Frage:
Was ist die Alternative für den seltenen Fall, dass der US-amerikanische DOD das GPS ausschaltet?
RaajTram
2017-09-28 06:48:25 UTC
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In den USA unterhält das Verteidigungsministerium zusammen mit anderen Bundesbehörden & das GPS.

In den seltensten Fällen, wenn auch aus irgendeinem Grund Wie auch immer, die Regierung beschließt, die GPS-Bereitstellung (auch vorübergehend) einzustellen. Was sind die Konsequenzen / Alternativen für die Luftfahrtindustrie?

  1. Wie viel Prozent der Branche verlassen sich ausschließlich auf das GPS arbeiten?

  2. Wie viel Prozent der Branche verfügt über genügend alternative Navigationsmittel, um den Betrieb unabhängig vom GPS fortzusetzen?

  3. ol>

    Auf a In einem breiteren Spektrum bin ich auch neugierig auf die Abhängigkeit der Luftfahrtindustrie von GNSS und darauf, was bei globalen Katastrophen, Kriegen, Cyberkriegen usw. passieren kann (was alles nicht unmöglich ist).

GPS ist aufgrund militärischer Tests oder aus anderen Gründen nicht regelmäßig verfügbar. Es gibt [GPS NOTAMs] (https://pilotweb.nas.faa.gov/PilotWeb/noticesAction.do?queryType=ALLGPS&formatType=DOMESTIC), um Piloten zu informieren.
@Pondlife im ganzen Land zur gleichen Zeit?
Nein, aber es reicht immer noch aus, um die Navigation (https://blog.aopa.org/aopa/tag/special-procedures/) in diesen bestimmten Bereichen zu beeinflussen.
Das amerikanische GPS ist nicht das einzige GNSS-System der Welt. Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/GLONASS oder https://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_(satellite_navigation) oder https://en.wikipedia.org/wiki/BeiDou_Navigation_Satellite_System
@J.Hougaard ja, und deshalb war meine Frage spezifisch für die USA.
@RaajTram Diese Systeme decken auch die USA ab. Das Problem ist, dass in einer Krise, in der das Ausschalten von USGPS vernünftig ist, wahrscheinlich auch diese anderen zivilisierten Nationen zusammenarbeiten werden, indem sie ihre abschalten.
@Pondlife: GPS ist nicht "regelmäßig nicht verfügbar". Das ist völliger Unsinn. Einzelne Satelliten werden regelmäßig gewartet, und einige bodengestützte Hilfsdienste werden möglicherweise regelmäßig gewartet. Die gesamte GPS-Konstellation funktioniert jedoch seit Jahrzehnten ununterbrochen. Als die Hälfte der Konstellation im Januar 2016 vorübergehend die falsche UTC-Korrektur meldete, wurde dies als äußerst störendes und ungewöhnliches Ereignis angesehen. Außerdem unterscheidet sich das militärische Signal vom zivilen Signal und Sie verwenden es nie (zum einen ist es verschlüsselt, so dass Sie es nicht können).
Es ist eigentlich nicht besonders unplausibel, dass das zivile GPS-Signal deaktiviert werden könnte, wenn Sie bestimmte Kriegsfälle betrachten. Wie von anderen hier beschrieben, gibt es jedoch viele Alternativen. Das eigentliche Problem ist, dass die meisten Infrastrukturen diese Alternativen noch nicht nutzen müssen.
@LightnessRacesinOrbit GPS ist gelegentlich in bestimmten Gebieten nicht verfügbar. [Beispiel] (https://www.avweb.com/avwebflash/news/GPS-Interference-NOTAM-For-Southwest-226365-1.html) Sie haben natürlich Recht, dass das gesamte System nicht verfügbar ist bedeutet gemeinsam.
@LightnessRacesinOrbit Sie haben Recht, dass GPS nicht regelmäßig ausgeschaltet wird. Andererseits ist es in bestimmten Gebieten der USA regelmäßig nicht für die Flugnavigation verfügbar, normalerweise aufgrund militärischer Interferenztests. Als Pilot hilft es mir nicht viel, zu hören, dass "GPS immer verfügbar ist, man kann es manchmal einfach nicht empfangen". In der Praxis beschließt das DOD regelmäßig, GPS in definierten Bereichen nicht verfügbar zu machen. Daher sind GPS-NOTAMs erforderlich. Ich weiß nicht, ob das zu Ihrer Definition von "nicht verfügbar" passt oder nicht.
Züge werden funktionieren. Die Eisenbahnen haben es noch nie benutzt, und obwohl sie auf ein neues Zugsteuerungssystem umsteigen, durchlaufen sie Backflips, um sich nicht auf GPS usw. zu verlassen. Sie verfügen bereits über eine automatische Signalisierung (ähnlich der Bodenbeleuchtung, die jetzt auf Flugplätzen eingesetzt wird) Ein neues System wird den Ingenieur außer Kraft setzen und viele andere coole Sachen machen.
Fünf antworten:
kevin
2017-09-28 13:21:13 UTC
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Wenn das GPS nicht verfügbar ist, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die Luftfahrtindustrie.

