民用航空卫星导航地基增强系统(I类精密进近)测试要求(试行)(AC-115-TM-2016-01)

1 概述

1.1 目的

根据《民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可管理办法》(CCAR-87)和《民用航空通信导航监视工作规则》(CCAR-115)的有关规定，为强化通信导航监视运行安全水平，提高民用航空空中交通通信导航监视设备使用许可工作质量，规范地基增强系统地面设备测试总体要求，制定本通告。

1.2 适用范围

本通告适用于地基增强系统地面设备使用许可测试。

1.3 编写依据

本通告根据国际民航组织文件8071《无线电导航设备测试手册第2卷：基于卫星的无线电导航系统的测试》、《国际民用航空公约：附件十：航空电信》(以下简称《附件十》)以及《民用航空地基增强系统(GBAS)地面设备技术要求--I类精密进近》(以下简称《技术要求》)编写。

1.4 术语、定义和缩略语

1.4.1术语和定义

(1)告警Alarm

系统未满足完好性/连续性要求，或服务不可用的指示。

(2)可用性Availability

在预期运行期间，导航系统提供所需功能和性能的能力。

(3)连续性Continuity

设备在15s周期内能够为I类精密进近服务提供水平、垂直引导，或对机载系统提供告警信息的平均概率。

(4)Ⅰ类精密进近CategoryⅠPrecision Approach

决断高不低于60m，能见度不小于800m或跑道视程不小于550m的精密进近。

(5)地基增强系统Ground-Based Augmentation System

利用地面发射台播发差分修正、完好性信息及其它信息，以提高一定范围内卫星导航用户精度及其它性能的增强系统。

(6)伪距Pseudo-Range

接收机通过测量导航信号到达的本地时间与卫星发播信号的卫星时间之间的时间间隔所获得的距离，包含两者之间的几何距离和钟差等。

(7)B值BValue

扣除广播伪距修正量后基准接收机测量伪距的残余误差。

1.4.2缩略语

(1)DCP基准交叉点(Datum Crossing Point)

(2)FAS最后进近航段(Final Approach Segment)

(3)FTP虚拟设定的跑道入口点(Fictitious Threshold Point)

(4)GNSS全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System)

(5)ILS仪表着陆系统(Instrument Landing System)

(6)LTP着陆跑道入口点(Landing Threshold Point)

(7)MT电文类型(Message Type)

(8)MTBF平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures)

(9)MTTR平均修复时间(MeanTime To Repair)

(10)TDMA时分多址(Time Division Multiple Access)

(11)VAL垂直告警门限(Vertical Alert Limit)

(12)VDB甚高频数据广播(VHF Data Broadcast)

(13)WGS-841984大地测量系统(World Geodetic System1984)2 一般要求

2.1 测试样机

本要求所指地基增强系统地面设备主要由参考接收子系统、参考处理子系统、VDB子系统、监控子系统组成。

2.2 设备缺陷定义和判定准则

2.2.1缺陷定义

2.2.1.1软件的等级类型

AL1：设备功能失效将导致严重性等级运行风险的软件缺陷;

AL2：设备功能失效将导致危险事件运行风险的软件缺陷;

AL3：软件的异常行为将直接产生导致严重性等级2运行影响的设备功能故障，或者产生可通过缓解措施降低发生概率为2的设备功能失效;

AL4：软件的异常行为将直接产生导致严重性等级3运行影响的设备功能故障，或者产生可通过缓解措施降低发生概率为3的设备功能失效;

AL5：软件的异常行为将直接产生导致严重性等级4运行影响的设备功能故障，或者产生可通过缓解措施降低发生概率为4的设备功能失效;

AL6：软件的异常行为不会引起或作用于存在安全影响的系统功能。

2.2.1.2硬件的等级类型

A：硬件的异常行为将直接产生导致航空器处于灾难性失效条件的设备功能失效;

B：硬件的异常行为将直接产生导致航空器处于危险/非常严重失效条件的设备功能失效;

C：硬件的异常行为将直接产生导致航空器处于严重失效条件的设备功能失效;

D：硬件的异常行为将直接产生导致航空器处于较小失效条件的设备功能失效;

E：硬件的异常行为不影响航空器运行能力或机组工作负荷的设备功能失效。

2.2.2判定准则

测试样机出现下列情况之一者即判定为测试不通过：

(1)出现等级AL2、B的缺陷;

