Capitolo 8 Il sistema satellitare EGNOS

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1 Capitolo 8 Il sistema satellitare EGNOS Background Relativamente alla storia della Navigazione, sono recenti le applicazioni satellitari in questo campo, tentativi incentivati dalla volontà di superare i limiti dei vecchi sistemi di radionavigazione ( Loran C, Omega, etc. ), limitati nella precisione e/o nella copertura. Il primo tentativo in questo senso fu il sistema NNSS TRANSIT divenuto operativo nel 1964 ma riservato esclusivamente per scopi militari fino al 1967, anno in cui fu reso disponibile anche agli utenti civili fino al 1996 termine dell operatività del sistema. Il successo del TRANSIT stimolò lo sviluppo di un sistema di navigazione satellitare più avanzato, a copertura globale e tale da permettere la determinazione della posizione e della velocità con continuità ed elevata precisione. Nacque così, nel 1973 il progetto NAVSTAR-GPS (Navigation System with Time and Ranging Global Positioning System), sistema che si basa su misure di distanza tra il ricevitore e un certo numero di satelliti le cui posizioni sono note con grande precisione. Nato e sviluppato per soddisfare le esigenze delle forze armate USA il GPS divenne operativo nel 1993 e fu messo a disposizione degli utenti civili con volontarie limitazioni che comunque non ne compromisero le applicazioni nelle fasi non critiche della navigazione. Parallelamente agli USA l Unione Sovietica sviluppò un proprio sistema di navigazione satellitare a copertura globale denominato GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System), divenuto pienamente operativo nel 1996 si basa su principi di funzionamento simili al GPS, con differenze che riguardano soprattutto gli aspetti di TLC. Ad oggi il sistema satellitare GPS (Global Positioning System), è correntemente utilizzato in svariati settori della società moderna oltre che in navigazione (nella sorveglianza, nell edilizia, nel primo soccorso, etc.), non rappresentando più una novità. L introduzione di ricevitori GPS relativamente economici come equipaggiamento delle autovetture di ultima generazione e lo sviluppo di software cartografico rappresentano il chiaro esempio di come tali sistemi giocano un ruolo di primo piano nell attuale evoluzione tecnologica. Uno dei settori più promettenti nell evoluzione del posizionamento satellitare è sicuramente quello dell aviazione civile, la quale già da un 398

2 decennio usa il GPS per seguire la propria navigazione durante la fase di crociera. La precisione garantita dal GPS è notevole, consentendo di conoscere la propria posizione con un errore dell ordine della decina di metri che tuttavia non ne permette la certificazione per utilizzi più esigenti come le delicate fasi di decollo e atterraggio di un velivolo. Con l intento di fornire un aumento delle prestazioni dei sistemi di posizionamento satellitari attualmente in uso nascono vari sistemi di Augmentation (potenziamento) che si distinguono fra loro o per la differente architettura o per la zona servita. Nel presente lavoro viene esaminato uno dei cosiddetti sistemi SBAS (Satellite Based Augmentation System), denominato EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) e destinato a garantire le sue prestazioni sull intero territorio europeo. Questo sistema mediante una serie di satelliti geostazionari e stazioni di terra riesce a migliorare la precisione del GPS nella zona a cui è destinato il servizio, fornendo inoltre informazioni di integrità indicanti livelli di protezione all interno dei quali si ha la certezza dell informazione indicata, requisito quest ultimo indispensabile per la certificazione aeronautica. La necessità di realizzare in navigazione aerea rotte sempre più flessibili rispetto a quelle attuali ha imposto all ICAO l elaborazione di un nuovo concetto, noto con la sigla RNP (Required Navigation Performance), in base alla quale viene incoraggiata l adozione di sistemi di navigazione a copertura globale in grado di fornire prestazioni tali da rispondere alle esigenze dell aviazione civile. I requisiti imposti dall ICAO sono: Accuracy (Precisione): deve essere sufficiente per soddisfare le varie esigenze che possono presentarsi (tipo di spazio aereo, densità di traffico, fase del volo, etc.). Availability (Disponibilità): percentuale di tempo in cui il sistema è in grado di fornire le precisioni richieste; deve possibilmente avvicinarsi al 100%. Continuity (Continuità): il sistema deve garantire, dal momento in cui se ne inizia l impiego, una continuità di funzionamento. Integrità (Integrità): il sistema deve essere in grado di individuare rapidamente i difetti di funzionamento in modo che l utente ne sia a conoscenza in tempo reale. 399

