El WAAS (el sistema de aumento de área amplia en inglés ) es un sistema para ayudar a la navegación aérea desarrollado a solicitud del gobierno federal de navegación aérea de los EE. UU. (Administración federal de aviación - FAA) para aumentar el rendimiento del sistema de posicionamiento global (GPS). El objetivo es mejorar tanto su precisión como su integridad y la disponibilidad de las medidas. El objetivo es permitir que los aviones utilicen el GPS para todas las fases del vuelo, incluidas las fases de aproximación por instrumentos, a cualquier aeropuerto dentro del área de cobertura.
WAAS utiliza una red de estaciones terrestres de referencia en América del Norte y Hawái para medir pequeñas variaciones en la señal GPS recibida. Las mediciones de estas estaciones de referencia se enrutan a las estaciones principales, que acumulan las correcciones de desviación - Corrección de desviación (DC) - y envían mensajes a los satélites geoestacionarios WAAS con la suficiente rapidez (al menos cada 5 segundos) para poder ser utilizados. Estos satélites luego transmiten estos mensajes y correcciones a la Tierra, donde los receptores de tipo "habilitado para WAAS" pueden usarlos para mejorar la precisión.
La Organización de Aviación Civil Internacional ( OACI ) denomina a este tipo de sistema Sistema de aumento basado en satélites (SBAS). Europa y Asia están desarrollando su propio SBAS, la "Navegación Geo Aumentada Asistida por GPS de la India" (GAGAN) en la India, el "Servicio de Superposición de Navegación Geoestacionaria Europea" ( EGNOS ) en Europa, así como el "Sistema Japonés de Aumento de Satélites Multifuncionales ”(MSAS) en Japón, respectivamente. También se están desarrollando sistemas comerciales como StarFire y OmniSTAR. El sistema europeo EGNOS, basado en un principio similar, es interoperable con WAAS.
La especificación de WAAS es proporcionar una precisión mejor que 7,6 metros, tanto lateral como vertical, al menos el 95% del tiempo. El rendimiento real típico observado en algunos lugares mostró que es posible alcanzar 1 m lateralmente y 1,5 m verticalmente sobre la mayor parte de los Estados Unidos continentales , el " CONUS ", así como grandes porciones de Canadá y Alaska . Con estos resultados, WAAS autoriza aproximaciones tipo “Categoría I” para la aviación civil para las cuales se requieren precisiones de 16 m lateral y 4.0 vertical.
La integridad de un sistema de navegación se puede definir como su capacidad para advertir a sus usuarios con la suficiente antelación en caso de que se proporcione información errónea que podría volverse peligrosa. La especificación WAAS requiere que el sistema detecte un GPS o un error interno de la red WAAS para notificar al usuario en 6.2 segundos. Certificar que WAAS es lo suficientemente seguro para ser utilizado en vuelo por instrumentos - ' reglas de vuelo por instrumentos ' (IFR) - requiere demostrar que solo existe una probabilidad infinitesimal de que un error que exceda la especificación pueda pasar desapercibido. Se supone que debe ser inferior a 1 × 10 -7 , lo que equivale a una tolerancia de menos de tres segundos acumulados de datos erróneos por año. La integridad proporcionada es equivalente o mejor que usar receptores en RAIM.
La disponibilidad de WAAS es la probabilidad de que cumpla con sus especificaciones de precisión e integridad. Antes de la llegada de SBAS como WAAS, es posible que el GPS no esté disponible hasta 4 días al año. La especificación WAAS garantiza una disponibilidad del 99,999% en toda el área de servicio, equivalente a menos de 5 minutos de inactividad por año.
Al igual que con el GPS , WAAS se compone de tres segmentos principales: el segmento terrestre, el segmento espacial y el segmento de usuario. El GPS se considera un sistema independiente.