(2)等级AL4和D的缺陷总数大于3项。

测试样机满足下列情况判定为测试通过：

(1)没有等级AL2、B的缺陷;

(2)等级AL4和D的缺陷总数不大于3项且回归测试后缺陷归零。

2.3 测试中止与恢复

测试样机出现下列情形之一的，可以中止测试：

(1)测试样机出现危及安全的质量问题;

(2)测试样机出现影响性能指标的重大技术问题;

(3)测试样机出现在现场难以排除的故障。

根据已有的测试结果判定，如果测试样机的主要技术指标和功能无法满足要求时应当中止测试。

经改进或排除故障并通过实验验证，证明问题已解决的，可以恢复测试或重新进行测试。

2.4 回归测试

未出现等级AL2、B的缺陷，等级AL4和D的缺陷总数不超过3项，可进行一次回归测试。

回归测试不仅对出现的缺陷予以测试，还应对可能影响到的其他项目再次测试。

2.5 测试仪器仪表要求

所有的测试仪表、设备应按国家有关计量检定规程或有关标准经检验或计量合格，并在有效期内。所有的测试仪表设备应具有足够的精度和稳定度，其精度高于被测试指标精度一个数量级或误差小于被测数允许误差的三分之一。3 测试项目

3.1 功能性能测试

3.1.1一般性测试

3.1.1.1测试项目唯一标识符：YBCS

3.1.1.2测试内容

对测试样机的完好程度、标牌、标志等进行检查。检查备件、附件和工具是否符合规定的品种、规格和数量要求。

检查产品各类技术手册是否完整、内容和术语的含义前后是否一致、内容描述是否正确和准确。

3.1.1.3测试方法

采用目检方式。

3.1.1.4缺陷等级：E

3.1.2环境可靠性测试

3.1.2.1测试项目唯一标识符：HJCS

3.1.2.2测试内容

此测试针对《技术要求》4.2.7条规定的室内、室外设备工作环境要求，评价环境条件对设备可靠性、可用性的影响。

3.1.2.3测试方法

使用测试舱对极限温湿度进行测试。

3.1.2.4缺陷等级描述：D

3.1.3精度测试

3.1.3.1测试项目唯一标识符：JDCS

3.1.3.2测试内容

测试水平位置误差及垂直位置误差。要求95%情况下水平位置误差不大于16m，垂直位置误差不大于4m。

3.1.3.3测试方法

精确勘测一个位置点(厘米级)，并把GBAS监测系统的GNSS接收天线安装到精确勘测点位置。

(1)精确勘测点位置包括WGS-84为坐标的水平和垂直高度;

(2)在GBAS设备和GBAS监测系统正常运行后，持续采集超过24小时的数据;

(3)使用GBAS监测系统的应用软件比较分析测量值与勘测值的差异，判断误差是否满足95%情况下水平位置误差不大于16m、垂直位置误差不大于4m的要求。

3.1.3.4缺陷等级：AL2、B

3.1.4参考处理子系统参数测试

3.1.4.1地面伪距不确定性测试

3.1.4.1.1测试项目唯一标识符：WJQX

3.1.4.1.2测试内容

测试提供I类精密进近服务的GBAS设备连续性应不低于1-8.0×10-6/15sec。

3.1.4.1.3测试方法

安装GBAS监测系统并接收GBAS设备发出的VDB数据。

(1)通过GBAS监测系统持续记录14天GBAS设备广播的类型1电文;

(2)分析类型1电文中DCP产生的Sigma监测数据;

(3)将记录的文件进行B值超过3.0-Sigma事件发生率分析，绘制每部参考接收机的不同Sigma事件的分布情况;

(4)将结果与厂家设定的设备性能基线值进行比较，判断实际设备是否能够达到标称性能;

(5)对记录文件中B值小于1.0-Sigma事件发生率进行分析，与厂家设定的标准配置参数进行比较，判断实际设备是否能够达到标称性能。

3.1.4.1.4缺陷等级：AL2、B

3.1.4.2类型1电文

3.1.4.2.1测试项目唯一标识符：T1DW

3.1.4.2.2测试内容

类型1电文参数与ICAO8071表格II-4-3规定格式的符合性。

3.1.4.2.3测试方法

安装GBAS监测系统并接收GBAS设备的VDB广播数据。

(1)GBAS设备处于稳定工作状态，设备设置到通道1;