3 Tra i vari sistemi di navigazione l orientamento attuale è rivolto verso un sistema globale di navigazione satellitare definito dall ICAO con la sigla GNSS (Global Navigation Satellite System). Anche se il sistema GPS è in grado di fornire precisioni superiori a qualunque altro sistema a copertura globale, il servizio SPS (Standard Position Service) concesso agli utenti civili, non può assicurare precisioni superiori, nel 95% dei casi, ai 100mt a causa degli errori dovuti soprattutto alle rifrazioni ionosferiche e troposferiche che affliggono il segnale proveniente dai satelliti, senza tenere conto poi della SA (Selective Available), ovvero la deliberata degradazione del segnale in determinate aree, attualmente sospesa ma che potrebbe essere reintrodotta a discrezione del Dipartimento della Difesa USA. Vi è poi il problema dell integrità dei dati GPS, un satellite potrebbe andare in avaria o inviare effemeridi non aggiornate senza che il ricevitore ne sia avvertito tempestivamente. I requisiti stabiliti dall ICAO richiedono che il tempo necessario affinché gli utenti sappiano della non attendibilità dei dati dipenda dalla fase in cui si svolge il volo: da qualche minuto nella fase di crociera, fino a pochi secondi nelle fasi di avvicinamento. Nel Dicembre del 1994 la Comunità Europea ha elaborato una propria strategia ponendosi due obiettivi: Utilizzare al meglio i sistemi satellitari esistenti (GPS e GLONASS) realizzando un proprio sistema di augmentation regionale (obiettivo GNSS-1). Sviluppare un sistema satellitare europeo in modo da non dover dipendere da sistemi satellitari la cui precisione può essere variata a piacimento della nazione che li controlla (obiettivo GNSS-2). Relativamente al primo obiettivo, è in fase di ultimazione il progetto europeo EGNOS. 8.1 Il sistema EGNOS Breve descrizione dei sistemi differenziali Per ottenere buone precisioni dal servizio SPS del GPS da anni ormai si fa ricorso al GPS differenziale (DGPS), alla base del concetto differenziale vi è l ipotesi che tutti gli errori del sistema siano di natura sistematica. In questo modo se una stazione monitor a terra di coordinate note è in grado di determinare gli errori di misura istante per 400

4 istante, questi possono essere trasmessi e usati come correzione da tutti i ricevitori che si trovano nella stessa area, ottenendo così una misura esente dagli errori sistematici. Tuttavia l efficacia di questa metodologia è strettamente legata alla distanza tra stazione di riferimento e utente, in genere si ottengono buoni risultati nel raggio di 100 Km. Figura 8.1 Schema di un sistema DGPS La stazione di riferimento DGPS La stazione di riferimento è posizionata in un punto di coordinate perfettamente note ed ha il compito di calcolare le correzioni che saranno trasmesse via data-link agli utenti presenti nelle vicinanze della stazione. Questa stazione (Reference Station) è costituita quindi (figura 8.1) da un ricevitore GPS, da un elaboratore e da un sistema data-link. Il ricevitore GPS calcola le pseudo-range tra la stazione e i satelliti in vista. L elaboratore calcola le correzioni e le organizza in un formato standard pronte per essere trasmesse via data-link. Una rete di stazioni di riferimento opportunamente distribuite consente di ottenere la copertura di zone abbastanza estese, quindi un aumento della precisione nel posizionamento in tale area di copertura Dal DGPS a EGNOS Si è visto che l uso di tecniche differenziali con sistemi di data-link terra-terra e stazioni di riferimento non comunicanti tra loro consente un aumento della precisione nella posizione nell area di copertura, ma 401