El segmento terrestre se compone de varias estaciones de referencia: estaciones de referencia de área amplia (WRS). Estas estaciones, ubicadas con mucha precisión, monitorean y recolectan las señales recibidas de la constelación GPS, y envían sus datos a tres estaciones principales, estaciones maestras de área amplia (WMS), a través de una red de comunicaciones terrestres. Estas estaciones también monitorean la integridad de las señales retransmitidas por los satélites geoestacionarios WAAS. Enoctubre de 2007, hay 38 estaciones: 20 ubicadas en el "CONUS", 7 en Alaska, una en Hawaii, una en Puerto Rico, 5 en México y 4 en Canadá.
Con los datos del WRS, el WMS genera dos tipos de correcciones: rápidas y lentas.
Una vez que se generan estas correcciones, el WMS las transmite a dos estaciones de enlace ascendente, estaciones terrestres de enlace ascendente (GUS), que las envían a los satélites del segmento espacial para su transmisión al segmento de usuarios.
Tabla de estaciones de referencia WAAS WRSEn CONUS, los Estados Unidos continentales, cada área de control de tráfico aéreo de la FAA tiene una estación WAAS de referencia, excepto Indianápolis. Cada estación tiene tres antenas GPS. La siguiente tabla enumera cada ubicación.
| Sitio | código de aeropuerto | Lat (+ N, -S) - Longitud (+ E, -W) | Altitud (m) |
|---|---|---|---|
| Bethel (Alaska) | PABE | 60 ° 47 ′ 16 ″ N, 161 ° 50 ′ 30 ″ W | 52,202 m |
| Billings (Montana) | KBIL | 45 ° 48 ′ 13 ″ N, 108 ° 32 ′ 23 ″ W | 1,112.261 m |
| Túmulo (Alaska) | PABR (en) | 71 ° 16 ′ 58 ″ N, 156 ° 47 ′ 24 ″ W | 15.581 m |
| Cold Bay (Alaska) | PACD | 55 ° 12 ′ 01 ″ N, 162 ° 43 ′ 07 ″ W | 53.652 m |
| Fairbanks (Alaska) | PAFA | 64 ° 48 ′ 35 ″ N, 147 ° 50 ′ 51 ″ W | 149.888 m |
| Honolulu ( Hawái ) | PHNL | 21 ° 18 ′ 46 ″ N, 157 ° 55 ′ 15 ″ O | 24,922 m |
| Juneau (Alaska) | PAJN | 58 ° 21 ′ 45 ″ N, 134 ° 35 ′ 08 ″ W | 16.024 m |
| Mérida, Yucatán | MMMD (en) | 20 ° 55 ′ 55 ″ N, 89 ° 39 ′ 46 ″ W | 29,157 m |
| México | MMMX | 19 ° 25 ′ 54 ″ N, 99 ° 04 ′ 06 ″ W | 2.236.638 m |
| Puerto Vallarta ( Jalisco ) | MMPR | 20 ° 40 ′ 45 ″ N, 105 ° 14 ′ 57 ″ W | 11.077 m |
| San José del Cabo ( Baja California Sur ) | MMSD | 23 ° 09 ′ 37 ″ N, 109 ° 43 ′ 04 ″ W | 104,286 m |
| Tapachula ( Chiapas ) | MMTP | 14 ° 47 ′ 29 ″ N, 92 ° 22 ′ 05 ″ W | 54,922 m |
| Kotzebue (Alaska) | PAOT | 66 ° 53 ′ 14 ″ N, 162 ° 36 ′ 41 ″ W | 10,911 m |
| Iqaluit (Nunavut) | CYFB | 63 ° 43 ′ 53 ″ N, 68 ° 32 ′ 36 ″ W | 9.998 m |