(2)利用GBAS监测系统接收GBAS设备的VDB广播数据;

(3)解析类型1电文的各项字段是否满足规定格式。

(4)接收多条类型1电文，检查分析相关可变字段的数据是否发生了变化，数据是否准确;

(5)切换到通道2，按(3)(4)步骤进行测量分析。

3.1.4.2.4缺陷等级：AL2

3.1.4.3类型2电文

3.1.4.3.1测试项目唯一标识符：T2DW

3.1.4.3.2测试内容

类型2电文参数与ICAO8071表格II-4-3规定格式的符合性。

3.1.4.3.3测试方法：

安装GBAS监测系统并接收GBAS设备的VDB广播数据。

(1)GBAS设备处于稳定工作状态，设备设置到通道1;

(2)利用GBAS监测系统接收GBAS设备的VDB广播数据;

(3)解析类型2电文的各项字段是否满足规定格式。

(4)接收多条类型2电文，检查分析相关可变字段的数据是否发生了变化，数据是否准确。

(5)切换到通道2，按(3)(4)步骤进行测量分析。

3.1.4.3.4缺陷等级：AL2

3.1.4.4类型4电文

3.1.4.4.1测试项目唯一标识符：T4DW

3.1.4.4.2测试内容

类型4电文参数与ICAO8071表格II-4-3规定格式的符合性。

3.1.4.4.3测试方法：

安装GBAS监测系统并接收GBAS设备广播的VDB数据。

(1)GBAS系统处于稳定工作状态，设备设置到通道1;

(2)利用GBAS监测系统接收GBAS设备的VDB发出的数据;

(3)解析类型4电文的各项字段是否满足规定格式。

(4)检查接收到的类型4电文的相关字段数据是否与GBAS设备中设置的一致;

(5)在GBAS设备中改变改变进近路径;

(6)检查接收到的类型4电文的相关字段数据是否与改变后期望进近路径一致;

(7)切换到通道2，按(3)(4)(5)(6)步骤进行测量分析。

3.1.4.4.4缺陷等级：AL2

3.1.5VDB发射机测试

3.1.5.1发射频率及稳定性测试

3.1.5.1.1测试项目唯一标识符：FSPL

3.1.5.1.2测试内容

VDB的工作频率范围及RF载波频率稳定性。VDB的工作频率范围应为108～117.975MHz;RF载波频率应在所选频率±2ppm范围内。

3.1.5.1.3测试方法

(1)用频率计通过发射机""RF测试端口""的连续波输出模块测量发射机工作频率;

(2)设置发射频率偏差在所选工作频率的±2ppm，设备能够正常工作。

3.1.5.1.4缺陷等级：D

3.1.5.2无用发射测试

3.1.5.2.1测试项目唯一标识符：WYFS

3.1.5.2.2测试内容

无用发射应满足ICAO附件十3.7.3.5.4.6规定的值，任何VDB谐波或离散信号的总功率不大于-53dBm。

3.1.5.2.3测试方法

(1)将设备设置为维护模式，在已分配时隙产生连续的发射;

(2)调整频谱分析仪参考电平，产生最大动态范围显示，设置输入衰减器确保分析仪输入端无信号超过最大允许电平;

(3)按附件十3.7.3.5.4.6规定带宽观测功率电平;

(4)检查测量结果未超过DOC.8071表II-4-2B规定限值。

3.1.5.2.4缺陷等级：D

3.1.5.3相邻通道功率测试

3.1.5.3.1测试项目唯一标识符：LDFS

3.1.5.3.2测试内容

无用发射应满足ICAO附件十3.7.3.5.4.6规定的值;任何VDB谐波或离散信号的总功率不大于-53dBm。

3.1.5.3.3测试方法

(1)将设备设置为维护模式，在已分配时隙产生连续的发射;

(2)调整衰减器到最小值，确保输入端信号不过载;

使用125kHz量程观测信号包络;使用分析仪IF信号作为显示触发源;使用分析仪功率带标记功能测量第一、第二邻信道的25kHz带宽内功率;

(3)按带宽观测功率电平;

(4)检查测量结果未超过附件十3.7.3.5.4.5规定限值;

(5)调整分析仪的中心频率为发射频率±50kHz;

(6)测量第四邻信道功率;