Alle Flugzeuge während des Flugs weisen eine verschlechterte RNAV-Leistung auf, erreichen das Ziel jedoch mithilfe von VORs und DMEs und ILSs. Für die allgemeine Luftfahrt sind die Dinge nicht so glücklich. Das GPS-Display bietet ein hervorragendes Situationsbewusstsein in kleinen Flugzeugen. Ohne sie kehrt die Navigation zum VFR der alten Schule zurück und liest Diagramme. Die meisten Piloten werden es wahrscheinlich schaffen, aber einige können verloren gehen und zur Erschöpfung des Kraftstoffs führen.

Für Flugzeuge, die sich auf den Abflug vorbereiten, ist das Einleiten des INS zeitaufwändig, da die GPS-Koordinate als Starthilfe verwendet wird Parameter. Die Koordinaten der Tore können in Flughafenkarten nachgeschlagen werden. Einige Flughäfen haben auch Schilder, die den GPS-Standort angeben. Beides dauert länger. Plötzlich stellen Piloten, die ozeanische Routen fliegen, fest, dass sie mehr Planung für Eventualitäten benötigen. Einige Routen können geändert werden, um von VOR zu VOR zu fliegen. Abflüge auf der ganzen Welt werden sich mit Sicherheit verzögern.

Bodennäherungswarnsysteme, die GPS verwenden, um den Standort des Flugzeugs zu bestimmen, können ihre Geländedatenbank jedoch nicht verwenden, um Piloten zu warnen Warnungen basierend auf Radarhöhenmessern sollten weiterhin verfügbar sein.

Grundsätzlich werden wir in die 80er oder 90er Jahre zurückversetzt, als GPS noch nicht umfassend angepasst wurde. Viele dieser Navigationshilfen werden heute noch verwendet, sodass die Branche noch fliegen kann, die Verkehrskapazität jedoch reduziert wird.