5 comunque tale precisione è legata alla distanza tra il ricevitore e la stazione di riferimento da cui si ricevono le correzioni. Inoltre continua a persistere la mancanza di informazioni circa l integrità dei dati ricevuti EGNOS come sistema SBAS Con il proposito di superare tutti i problemi mensionati in precedenza relativi al GPS e GLONASS; l ETG (European Tripartite Group) composto dalla Commissione dell unione Europea (CEU), ESA e EUROCONTROL, ha implementato il contributo europeo al GNSS-1 che provvede e garantisce segnali di navigazione per applicazioni aeronautiche, marittime e terresti. Questo contributo consiste nella progettazione e nello sviluppo di EGNOS, sistema basato sull uso del GPS e del GLONASS integrati dall utilizzo di dati di correzione in formato GPS standard: WAD (Wide Area Differencial Corrections) e GIC (Ground Integrity Channel), provenienti dai satelliti geostazionari della serie INMARSAT-III e ARTEMIS sviluppati dall ESA. EGNOS quindi, rappresenta un sistema di potenziamento basato su satelliti, SBAS (Satellite Based Augmentation System), il cui scopo principale è quello di aumentare la precisione nella determinazione della posizione. Figura Augmentation del segnale EGNOS Attualmente la parte preponderante dell errore nella posizione fornita dal GPS deriva dalle variazioni della velocità di propagazione del segnale lungo il percorso satellite-ricevitore, causato dalla non 402

6 stazionarietà degli strati atmosferici attraversati, soprattutto quelli ionosferici. EGNOS è in grado di rilevare in tempo reale tali mutamenti e di trasmettere ai ricevitori compatibili i dati di correzione atti a minimizzare gli errori. Mediante una rete di stazioni al suolo e di trasponder a bordo di satelliti geostazionari, EGNOS si propone di migliorare i seguenti parametri RNP (Required Navigation Performance): Accuracy (Precisione): Portando l incertezza della posizione a soli 2 mt in orizzontale e 5 mt in verticale, grazie alle correzioni di tipo iono, orbitali e clock. Availability (Disponibilità): Incrementata grazie all invio dei segnali di correzione mediante 3 satelliti geostazionari. Continuity (Continuità): Garantendo il servizio per l intera durata dell operazione da eseguire. Integrità (Integrità): Parametro essenziale, incrementato grazie all elevato grado di ridondanza del sistema che in caso di malfunzionamenti è in grado di allertare gli utenti entro 6 secondi Interoperabilità tra sistemi SBAS EGNOS rappresenta quindi il contributo europeo ai sistemi SBAS, anche se la sua elevata inter operabilità lo rende integrabile in ambito mondiale con sistemi simili, operativi, o in via di sviluppo di altre agenzie. Per EGNOS sono previsti differenti livelli di servizio in relazione alle diverse aree coperte dai satelliti geostazionari, pertanto le migliori prestazioni del sistema si ottengono nella zona centrale dell area coperta, mentre una prestazione leggermente più scadente è prevista nelle aree di copertura più esterne, anche se è possibile un miglioramento attraverso l inter operabilità con i corrispettivi sistemi Giapponese (MSAS), Nord Americano (WAAS) e Canadese (CWAAS). WAAS - Wide Area Augmentation System (USA);. MSAS Multifunctional Satelite-based Augmentation System (Jap). e vari altri, identificabili in figura 8.3 a lato con la relativa area di copertura 403