| Gander, Terranova y Labrador | CYQX | 48 ° 57 ′ 59 ″ N, 54 ° 35 ′ 51 ″ W | 146.891 m |
| Winnipeg ( Manitoba ) | CYWG | 49 ° 54 ′ 02 ″ N, 97 ° 15 ′ 33 ″ W | 222.046 m |
| Happy Valley-Goose Bay | CYYR | 53 ° 18 ′ 31 ″ N, 60 ° 25 ′ 10 ″ W | 37.842 m |
| Albuquerque (Nuevo México) | KZAB (en) | 35 ° 10 ′ 25 ″ N, 106 ° 34 ′ 02 ″ W | 1.620.154 m |
| Anchorage, Alaska | PAZA (en) | 61 ° 13 ′ 45 ″ N, 149 ° 46 ′ 49 ″ W | 80.654 m |
| Aurora (Illinois) | KZAU (en) | 41 ° 46 ′ 57 ″ N, 88 ° 19 ′ 53 ″ W | 195,922 m |
| Nashua (Nueva Hampshire) | KZBW (en) | 42 ° 44 ′ 09 ″ N, 71 ° 28 ′ 49 ″ W | 39.141 m |
| Leesburg (Virginia) | KZDC (en) | 39 ° 06 ′ 06 ″ N, 77 ° 32 ′ 34 ″ W | 80.085 m |
| Longmont (Colorado) | KZDV (en) | 40 ° 11 ′ 14 ″ N, 105 ° 07 ′ 38 ″ W | 1,541.389 m |
| Fort Worth ( Texas ) | KZFW (en) | 32 ° 49 ′ 50 ″ N, 97 ° 03 ′ 59 ″ W | 155,604 m |
| Houston, Texas | KZHU (en) | 29 ° 57 ′ 43 ″ N, 95 ° 19 ′ 53 ″ W | 10,947 m |
| Hilliard (Florida) | KZJX (en) | 30 ° 41 ′ 56 ″ N, 81 ° 54 ′ 29 ″ W | 2.141 metros |
| Olathe (Kansas) | KZKC (en) | 38 ° 52 ′ 49 ″ N, 94 ° 47 ′ 27 ″ W | 305.814 m |
| Palmdale (California) | KZLA (en) | 34 ° 36 ′ 13 ″ N, 118 ° 05 ′ 02 ″ W | 763,546 m |
| Salt Lake City (Utah) | KZLC (en) | 40 ° 47 ′ 10 ″ N, 111 ° 57 ′ 08 ″ W | 1.287.420 m |
| Miami, Florida) | KZMA (en) | 25 ° 49 ′ 29 ″ N, 80 ° 19 ′ 09 ″ W | -7.882 m |
| Memphis, Tennessee) | KZME (en) | 35 ° 04 ′ 03 ″ N, 89 ° 57 ′ 19 ″ W | 68.788 m |
| Farmington, Minnesota | KZMP (en) | 44 ° 38 ′ 15 ″ N, 93 ° 09 ′ 07 ″ W | 262,667 m |
| Ronkonkoma | KZNY (en) | 40 ° 47 ′ 03 ″ N, 73 ° 05 ′ 50 ″ W | 6,108 metros |
| Fremont (California) | KZOA (en) | 37 ° 32 ′ 35 ″ N, 122 ° 00 ′ 57 ″ W | -3.459 m |
| Oberlin (Ohio) | KZOB (en) | 41 ° 17 ′ 50 ″ N, 82 ° 12 ′ 23 ″ W | 224,115 m |
| Auburn (Washington) | KZSE (en) | 47 ° 17 ′ 13 ″ N, 122 ° 11 ′ 18 ″ W | 82,128 m |
| San Juan, Puerto Rico) | TJZS | 18 ° 25 ′ 52 ″ N, 65 ° 59 ′ 37 ″ W | -28.547 m |
| Hampton (Georgia) | KZTL (en) | 33 ° 22 ′ 47 ″ N, 84 ° 17 ′ 48 ″ W | 261.142 m |
El segmento espacial consta de varios satélites geoestacionarios, por lo tanto, ubicados en una órbita mucho más alta que la del GPS, que transmiten los mensajes de corrección del GUS al segmento de usuarios. Estos satélites también emiten mensajes similares a los del GPS, simulando satélites GPS complementarios. El segmento espacial consta actualmente de dos satélites de telecomunicaciones comerciales, Galaxy 15 y Anik F1R .