"Grundsätzlich werden wir in die 80er oder 90er zurückgeworfen ...". Neue Embry Riddle Graduate Piloten bekommen also keine Jobs? Was gibt es sonst Neues?
Nun, es gibt immer ATC. "Hilfe, ich bin verloren, wie ist meine Position?"
Mit dem aktuellen VOR-Abschreibungsplan ist ein Zurückfallen nicht mehr lange möglich. Es ist schon marginal ...
Was ist eine GPS-Koordinate und wie unterscheidet sie sich von der geografischen Koordinate, der INS-Koordinate oder der GLONASS- oder Galileo-Koordinate?
Alter, nein. Piloten sind dafür ausgebildet. Dies ist eine leichte Unannehmlichkeit, da keine direkten Routen und nur GPS-Anflüge verfügbar sind. Wenn Sie sich jedoch ohne GPS verlaufen, haben Sie kein Geschäft damit, ein Flugzeug zu betreiben.
Sind Sie sicher, dass die GPWS-Geländedatenbank tatsächlich nicht mehr funktioniert, anstatt VOR / DME + INS + andere verbleibende Positionsleitsysteme im FMS zu verwenden, um herauszufinden, wo sich das Flugzeug relativ zur Geländedatenbank befindet? Das scheint ein seltsames Design zu sein.
Warum sollte GA keine VORs, DMEs und ILSs wie Verkehrsflugzeuge verwenden? Gibt es wirklich so viele GA-Flugzeuge, die nicht dafür ausgerüstet sind? Und wenn ja, sollten sie sowieso kein Geschäft außerhalb von VMC haben. Und natürlich reichen bei VMC Augen und ein Diagramm im Allgemeinen völlig aus, um die eigene Position zu bestimmen.
@reirab Ich bin ziemlich sicher, dass GPWS GPS verwendet, so dass es gegen INS-Fehler, Höhenmesserfehler (z. B. statische Portblockaden) und NAV-Ausfälle immun ist. In Bezug auf GA sind es nicht die Flugzeuge, sondern die Piloten. Eine kleine Minderheit der GA-Piloten arbeitet mit "nicht so guter" Luftfahrt, und dies spiegelt sich in der Anzahl der GA-Unfälle wider, die hätten verhindert werden können.
@kevin Ja, ich bin sicher, es wird GPS verwendet. Ich wollte nur annehmen, dass es auf alle Positionsdatenquellen zurückgreifen würde, die das FMS zur Verfügung hatte, wenn GPS INOP wurde, anstatt sich nur auf Funk zu verschlechtern.
Wird GLONASS oder Galileo (noch) nicht in Flugzeugen verwendet?
Das EGPWS von @kevin Airbus verwendet die Position IR (1), sodass Ihr Kilometerstand variieren kann.
@VladimirF Ich denke, "GPS-Koordinaten" bedeuten nur "Breiten- und Längengrad", und die Verwendung solcher Ausdrücke ist nur ein Beispiel dafür, wie abhängig wir von GPS geworden sind. Im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichnen wir das, was GPS "misst", als "GPS". Es ist fast so, als hätten wir die Leute gefragt: "Was ist deine Armbanduhr?" statt "Wie spät ist es?"
@VladimirF eine "GPS-Koordinate" wäre ein Breiten- und Längengrad, der dem WGS84-Referenzsystem entnommen wird
@dkwarr87 Ja, aber selbst dort hat GPS (als ** Engineering ** -System) nichts mit WGS84 zu tun (das ** Koordinaten ** definiert). Die "Positionierung" in GPS bedeutet "Position bestimmen", nicht "Position definieren".
@SimonRichter: vielleicht trainiert. Aber sie haben nicht die gleichen Erfahrungen damit wie Piloten in den 70ern, die es bei jedem Flug verwendeten.
mongo
2017-09-28 21:50:46 UTC
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Es wird größere Probleme geben. Die Schifffahrtsbranche ist GPS-abhängig, die Kommunikationsbranche ist stark auf GPS-Zeitsignale, Routing für Züge usw. angewiesen. Tatsache ist, dass das Chaos ohne GPS weit über die Luftfahrt hinausgehen wird. Dies wird sich auf das Netz, das Stromnetz, die Landwirtschaft, den Bergbau usw. auswirken.

1992 hatte ich ein Team, das ein kleineres Flugzeug vorschlug, das ein GPS-System in LEO startete, um einen solchen Notfall zu bewältigen. Zum größten Teil könnten Empfänger die LEO-Sender verwenden.

Aber wenn ich mir nur Sorgen um Flugzeuge machen würde, hätte ich auch GLONASS, Galieo und andere in die Empfänger integriert. Ich glaube, dass viele Empfänger derzeit für die gleichzeitige Verarbeitung von GPS und GLONASS konfiguriert sind und WAAS sowie die europäischen, japanischen und indischen Augmentationssysteme verwenden.

Die Dinge ändern sich, weil ich kürzlich einen GPS / GLONASS-Empfänger gefunden habe mit WAAS und den anderen Äquivalenten, mit einer USB-Schnittstelle, für 18 US-Dollar. Ziemlich erstaunlich.

Dies wirft die Frage auf: Wäre es sinnvoll, ALLE GPS-Empfänger so herzustellen, dass sie GPS-Signale von allen globalen GNSS akzeptieren?
Kommt auf deinen Markt an. Oder denken Sie gesetzlich?
@RaajTram: Russland verlangt bereits GLONASS (kann dort kein reines GPS verkaufen) und Galileo ist hochgradig GPS-kompatibel (NavStar). Das chinesische, japanische und indische System ist nicht global.
Carlo Felicione
2017-09-28 09:42:26 UTC
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Derzeit müssen IFR-fähige Flugzeuge UKW-Navigationsfunkgeräte für die Verwendung mit terrestrischen Navigationsbaken behalten. Diese können auch mit vorhandenen RNAV-Systemen verwendet werden.

Andere Navigationsoptionen nach einem Ausfall des GNSS-Dienstes können die folgenden umfassen.