7 Figura 8.3 Altri sistemi SBAS operativi La seguente tabella riassume i dati salienti dei satelliti SBAS (WAAS/EGNOS/MSAS) e la numerazione dei satelliti per i vari sistemi. Sono previste 19 posizioni orbitali per satelliti SBAS identificate attraverso le trasmissioni dei relativi PRN (Pseudo Random Noise) da 120 a 138 ovvero SV 33 a 51. Tabella 8.1 Costellazioni WAAS/EGNOS/MSAS SBAS operativi Sistema Nome Stato PRN SV Longitudine EGNOS AOR-E In funzione ,43 W WAAS AOR-W In funzione ,02 W EGNOS ARTEMIS In funzione E EGNOS IOR-W In funzione E MSAS MTSAT-1 Lancio fallito E EGNOS IOR In funzione ESTB dal 23 ottobre ,97 E WAAS POR In funzione ,09 E MSAS MTSAT-2 Lancio autunno E Al momento EGNOS e gli altri sistemi SBAS non comunicano tra di loro, e non condividono le informazioni di almanacco. L uso di un sistema al di fuori dalla propria area di copertura può quindi causare un 404

8 peggioramento della posizione calcolata. Il ricevitore GPS stesso dovrebbe poter discriminare tra i vari sistemi ricevibili e scegliere la migliore combinazione. Approssimando la posizione dell Italia a 11 E (si estende da 7 e 18 E circa), osserviamo che le distanze angolari (differenza di longitudine) dei vari satelliti SBAS rispetto all Italia sono: AOR-E (EGNOS) a 26,5 ; AOR-W (WAAS) è a 65 ; IOR (ESTB) è a 53 ; ARTEMIS (EGNOS) è a 10,5. Pertanto l Italia, in virtù della propria posizione, è servita addirittura da quattro satelliti ricevibili e risulta avvantaggiata anche dalla propria posizione geografica (a sud dell Europa), che facilita la ricezione dei satelliti geostazionari, posti proprio sopra l equatore. Infatti una delle critiche mosse all attuale impostazione dei sistemi SBAS è l uso di satelliti geostazionari, poco ricevibili alle elevate latitudini Architettura del sistema EGNOS Il sistema EGNOS consiste in un architettura modulare che abbraccia quattro principali segmenti: Space Segment, Ground Segment, User Segment e Support Segment: Lo Space Segment è caratterizzato da tre satelliti che trasmettono da orbite geostazionarie: due satelliti INMARSAT (PRN 120, PRN 126) rispettivamente stazionati su orbite a 15.5 W (Atlantic Ocean Region AOR-E) e 64 E (Indian Ocean Region IOR ) ed un terzo ARTEMIS (PRN 124), sviluppato dall ESA e messo in orbita nel 2002, stazionante su di un orbita a 15 E. I predetti satelliti presentano il vantaggio che la loro geometria consente una buona disponibilità dei loro segnali rendendo minimo il rischio di segnale bloccato. Il Ground Segment consiste in 34 Stazioni dette RIMS (Ranging and Integrity Monitoring Stations), dislocate su tutto il territorio europeo, connesse ad un insieme di centri per il controllo della ridondanza ed l elaborazione dei dati detti MCC (Mission Control Center), localizzati in Torrejon (E), Gatwick (UK), Langen (D) e Ciampino (I). I dati provenienti dalle stazioni RIMS sono trasmessi attraverso l' EWAN( EGNOS 405

9 Wide Area Network) ai quattro centri MCC. Ciascuno di questi centri MCC, uno operazionale e tre di riserva, provvede a generare le correzioni WAD (Wide Area Differential Corrections), i messaggi di integrità, le correzioni ionosferiche e le effemeridi per ogni satellite geostazionario. Infine i dati in uscita dalla MCC in servizio vengono inviati alle NLES (Navigation Land Earth Station) che inviano i messaggi di integrità e le correzioni ai satelliti GEO, che le trasmettono poi agli utenti. Figura 8.4 AIl segmento spaziale di EGNOS L User segment è costituito principalmente dagli utenti del trasporto aeronautico, marittimo e di terra i cui elementi costitutivi sono ricevitori EGNOS standard, utilizzati per la ricezione del SIS ( Signal in Space), ed equipaggiamenti specifici, utilizzati per l adattamento dei dati forniti dal servizio alle diverse particolari applicazioni. I satelliti Geo, usando la stessa frequenza L1, trasmettono segnali molto simili a quelli GPS, offrendo notevoli vantaggi per l utenza; in questo modo, infatti, ogni ricevitore EGNOS/GPS è in grado di ricevere le correzioni provenienti non solo dai satelliti geostazionari europei, bensì da tutti i satelliti GEO senza dover acquistare apparecchiature complementari o pagare licenze di servizio. In futuro quindi ogni ricevitore EGNOS potrá essere utilizzato per 406