Aquí está su posición y el número de pseudo-satélite GPS que están usando (el "PRN" mostrado en un receptor). Hay más detalles disponibles sobre estos satélites, en inglés.
| Nombre y detalles del satélite | NMEA / PRN | Posición |
|---|---|---|
| Galaxy 15 | NMEA # 48 / PRN # 135 | 133 ° O |
| Anik F1R | NMEA # 51 / PRN # 138 | 107,3 ° O |
Históricamente, inicialmente se utilizaron dos satélites de la organización Inmarsat:
| Nombre y detalles del satélite | NMEA / PRN | Posición | Comentario |
|---|---|---|---|
| Región del Océano Pacífico (POR) | NMEA # 47 / PRN # 134 | 178 ° E | Ya no transmite WAAS |
| Región del Océano Atlántico-Oeste | NMEA # 35 / PRN # 122 | 142 ° O | Ya no transmite WAAS |
El Segmento de Usuario está compuesto por los receptores GPS y WAAS, que utilizan la información transmitida por la constelación de satélites GPS para determinar su posición y hora actual. También reciben mensajes WAAS del segmento espacial. Se utilizan dos tipos de correcciones, lenta y rápida.
El receptor GPS puede aplicar inmediatamente las correcciones rápidas, que incluyen una posición del satélite corregida, datos de corrección del reloj, lo que permite determinar la posición del receptor utilizando los cálculos habituales de los receptores GPS.
Una vez que se establece una posición aproximada, el receptor comienza a usar correcciones lentas para mejorar la precisión del posicionamiento. Las correcciones se refieren en particular al retardo ionosférico. En su camino desde el satélite al receptor, la señal del satélite pasa a través de la ionosfera . El receptor calcula el punto de entrada de la señal a la ionosfera y, cuando ha recibido los datos relativos a este punto, aplica la corrección correspondiente para compensar la variación de trayectoria introducida por las condiciones ionosféricas.
Los datos de corrección lenta se pueden actualizar cada minuto si es necesario. Sin embargo, las correcciones de efemérides y errores ionosféricos no cambian tan rápidamente y solo se actualizan cada dos minutos, aunque son válidas durante los siguientes 6 minutos.
| Año | Con fecha de | Evento |
|---|---|---|
| 2008 | Se ponen en servicio nuevas estaciones WRS en México y Canadá, ampliando el área de cobertura del servicio WAAS | |
| 2007 | Galaxy XV (NMEA # 48) comienza la transmisión de mensajes de corrección certificados, restaurando el servicio WAAS en el noreste de los Estados Unidos | |
| 2006 | Marzo de 2006 | WAAS está autorizado para proporcionar ayuda a la navegación aeronáutica hasta 200 pies sobre el terreno del aeropuerto en una aproximación por instrumentos LPV |
| Febrero de 2006 | El satélite Inmarsat AOR-W (NMEA # 35) se mueve de 54 ° oeste a 142 ° oeste, interrumpiendo el servicio WAAS sobre el noreste de los Estados Unidos. | |
| 2005 | 13 de octubre de 2005 | Lanzamiento del satélite de telecomunicaciones geoestacionario Galaxy XV de Panamsat (NMEA # 48) |
| 9 de septiembre de 2005 | Lanzamiento del satélite de telecomunicaciones geoestacionario Anick F1R de Telesat (NMEA # 51) | |
| Junio de 2005 | Instalación de la primera estación WRS internacional en Gander, Labrador ( provincia de Terranova y Labrador , Canadá) | |
| Marzo de 2005 | FAA selecciona a Lockheed Martin como nuevo contratista principal para el segmento de control terrestre | |
| 2004 | Octubre de 2004 | la FAA autoriza al Garmin 480 como el primer equipo de aviónica a bordo compatible con WAAS para aproximaciones LPV |
| Septiembre de 2004 | Se han completado las campañas de prueba de compatibilidad para los nuevos sitios WAAS en Canadá y Alsaka. | |
