之地面裝備，其陸基監控站臺(Ground-Based Monitor Stations)可監視衛星訊號並透過資料連結傳送差分修正訊號給在空航機，提供地面參考站臺25-30浬範圍的服務，GBAS作業如圖四。大量減少傳統陸基導航設備維護成本，配合全球衛星導航系統程序更可獲致下列優點：

a.  可達第一、二、三類（CAT I/II/III）精確進場能力

b.  陸基增強系統取代儀降系統原因

     (a) 無法架設儀降系統機場，可架GBAS提供第一類精確進場服務

     (b) 陸基增強系統使用頻段與儀降系統相同

     (c) 儀器天氣情況（Instrumental Meteorological Condition, IMC），因臨界區域（Critical Area）內有

          航機或車輛導致儀降系統無法使用時，可由陸基增強系統取代

     (d) 無法符合儀降系統第二、三類天氣條件時，可由陸基增強系統取代

c.  進場程序參數可以改變：提供可變之下滑角與跑道頭（Runway Threshold）位置，提供曲線下降

     及進場能力

d.  應機場特殊需求，設計複雜儀航程序，包含：曲線（Curve）進場、偏移（Offset）進場，多段

   （Multi-segment）進場、斜角進場、多段誤失進場、多段離場程序等

e.  透過機載PVT（位置、速度、時間）/ FMS RNAV（機載飛航資料管理系統_區域航行）之引

    導，整合複雜之操作程序

f.  支援廣播式自動回報監視功能，提供機場場面監控能力

g.  同機場內之陸基增強系統可服務不同跑道，甚至涵蓋二個機場，節省助導航設施架設成本

h.  減少大量陸基助導航設施維護成本

i.  導航訊號符合導航性能需求（Required Navigation Performance, RNP）0.1之嚴格要求

目前世界上 GBAS 尚未有成熟的系統在運作，發展中的 GBAS 系統有美國的 Local Area Augmentation System (LAAS)。我國臺北飛航情報區 GBAS 建置也將密切注意國際間有關導航可行性研究的發展並配合 SBAS 計畫將此項建置時程 調整至自民國97年至民國100年。

　

GBAS作業圖

圖 四：GBAS作業圖示

　

4.  陸基區域增強系統(Ground-Based Regional Augmentation System, GRAS)選項

陸基區域增強系統為目前最新開發之全球定位系統衛星基增強系統，其與星基增強系統不同處為陸基區域增強系統採用特高頻資料鏈 (VHF Data Link) 發射站臺代替星基增強系統同步衛星來廣播修正訊號，澳洲已成功完成陸基區域增強系統測試平臺，其服務能力可自航路至垂直引導進場，本計畫已將其列為星基增強系統之替代方案。

亞太地區赤道周邊國家因衛星訊號受電離層影響，目前星基強系統僅可提供非精確進場能力，決定高度為400-600呎；陸基區域增強系統預計可達APV II能力，決定高度為250-300呎，陸基區域增強系統亦可達到第一類精確進場能力，決定高度為200呎。雖陸基區域增強系統發展較星基增強系統晚，然其服務效能較星基增強系統為佳。

陸基區域增強系統目前仍屬開發階段，國際民航組織標準及建議措施及RTCA之最低作業標準尚在研訂之中，美國Honeywell公司於西元2005年6月取得澳洲之陸基區域增強系統軟體發展合約，預計西元2008年服役。

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