Il ruolo del GBAS nel miglioramento della sicurezza aerea

Il Ground Based Augmentation system (GBAS) è un sistema che migliora il sistema di posizionamento globale GPS. È sviluppato come sistema facente parte della fase 1 dello sviluppo del GNSS. Esso supporta un aeromobile nell’avvicinamento, nell’atterraggio, nel decollo, e in tutte le operazioni in superficie all’interno della sua area di copertura. Questo sistema è paragonabile all'attuale sistema di atterraggio, l'Istrumental Landing System (ILS), ma non risente di molti dei suoi problemi tecnici come le interferenze nella banda VHF, il multipath dovuto ad impedimenti di natura fisica (ad esempio nuovi edifici degli aeroporti), ed il limitato numero di canali disponibili.

Componenti del sistema GBAS

Il GBAS è composto di due sottosistemi: il sottosistema di terra e quello di bordo.

Il sottosistema di terra è costituito da due o più ricevitori GNSS di riferimento, da una stazione di processamento dati ed una o più antenne VDB per la diffusione agli utenti dei dati in VHF. I ricevitori GNSS calcolano gli pseudo-range per i satelliti in vista, la stazione di processamento calcola le correzioni differenziali basandosi sulle posizioni note delle antenne dei ricevitori ed invia tramite le antenne VDB il messaggio di correzione al ricevitore di bordo. Il trasmettitore diffonde inoltre gli pseudo-range, i parametri di integrità e altri dati di diversa natura, ad esempio il modello atmosferico e i dati in sul FAS (Final Approach Segment) includendo la soglia di atterraggio e la soglia di attraversamento verticale, in modo da definire la traiettoria nello spazio da perseguire per effettuare un avvicinamento di precisione.

Il sottosistema di bordo è costituito da un ricevitore GNSS che riceve e decodifica i segnali dai satelliti, un ricevitore VDB che riceve e decodifica i messaggi trasmessi dal sottosistema di terra GBAS e da un processore che elabora i dati ricevuti dai due ricevitori di cui sopra e fornisce la nuova posizione corretta al pilota.

Funzioni del sottosistema avionico

Le principali funzioni svolte dal sottosistema avionico GBAS sono:

- Ricezione e decodifica dei segnali emessi dai satelliti e dei segnali GBAS (VDB);

- Valutazione della disponibilità del servizio;

- Determinazione della posizione e sua integrità;

- Fornitura di segnali di guidance.

Il sottosistema avionico GBAS ha interfacce esterne simili a quelle di un ricevitore ILS. Fornisce infatti le guidance deviations, e i dati di integrità e di avviso all’aeromobile con modalità e metodi di rappresentazione molto simili ad un ricevitore ILS.

Ruolo e benefici del GBAS

Il GBAS è destinato ad avere un ruolo chiave in tutte le operazioni di CAT I/II e III per qualsiasi condizione meteorologica, in quanto consentirà, per tutti i suoi impieghi, le normali funzionalità anche con visibilità nulla.

I benefici apportati dal GBAS dal punto di vista operazionale saranno quelli si un unica stazione a terra GBAS che sarà in grado di supportare molteplici piste di atterraggio, i requisiti di gestione e controllo saranno ridotti rispetto all'ILS, ed infine si avrà un segnale stabile e meno soggetto ad interferenze.

Sicurezza e sviluppo del GBAS

Mutuando le esperienze dal recente pacchetto di sicurezza fornito per l’EGNOS, il progetto GBAS dell’EUROCONTROL, l'ente di controllo del traffico aereo europeo, ha adottato un approccio dinamico per tutte le attività di sicurezza che accompagneranno tutto il ciclo di vita del GBAS. I primi due sviluppi del GBAS sono stati infatti una politica di sicurezza e un piano di sicurezza ed entrambi furono sviluppati a stretto contatto con i fruitori del sistema.

La politica di sicurezza è rivolta allo sviluppo del progetto GBAS CAT-I e in particolare alla verifica dei cambiamenti che l’implementazione del GBAS apporterà nel sistema di controllo del traffico aereo di ogni stato membro del EUROCONTROL.

Il piano di sicurezza, invece, disegna a grandi linee una “mappa di percorso” per gli accertamenti sulla sicurezza degli avvicinamenti di CAT-I effettuati con il GBAS.

Sia la politica di sicurezza che il piano di sicurezza sono stati approvati nel gennaio del 2002 e costituiscono i pilastri sui quali si fondano le attività seguenti che possono essere così definite:

- Functional Hazard Assessment (FHA), accertamento dei rischi funzionali;

- Preliminary System Safety Assessment (PSSA), accertamento preliminare del sistema di sicurezza;

- System Safety Assessment (SSA), accertamento del sistema di sicurezza.

Valutazione dei rischi e strumenti

Attualmente il programma GBAS è nella fase FHA in cui si sta focalizzando l’attenzione sull’individuazione dei rischi e sulla loro analisi. Durante, invece, il PSSA e l’SSA saranno stimati le frequenze dei rischi e le loro conseguenze, che,una volta determinate, potranno essere combinate al fine di fornire un parametro per la valutazione del “rischio”.

Un valore numerico dovrà essere basato su dati attuali pertanto le attività di accertamento di sicurezza dovranno utilizzare dati statistici generati da software di post-processamento sviluppati per la validazione del GBAS CAT-I nel progetto GBAS di Eurocontrol.

Il tool è definito GBAS Modular Analysis and Research System (G-MARS) ed è stato sviluppato al fine di assistere i fornitori di servizi di traffico aereo nella gestione delle installazioni locali dei GBAS negli aeroporti sottoposti alla loro politica di sicurezza.