10 qualsiasi sistema SBAS, a seconda della posizione geografica e quindi del satellite geostazionario ricevuto. Figura 8.5 Architettura del sistema EGNOS Il Support Segment consiste in un supporto strategico indirizzato a tutta l infrastruttura operativa e all utenza EGNOS. Include i moduli DVP (Development Verification Platform), ASQF (Application Specific Qualification Facility) e PACF (Performance Assessment and System Checkout Facility), localizzate rispettivamente a Torrejon (Spagna) e a Toulouse (Francia) Funzionamento del sistema Dal fix GPS al fix EGNOS A questo punto passiamo a descrivere il principio di funzionamento del sistema EGNOS. Le stazioni terrestri RIMS dislocate per tutta la regione europea - ve ne sono anche un certo numero dislocate fuori dall Europa - rilevano le pseudorange dei satelliti GPS (in futuro anche GLONASS) in vista sulla base dei loro segnali, coinvolgendo le MCC viene confrontata la pseudorange GPS misurata con quella reale e nota con grande precisione, determinando per ogni satellite ricevuto in 407

11 ciascuna stazione, la corrispondente componente di errore di propagazione. I dati rilevati da ogni stazione vengono elaborati e sottoposti alle varie correzioni quali Fast, Slow e Ionospheric corrections. Queste ultime, in particolare, permettono di generare un reticolo di correzione, composto da un numero elevato di punti, per ciascuno dei quali è nota l esatta posizione e la correzione da apportare ai dati di ciascun satellite GPS ricevuto. Tali dati vengono trasmessi ai satelliti geostazionari ausiliari al sistema GPS, che a loro volta li ritrasmettono sulla frequenza GPS (L1), mettendoli a disposizione di qualunque ricevitore compatibile. Il ricevitore, nel determinare la propria posizione, applicherà i dati di correzione relativi al punto di reticolo più vicini, e relativi ai satelliti effettivamente utilizzati per il calcolo di tale posizione. Figura 8.6 Griglia delle stazione per il calcolo delle correzioni ionosferiche I dati di correzione vengono aggiornati almeno ogni 5 minuti, compensando così le variazioni temporali rapide. 408

12 I punti del reticolo (IGP Ionospheric Grid Point) sono spaziati tra di loro di 5, garantendo così la correzione di fenomeni regionali ESTB EGNOS System Test Bed Fin dall inizio si è avvertita l esigenza di avere a disposizione i segnali dei satelliti geostazionari per l analisi del sistema nelle sue varie applicazioni. Era tuttavia impossibile, sia per ragioni politiche che infrastrutturali avere subito a disposizione il sistema completo in tutte le sue componenti. Questi problemi sono stati superati con ESTB, il quale è un sistema prototipo di EGNOS composto da 11 RIMS, 2 MCC, 2 NLES e 2 satelliti geostazionari (AOR-E e IOR). Anche se caratterizzato da una architettura più semplice, trasmettendo lo stesso segnale di EGNOS, rappresenta un valido punto di riferimento per tutti i ricercatori del settore, i cui studi sono molto utili per migliorare il futuro sistema operativo. Figura 8.7 Componenti di ESTB 409