(7)检查测量结果未超过附件十3.7.3.5.4.5规定限值;

(8)使用分析仪功率带标记功能测量第八、第十六、第三十二、第七十六邻信道;

(9)检查测量结果未超过DOC.8071表II-4-2B规定限值。

3.1.5.3.4缺陷等级：D

3.1.6监测功能测试

3.1.6.1GNSS监测功能测试

3.1.6.1.1测试项目唯一标识符：GJC

3.1.6.1.2测试内容

GNSS测距源完好性监测，是否能够排除无效的测距源、监测GNSS测距源、星历、地面伪距标准差、B值、GNSS导航数据。

3.1.6.1.3测试方法

(1)将维护终端连接到设备，启动应用软件;

(2)按规定的用户级别登录;

(3)观察状态/模式显示、告警显示是否表明设备能够排除无效的测距源，能够监测GNSS测距源、星历、地面伪距标准差、B值、GNSS导航数据。

3.1.6.1.4缺陷等级：AL2

3.1.6.2VDB监测功能测试

3.1.6.2.1测试项目唯一标识符：VJC

3.1.6.2.2测试内容

测试设备是否能监测发射功率以及显示VDB状态信息。

3.1.6.2.3测试方法

(1)将维护终端连接到设备，启动应用软件;

(2)按规定的用户级别登录;

(3)观察状态/模式显示、告警显示、VDB显示是否表明设备能够在发射功率下降-3dB应在3s内检测，VDB状态信息。

3.1.6.2.4缺陷等级：AL4

3.1.7可维护性测试

3.1.7.1测试项目唯一标识符：KWHX

3.1.7.2测试内容

设备的能够在现场更换备件，并重新正常运行。

3.1.7.3测试方法

现场对可更换单元进行更换，验证设备是否可正常工作。

3.1.7.4缺陷等级：D

3.2 运行环境测试

运行环境测试指在设备预期使用环境下开展的可用性、可靠性、稳定性、安全性、空间信号(针对收发信机类设备)等测试，其目的是确认设备是否满足民用航空空中交通的使用要求或预期用途。

3.2.1运行可靠性测试

3.2.1.1测试项目唯一标识符：YKKX

3.2.1..2测试内容

让设备长期不间断运行，测试GBAS设备的运行可靠性。

3.2.1.3测试方法

(1)设备处于不停机运行状态。

(2)选择VDB覆盖范围内的一个勘测点，架设GNSS、

VDB接收天线，利用GBAS监测系统进行定位数据记录，对记录的数据进行可用性分析。

(3)定期记录设备运行期间的日志和告警、设备运行状况，天线状态，监控器、控制器、主配电板、充电器、防雷器等的维护情况;定期记录卫星状态、本地维护终端检查情况;每6个月进行发射机功率、频率、参考接收机时隙的检测;以14天为一个周期记录提取设备的记录数据。

1)记录14天的RR和VDB完整数据;

2)系统日志，包括4个差分数据处理器日志;

3)Sigma监测数据;

4)测试期间的NANU信息;

5)适应性数据文件：GPS卫星、对流层等参数;

其他日常监测：

1)所有RR的告警信息;

2)记录每日天气数据(温度、湿度、降水、风);

3)GPS天线100米范围内的任何活动;

对记录的数据采用专用软件进行分析：

1)评估伪距地面广播sigma;

2)系统稳定性分析：星座报警、日志分析、卫星排除分析;

3)Sigma事件分析：sigma发生率监视、Chi-Squared监视;

4)系统可用性分析;

5)长期可用性：RTCA/DO-229D附录的历书，在VAL=10.0m、无电离层筛选的条件下预测长期可用性;

6)当前可用性：使用当前的历书，在sigma_vig=6.4×10-6m/m、VAL=10.0m的情况下，估计当前可用性;

7)Actual可用性，使用已安装系统中的实际广播的Sigma(σpr_gnd，σvig)记录的VDB数据;

