天津機(jī)場(chǎng)GBAS選址研究

張笑野

（中國(guó)民用航空華北地區(qū)空中交通管理局天津分局，天津 300300）

0 引言

天津?yàn)I海國(guó)際機(jī)場(chǎng)（IATA：TSN，ICAO：ZBTJ）現(xiàn)有兩條跑道，均為遠(yuǎn)距離平行跑道，機(jī)場(chǎng)西側(cè)跑道為1 號(hào)跑道（以下稱為西跑道），東側(cè)跑道為2號(hào)跑道（以下稱為東跑道）。機(jī)場(chǎng)航站樓位于兩條跑道之間。天津機(jī)場(chǎng)兩條跑道共四個(gè)跑道入口方向，均需要GBAS 設(shè)備提供I 類精密進(jìn)近導(dǎo)航服務(wù)。

GBAS 地面設(shè)備主要負(fù)責(zé)監(jiān)控GNSS 星座衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，并通過(guò)VDB 向其作用范圍內(nèi)的所有航空器提供進(jìn)近數(shù)據(jù)、偽距修正量及導(dǎo)航信號(hào)完好性信息等，以支持航空器的運(yùn)行需求[1]。GBAS地面設(shè)備的主要功能部分稱為主站，通常主站由主站機(jī)柜、VDB 發(fā)射機(jī)和天線、基準(zhǔn)接收機(jī)和天線等部分組成。提供I 類精密進(jìn)近服務(wù)的GBAS 地面設(shè)備通常包含至少1 個(gè)VDB 發(fā)射機(jī)及天線、基準(zhǔn)接收機(jī)及4 個(gè)基準(zhǔn)接收天線。主站機(jī)柜放置于室內(nèi)環(huán)境，VDB 天線和4 個(gè)基準(zhǔn)接收天線放在主站機(jī)柜附近，并符合其相應(yīng)的保護(hù)區(qū)規(guī)范[2]。

1 GBAS 地面設(shè)備選址原則

GBAS 地面設(shè)備選址首先應(yīng)遵循以下原則：

（1）滿足運(yùn)行需求、空中航行服務(wù)需求和飛行程序設(shè)計(jì)需求；

（2） GBAS 地面設(shè)備要求架設(shè)在機(jī)場(chǎng)工作區(qū)內(nèi)，只有當(dāng)機(jī)場(chǎng)無(wú)法滿足地面設(shè)備最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)情況下，才考慮將GBAS 地面設(shè)備安裝在機(jī)場(chǎng)外；

（3）GBAS 地面設(shè)備不能穿越機(jī)場(chǎng)的障礙區(qū)表面，不能穿越機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)表面，任何穿越這些區(qū)域的行為都需得到特殊許可[3]；

（4）滿足《民用航空導(dǎo)航臺(tái)（站）設(shè)置場(chǎng)地規(guī)范（試行）》[4]（中國(guó)民用航空局于2019年發(fā)布）第9 章GBAS 設(shè)置要求。該規(guī)范章節(jié)為中國(guó)民航針對(duì)GBAS 地面設(shè)備頒布的場(chǎng)地設(shè)置及保護(hù)條例；

（5）設(shè)備選址應(yīng)在滿足機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有需求的情況下，將機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃納入考慮，所選場(chǎng)址不與機(jī)場(chǎng)規(guī)劃產(chǎn)生沖突；

（6）設(shè)備選址應(yīng)方便供電及通信連接（如靠近電源、通信網(wǎng)絡(luò)和場(chǎng)地容易到達(dá)等）。

2 天津GBAS 地面設(shè)備選址流程

按照《民用航空通信導(dǎo)航監(jiān)視臺(tái)（站）設(shè)置場(chǎng)地規(guī)范（試行）》中的要求，進(jìn)行初選作業(yè)：

（1）規(guī)范9.2.2 規(guī)定GBAS 基準(zhǔn)接收子系統(tǒng)的幾何中心距跑道決斷高度位置的水平距離不應(yīng)超過(guò)6 km。以兩條跑道四個(gè)入口的決斷高度點(diǎn)為圓心，畫半徑6 km 的四個(gè)圓，它們的交集區(qū)域?yàn)镚BAS主站中基準(zhǔn)接收天線陣的可選區(qū)域；

（2）規(guī)范9.2.3 規(guī)定VDB 天線距所服務(wù)跑道入口的水平距離不應(yīng)超過(guò)5.6 km。以兩條跑道四個(gè)入口為圓心，畫半徑5.6 km 的四個(gè)圓，它們的交集區(qū)域?yàn)镚BAS 主站中VDB 天線的可選區(qū)域。

如圖1 所示，（1）和（2）兩個(gè)區(qū)域的交集為GBAS 主站可選區(qū)域（圖中陰影區(qū)域所示）。在該區(qū)域中，考慮其他場(chǎng)地要求及機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃，篩選出三處主站可選區(qū)域。