13 Il segnale ESTB è trasmesso in quattro modalità principali, tutte consentono una parte dell informazione di potenziamento: ESTB mode 0: tutte le correzioni. ESTB mode 2: fast e slow corrections. ESTB mode 3: fast corrections. ESTB mode ranging only : non trasmette correzioni. Con la messa in orbita di ARTEMIS e l inizio da parte di questo della trasmissione dei segnali EGNOS dal 2004 può ritenersi conclusa la fase ESTB, potendosi ritenere oggi EGNOS operativo (almeno dal punto di vista dell architettura) e l attività di ricerca ridotta alle attività di monitoraggio e validazione dei segnali Il messaggio e le correzioni di EGNOS EGNOS, pur usando la stessa frequenza (L MHZ) e lo stesso codice di trasmissione del GPS, presenta un messaggio di formato diverso. Il segnale che caratterizza tutti i sistemi SBAS trasmette un messaggio di 250 bits per secondo, contenti 16 distinti messaggi - MT Message Type (riportati nella tabella 8.2) relativi a informazioni di integrità e correzioni WAD. Tra questi messaggi è interessante focalizzare l attenzione sul messaggio zero (MT0) che rientra nelle informazioni di integrità. La presenza di siffatto messaggio, nel segnale di un determinato satellite, indica quindi una sua non disponibilità. Figura 8.8 Struttura del messaggio dei sistemi SBAS 410

14 Tale messaggio, caratterizzato da soli zeri è di fondamentale importanza, giacché ha la funzione, di indicare al ricevitore se utilizzare o meno il satellite dal quale è trasmesso. Per quanto riguarda i due tipi di correzioni "Fast and slow corrections. Tabella 8.2 Messaggio di navigazione con correzioni M.Type Comment M.Type Comment 0 Don t use this SBAS signal GEO satellite 17 for safety applications almanacs 1 PRN Mask assignments 18 Ionospheric grid point masks 2-5 Fast corrections 24 Mixed fast/slow error corrections 6 Integrity information 25 Slow satellite error corrections 7 Fast correction degradation Ionospheric delay 26 factor message 9 GEO navigation message 27 SBAS service message 10 Degradation parameters 63 Null message 12 SBAS Network Time/UTC offsets Le Fast Corrections sono necessarie per correggere gli errori che variano rapidamente, come ad esempio gli errori degli orologi dei satelliti dovuti alla S/A (anche se questo disturbo è attualmente sospeso), e vengono applicate direttamente alle misure di distanza. Sono trasmesse con i messaggi che contengono informazioni d integrità ( MT2, MT5, MT6, MT7). Queste informazioni vengono date sotto forma di UDRE (User Differential Range Error) e UIVE (User Ionospheric Vertical Error Bound) che rappresentano gli errori massimi espressi in termini di deviazione standard, σ uive e σ udre, che esprimono l errore residuo sulla misura dopo che sono state applicate le correzioni, includendo la possibilità che qualche messaggio non sia pervenuto all utente. Le σ uive e σ udre sono usate anche per stabilire i livelli di protezione e generare i messaggi di allarme per i quali ogni PRN non deve essere utilizzato nel computo della posizione; 411

15 Le Slow corrections hanno lo scopo di correggere gli errori variabili lentamente nel tempo come, ad esempio, gli errori di posizione dei satelliti dovuti ad imprecisioni nella trasmissione delle effemeridi o a degradazione di questa informazione dovuta al passare del tempo. Un altro esempio di correzione del tipo slow potrebbe essere la correzione dell offset dell orologio del satellite, anche se il messaggio GPS contiene già questo tipo di correzione. Entrambe le correzioni sono progettate per dare un informazione sempre aggiornata all utente. Tuttavia a causa della stretta banda utilizzata per la trasmissione del segnale, ci sono situazioni in cui non sono disponibili per gli utenti dati riguardanti l epoca corrente. Inoltre c è sempre la possibilità che l utente non riceva uno di questi messaggi, sia per momentanee assenze di segnale, sia per errori casuali. Per garantire l integrità anche quando alcuni messaggi non sono ricevuti, l utente deve applicare il modello della degradazione all informazione delle correzioni trasmesse. Il fornitore del servizio, inoltre, controllerà tutti i vecchi dati per assicurare la loro validità in tutto l intervallo di sospensione. Per le slow e le fast corrections il modello di degradazione delle correzioni calcola un limite superiore di errore residuo (dopo l applicazione della fast e slow corrections) sotto forma di deviazione standard. La fast corrections contribuisce anche, insieme ad altre informazioni, a calcolare il limite superiore dell errore sulla pseudorange dopo che le correzioni sono state applicate I ivelli di protezione La precisione del sistema di navigazione è definita in termini di errore totale del sistema TSE (Total Sistem Error) che ha come riferimento, ad esempio per un aereo, la traiettoria programmata relativa a ogni fase di volo. Per seguire la traiettoria programmata, il sistema di navigazione stima la posizione del mobile e dispone i comandi appropriati. L errore nella stima della posizione del mobile, identificato nell errore del sistema di navigazione NSE (Navigation System Error), non è altro che la differenza tra la posizione vera e quella stimata. La differenza tra la rotta programmata e quella calcolata dal sistema di navigazione riferimento di elevata precisione permette di stabilire un procedimento con il quale assegnare un limite superiore per questo errore. 412