3.2.1..4缺陷等级：AL2、B

3.2.2定位可靠性测试

3.2.2.1测试项目唯一标识符：DKKX

3.2.2.2测试内容

让设备长期不间断运行，测试设备的定位可靠性，其中水平位置误差不大于16m，垂直位置误差不大于4m。

3.2.2.3测试方法

选择VDB覆盖范围内的一个勘测点，架设GNSS、VDB接收天线，利用GBAS监测系统进行定位数据记录，对记录的数据进行定位精度、误差分布等分析。

3.2.2.4缺陷等级：AL2

3.2.3连续性测试

3.2.3.1测试项目唯一标识符：DWJD

3.2.3.2测试内容

测试提供I类精密进近服务的GBAS设备连续性应不低于1-8.0×10-6/15sec。

3.2.3.3测试方法

该测试项结合GBAS设备可靠性测试周期，进行长期GBAS设备的运行状态及VBD输出数据记录，并进行分析系统连续性指标。

(1)通过GBAS设备数据记录功能，以14天为一个记

录周期进行连续的数据记录(14天为系统设计数据保存周期);

(2)通过GBAS分析工具，对收集的数据进行分析;

(3)分析是否出现特告警事件或超出设定参数值的情况，并统计系统连续性指标。

3.2.3.4缺陷等级：AL2、B

3.3 飞行测试

3.3.1场面滑行测试

3.3.1.1测试项目唯一标识符：CMHX

3.3.1.2测试内容

校验飞机在跑道上进行滑行试验，以验证VDB信号在跑道上的覆盖情况是否达到-99dBW/m2至-35dBW/m2，并验证地面站提供的机场数据和FAS数据是否与机载数据库FAS数据一致。

3.3.1.3测试方法

(1)跑道往返滑行测试：验证信号接收是否正常;并记录场强数据;

(2)跑道中心线滑行测试：验证仪表输出航向偏置，测试地面站提供的机场数据是否准确;

(3)沿跑道中心线S形滑行：验证跑道场面的VDB信号覆盖。

3.3.1.4缺陷等级：AL2/B(FAS完整性：AL2，信号强度：B)

3.3.2大圆飞行测试

3.3.2.1测试项目唯一标识符：DYFX

3.3.2.2测试内容

验证机场区域内VDB空间信号覆盖情况是否达到-99dBW/m2至-35dBW/m2，并查看是否存在干扰信号。

3.3.2.3测试方法

以FTP/LTP(着陆入口点)为圆心，高度1500米、3000米，半径20海里，分别进行大圆飞行。

3.3.2.4缺陷等级：B

3.3.3圆弧飞行测试

3.3.3.1测试项目唯一标识符：YHFX

3.3.3.2测试内容

在进近方向，进行弧度飞行，以评估在所需水平区域内的GBAS信号覆盖是否达到-99dBW/m2至-35dBW/m2。

3.3.3.3测试方法

以FTP/LTP为圆心，高度600米，半径15/20海里，左右35度圆弧。(根据程序要求设定)

3.3.3.4缺陷等级：B

3.3.4水平飞行测试

3.3.4.1测试项目唯一标识符：SPFX

3.3.4.2测试内容

测试进近及复飞区域VDB信号覆盖是否满足-99dBW/m2至-35dBW/m2。

3.3.4.3测试方法：

分别以高度600米、900米、1200米，距入口10、15、20海里处沿跑道中心线飞行至跑道另一侧2.5海里处结束(根据程序要求设定)。

3.3.4.4缺陷等级：B

3.3.5进近飞行测试

3.3.5.1测试项目唯一标识符：JJFX

3.3.5.2测试内容

进近方向VDB信号覆盖和差分定位精度，要求定位精度误差：垂直误差不大于4m，水平不大于16m;VDB信号强度：-99dBW/m2至-35dBW/m2。测试类ILS航向及下滑的准确性和可用性。

3.3.5.3测试方法

从距离入口20海里、15海里、10海里处进行进近飞行，飞至决断高度60米处拉平，衔接复飞程序。

3.3.5.4缺陷等级：AL2/B(定位精度：AL2，信号强度：B)4 测试人员

(1)测试人员应具备以下条件：

1)从事导航专业相关工作，具有较高的设备维护水平，持有导航专业航空电信执照。

2)或从事导航设备使用许可的人员。

3)能熟练地掌握导航专业英语。

(2)进行使用许可测试的，测试人员不少于六名，其中2/3人员应具备工程师以上(含)资格，高级工程师应不少于人员总数的1/2。5 测试时间

(1)进行功能性能测试的，测试时间不少于十个工作曰。

(2)进行运行环境测试的，测试时间不少于八个月。

(3)进行飞行测试的，测试次数不少于两次。6 附则

本通告自发布之日起生效。