| 2003 | 10 de julio de 2003 | La Administración Federal de Aviación Civil de EE. UU., FAA, recibe el Sistema de aumento de área amplia (WAAS) |
| 31 de marzo de 2003 | Primer vuelo comercial de Capstone utilizando un receptor GPS / WAAS TSO-145 | |
| 2002 | ||
| 2001 | ||
| 2000 | ||
| 1999 | Diciembre de 1999 | Primera señal de prueba WAAS transmitida por satélite |
| 1998 | Enero de 1998 | Adquisición de Hughes Aircraft por Raytheon Systems y transferencia del contrato WAAS a Raytheon |
| 1997 | Junio de 1997 | Lanzamiento del satélite geoestacionario de telecomunicaciones marítimas AOR-W (NMEA # 35) por Inmarsat |
| 1996 | Diciembre de 1996 | Lanzamiento del satélite geoestacionario de telecomunicaciones marítimas POR (NMEA # 47) por Inmarsat |
| Octubre de 1996 | El contrato para la finalización de la fase 1 se adjudicó a Hughes Aircraft el 1 st de abril de de 1999 | |
| Abril de 1996 | El contrato de Wilcox se interrumpe por excesivas dificultades técnicas | |
| Febrero de 1996 | Se entrega la arquitectura WAAS, versión 1.5. | |
| 1995 | Agosto de 1995 | Wilcox Electric gana contrato para desarrollar WAAS |
| Sistema | 95% de precisión (lateral / vertical) |
Detalles |
|---|---|---|
| LORAN-C / Especificación | 460 m / 460 m | Precisión absoluta especificada para el sistema LORAN-C. |
| Especificación del equipo de medición de distancia (DME) | 185 m (lineal) | DME es una radioayuda para la navegación que puede calcular la distancia lineal entre una aeronave y un equipo DME en tierra. |
| GPS / Especificación | 100 m / 150 m | La precisión especificada del sistema GPS en uso civil, con la opción Disponibilidad selectiva (SA) desactivada. SA fue empleada por el gobierno de los EE. UU. Hasta1 st de mayo de el año 2000. |
| LORAN-C / Medidas repetibles observadas | 50 m / 50 m | El informe de la Guardia Costera estadounidense menciona detalles en "retroalimentación sobre la posición" de 50 metros en modo de diferencia horaria. |
| E-LORAN / Medidas repetibles | Por modernos receptores LORAN-C, que utilizan todas las señales disponibles simultáneamente y antenas polarizadas en el campo magnético | |
| Sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS) | 10 m / 10 m | Esta es la precisión del peor de los casos del GPS diferencial del Sistema de posicionamiento global diferencial (DGPS). Según el informe de los sistemas de navegación por radio federal (FRS) de 2001 publicado conjuntamente por el Departamento de Transporte (DOT) y Defensa (DoD) de los Estados Unidos, la precisión se degrada cuando se aleja del equipo. La precisión puede ser <1 m, pero normalmente es <10 m . |
| Sistema de aumento de área amplia (WAAS) / Especificación | 7,6 m / 7,6 m | En el peor de los casos, WAAS debe mantener la precisión en una aproximación de precisión. |
| GPS / Medido | 2,5 m / 4,7 m | Valor medido real del sistema, excluidos los errores debidos a los receptores, sin SA, según los resultados de la Agencia de Aviación Civil de los Estados Unidos (FAA) utilizando el banco de pruebas de satélites nacionales - banco de pruebas NSTB. |
| WAAS / Medido | 0,9 m / 1,3 m | Valor realmente medido del sistema, excluidos los errores debidos a los receptores, a partir de los resultados del NSTB. |
| Sistema de aumento de área local (LAAS) / Especificación | El propósito del programa LAAS es proporcionar capacidad ILS de Categoría III. Esto permite un aterrizaje con visibilidad cero en piloto automático e indica una precisión muy alta <1 m . |