2.1 GBAS 候選地址一分析（西跑道北航向臺(tái)）

天津機(jī)場(chǎng)西跑道34L 入口方向、北航向臺(tái)機(jī)房東側(cè)區(qū)域，面積開(kāi)闊，能夠滿足基準(zhǔn)接收天線間隔及尾流距離要求。因航向臺(tái)機(jī)房?jī)?nèi)部空間不足，需要建設(shè)一體化方艙放置主站機(jī)柜，4 個(gè)基準(zhǔn)接收天線及VDB 天線位于機(jī)房東側(cè)空地，具體布局如圖2所示。該場(chǎng)址基準(zhǔn)接收天線2 和4 的保護(hù)區(qū)B 區(qū)內(nèi)存在巡場(chǎng)路，安裝規(guī)范9.3.1.5 a 規(guī)定“B 區(qū)內(nèi)不宜有固定障礙物（建筑物、架空高壓輸電線、堤壩、樹(shù)林、山丘等），不應(yīng)設(shè)置道路、滑行道及其它臨時(shí)道路”，需要停止使用該道路。

然而經(jīng)過(guò)與天津機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃比對(duì)，發(fā)現(xiàn)該場(chǎng)址東側(cè)200～300 m 處將修建大型飛機(jī)停機(jī)坪，經(jīng)測(cè)算停機(jī)坪停靠D、E 類飛機(jī)時(shí)將超過(guò)天線上方3°以上區(qū)域，造成信號(hào)遮蔽；同時(shí)飛機(jī)在停機(jī)坪的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成尾流距離小于183 m 的情況出現(xiàn)，不滿足規(guī)范要求。綜合以上情況，該場(chǎng)址不符合GBAS 選址條件，故予以排除。

2.2 GBAS 候選地址二分析（南垂直滑行道中部）

西跑道南端、靠近南垂直滑行道中部的區(qū)域能夠滿足基準(zhǔn)接收天線間隔及尾流距離要求。因附近無(wú)機(jī)房，需要建設(shè)一體化方艙放置主站機(jī)柜，4 個(gè)基準(zhǔn)接收天線及VDB 天線位于機(jī)房東側(cè)空地，具體布局如圖3 所示。

然而經(jīng)過(guò)與天津機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃比對(duì)，發(fā)現(xiàn)該場(chǎng)址西側(cè)約150 m 處將修建大型飛機(jī)停機(jī)坪，經(jīng)測(cè)算停機(jī)坪停靠D、E 類飛機(jī)時(shí)將超過(guò)天線上方3°以上區(qū)域，造成信號(hào)遮蔽；同時(shí)飛機(jī)在停機(jī)坪的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成尾流距離小于183 m 的情況出現(xiàn)，不滿足規(guī)范要求。根據(jù)機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃，附近將新建衛(wèi)星廳，具體布局及建筑高度未定，可能造成遮蔽影響。

綜合以上情況，該場(chǎng)址不符合GBAS選址條件，故予以排除。

2.3 GBAS 候選地址三分析（擴(kuò)建后東跑道北航向臺(tái)）

在機(jī)場(chǎng)后期規(guī)劃中，東跑道北航向臺(tái)東側(cè)經(jīng)擴(kuò)建后，可設(shè)置約70 m×140 m 方形區(qū)域，用于GBAS主站布局。該區(qū)域沿跑道延長(zhǎng)線方向距離東跑道16L 入口向北460 m，沿跑道垂直方向距離東跑道16L 入口向東255 m 處，該區(qū)域滿足基準(zhǔn)接收天線間隔及尾流距離要求。因附近無(wú)機(jī)房，需要建設(shè)一體化方艙放置主站機(jī)柜，4 個(gè)基準(zhǔn)接收天線及VDB天線在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行布局，如圖4 所示。

綜上所述，該位置滿足機(jī)場(chǎng)運(yùn)行服務(wù)需求，且符合場(chǎng)地規(guī)范。因此推薦該場(chǎng)址作為天津機(jī)場(chǎng)GBAS 地面設(shè)備的場(chǎng)址。

由于該位置屬于機(jī)場(chǎng)遠(yuǎn)期規(guī)劃，不在現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)圍界內(nèi)，新征用地及建設(shè)周期較長(zhǎng)。如果機(jī)場(chǎng)有加快安裝使用GBAS 的需求，則可以通過(guò)本文的選址流程，在機(jī)場(chǎng)范圍內(nèi)選擇符合場(chǎng)地規(guī)范的臨時(shí)站址；或者可以先開(kāi)放一條跑道的GBAS 運(yùn)行，選擇滿足一條跑道的GBAS 場(chǎng)址，從而降低選址難度。

3 結(jié)論

GBAS 地面設(shè)備的選址在評(píng)估過(guò)程中需要考慮多種影響因素，除了設(shè)備性能要求，還要結(jié)合機(jī)場(chǎng)區(qū)域現(xiàn)狀及中遠(yuǎn)期規(guī)劃。建議各地機(jī)場(chǎng)在未來(lái)的規(guī)劃中為GBAS 像其他導(dǎo)航設(shè)備一樣提前預(yù)留場(chǎng)地，提高使用設(shè)備的便利性。