16 Il livello di protezione orizzontale HPL (Horizontal Protection Level) è il raggio del cerchio nel piano orizzontale (tangente all ellissoide WGS84) con centro la posizione vera del mobile che determina l area in cui si desume possa essere il mobile senza che sia necessario un intervento di allerta; la FTE ( Fligth Tecnical Error) contiene errori dovuti alla dinamica del mobile, effetti di turbolenza, errori umani ecc. Il vettore somma di NSE e TSE è il FTE. Figura 8.9 Navigation System Error, Flight Technical Error, Total System Error Il livello di protezione verticale VPL (Vertical Protection Level) è la metà del segmento sull asse verticale (perpendicolare al piano tangente al WGS84) nel cui centro è la posizione vera del mobile che determina l area in cui si desume possa essere il mobile senza che sia necessaria un intervento di allerta. I livelli di protezione per un sistema SBAS dipendono dalla costellazione satellitare e dalle performance stimate dell SBAS. Quindi, usando le correzioni di un SBAS, il livello di protezione può essere stimato senza la necessità di conoscere le reali misure di pseudorange. I livelli di protezione calcolati devono essere comparati con i limiti di allarme richiesti AL (Alarm Limits) per le particolari fasi di volo. Se i limiti sono rispettati, l integrità della soluzione può essere assicurata per quella determinata fase di volo: 413

17 XPL < XAL l integrità può essere assicurata XPL XAL l integrità non può essere assicurata avendo indicato con: XPL i termini VPL e HPL (livello di protezione verticale o orizzontale); XAL i limiti di allarmi verticali o orizzontali. I principali limiti di allarme sono riportati nella tabella 8.3, in particolare l integrità richiesta viene utilizzata per ricavare i limiti di protezione. Tabella 8.3 Messaggio di navigazione con correzioni Typical Accuracy 95% Integrity Operation Facility Lateral Vertical Integrit Time to Horizont Vertical Performanc yrisk Alert al Alert Alert En Route 2.0 NM N/A 10-7 /h 5 min. 4 NM N/A En Route 0.4 NM N/A 10-7 /h 15 s 2 NM N/A En Route 0.4 NM N/A 10-7 /h 15 s 1 NM N/A (Terminal) Initial Approach, 220 m N/A 10-7 /h 10 s 0.3 NM N/A NPA APV-I 220 m 20 m 2x10-7 / approac 10 s 0.3 NM 50 m APV-II 16 m 8 m 2x10-7 / 6 s 40 m 20 m Category m 6.0 m to 4.0 approac 2x10-7 / approac 6 s 40.0 m 15.0 m to 10.0 Nella figura 8.10 sono riportati due casi, uno per cui non c è un segnale d allarme, ed un secondo caso in cui il segnale deve essere generato essendo il livello di protezione maggiore del limite d allarme. 414

18 Figura 8.10 Horizontal Protection Level, Horizontal Alarm Limit 415

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