LORAN - LORAN ist bei maritimen Operationen immer noch beliebt immer noch ein sehr genaues Navigationsmittel. Leider gerieten LORAN-Empfänger in der Luftfahrt mit dem Aufkommen von GPS in Ungnade.

Trägheitsnavigationssysteme - Aktuelle Generationen von Festkörper-INS-Geräten sind hochgenau, aber die Genauigkeit nimmt bei längerem Gebrauch ab und erfordert von Zeit zu Zeit genaue Positionsaktualisierungen zur Zeit.

Himmelsnavigationssysteme - elektronische Sextanten, die bekannte Sterne am Himmel verfolgen können. Die Systeme können mit anderen INS- und RNAV-Systemen kombiniert werden, um die Leistung und Redundanz zu verbessern.

+1, aber können Sie in Ihrem ersten Satz eine FAR oder eine andere Referenz für die Behauptung zitieren? IIRC Die einzige Anforderung ist eine Ausrüstung, die für die zu navigierende Route geeignet ist.
Es gibt weltweit einige funktionierende LORAN-Sender, aber nur wenige ... Wahrscheinlich zu wenige, um eine planetare Abdeckung zu gewährleisten ...
LORAN wurde 2010 offiziell geschlossen ...
Laut AIM (US) ist Ihre erste Aussage falsch. "Flugzeuge, die [nicht erweitertes GPS] für die Navigation nach IFR verwenden, müssen mit einem alternativen zugelassenen und betriebsbereiten Navigationsmittel ausgestattet sein, das für die Navigation auf der vorgeschlagenen Flugroute geeignet ist." "WAAS-Avionik wird ohne Abhängigkeit von anderen Navigationssystemen bewertet. Daher erfordert die Installation von WAAS-Avionik nicht, dass das Flugzeug über eine andere Ausrüstung verfügt, die für die zu fliegende Route geeignet ist." In der Praxis bezweifle ich, dass es Flugzeuge gibt, die mit GPS / WAAS ausgestattet sind und nicht auch VORs verwenden können.
Für ein IFR-fähiges Flugzeug mit oder ohne GNSS-Ausrüstung an Bord sind keine UKW-Navigationsfunkgeräte erforderlich.
Hobbes
2017-09-29 19:59:11 UTC
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In der Vergangenheit enthielt das US-GPS-System Selective Availability (SA), wodurch sichergestellt wurde, dass zivile Benutzer eine weniger genaue Positionierung haben als das US-Militär. SA wurde im Jahr 2000 ausgeschaltet, und seit 2007 haben neue GPS-Satelliten nicht die Möglichkeit, SA einzuschalten.

Wenn das US-Militär den GPS-Dienst beeinträchtigen muss, wird dies in einer begrenzten Region durchgeführt. Vermutlich wird diese Region ein Kriegsgebiet sein und ohnehin für die kommerzielle und allgemeine Luftfahrt gesperrt sein.

Wenn die USA jemals das gesamte GPS-System ausschalten müssen, ist der 3. Weltkrieg wahrscheinlich ausgebrochen. Auch in diesem Szenario ist die Navigation nicht das größte Problem für die kommerzielle und allgemeine Luftfahrt.

user25791
2017-09-29 08:02:05 UTC
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Ich bin mir nicht sicher über die aktuelle Verteilung auf dem Markt, aber der Wert anderer Konstellationseigentümer wie GLONASS oder Galileo würde plötzlich steigen. Derzeit erhalten sie aufgrund der weit verbreiteten Verwendung von GNSS nicht viel Traktion. Tatsächlich verfügen die meisten Mobiltelefone derzeit über beide GNSS / GLONASS. Tatsächlich erhebt Russland zusätzliche Steuern, wenn ein Gerät keine GLONASS-Unterstützung bietet, um die Nutzung von GLONASS zu erhöhen. Das einzige, was ich sehe, ist eine plötzliche Beule bei der Verwendung anderer Konstellationen. Mein iPhone / Samsung-Handy wäre in Ordnung!

Die Luftfahrt verwendet keine Telefon-Navigationsgeräte.
@VladimirF: GPS-Empfänger verwenden heutzutage spezielle Chips, um die Funksignale in Längen- / Breiten- / Höhenkoordinaten umzuwandeln. Die weitere Verarbeitung unterscheidet sich zwischen Anwendungen (z. B. Navigation), aber es ist dieser erste Chip, der GLONASS und Galileo unterstützt.


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