FAA는 GPS 신호의 정밀도, 신뢰도, 유용성 을 증가시키기 위해 광역 보정 시스템(Wide Area Augumentation System, 이하 ‘WAAS’이라 한다) 을 개발했다. WAAS는 GPS가 완벽할 때, 이륙부터 Category 1 정밀 접근까지 항공 항행 체계로 사용 이 허락될 것이다. WAAS는 수용 능력과 안전을 증 대시키면서 민간항공용 완벽한 위성 항법 체계를 위 한 FAA의 전략적 목표의 주요 요소이다.
ICAO는 WAAS와 같은 Satellite-Based Augmentation Systems(SBAS)을 위한 표준 규 칙(SARP)을 정의하였다. 일본, 인도 및 유럽들 은 유사한 체계를 구축 중에 있다. EGNOS, the European Geostationary Navigation Overlay System 인도의 GPS and Geo-Augmented Navigation (GAGAN) system 그리고 Japan’
s Multi-functional Transport Satellite (MT-SAT)-based Satellite Augmentation System(MSAS). 이들 시스템은 정밀도, 신뢰도, 유 용성이 증가되면서 GPS와 유사한 완벽한 범세계 적 항법 능력을 창조할 것이다. 재래의 지상 설치 항 행 안전시설과는 달리 WAAS는 더 넓은 서비스 지 역을 망라할 것이다. 정밀하게 측량된 Wide-Area Reference Stations(WRS)은 US. WAAS 네트워 크(Network)와 연결되어 있다. 위성 시계(Clock) 와 위성 궤도 수정을 결정하고, 전리층(電離層)의 전파 효과를 모델링하기 위해 이들 WRS는 GPS 위성들의 신호들을 감시한다. Network 내의 각 Station들은 수정 정보를 계산하는 Wide-Area MasterStation(WMS)에 자료를 중계한다. 수정 메 시지가 준비되고 Ground Earth Station(GUS 지상 지구국)에 위치한 Ground Uplink Station(GUS)을 통해 Geostationary Earth Orbit Satellite (GEO:
정지 지구궤도 위성)에 Uplink 된다. 그리고 메시지 는 GPS(L1, 1575.42MHZ)와 같은 주파수로 WAAS GEO의 방송 지역 내에서 WAAS 수신기들을 향 해 방송된다. 보정 신호를 제공하는 것에 추가하여, WAASGEO는 사실상 시계 내에 추가 GPS 위성을 제공함으로써 GPS의 가용성을 증대시키며, 항공기 수신기에 추가적인 의사거리(擬似距離) 측정을 제공
한다. GPS의 무결성은 실시간의 감시로 향상되었 고, 정확성 역시 오차를 줄이도록 차별적인 수정치 의 제공으로 향상되었다. 성능 개량은 GPS/WAAS Glide Paths(Vertical Guidance)와 함께 접근 절차 를 가능하게 하였다. FAA는 WAAS Network를 지 원하기 위해 3개의 GEO satellite links, 38 WRSs, 3WMSs, 6 GES 및 2개의 운영 통제 센터를 포함하 는, 요구되는 지상의 통신의 구축을 완료하였다.
공공용 사용을 위해 WAAS를 취역시키기 전 에, FAA는 일련의 Test 및 확인 활동을 수행 하였다. 추가로 Dual Frequency Operations 가 계획되었다. GPS 및 WAAS를 포함하는 GNSS 항행은 WGS-84 좌표 System을 참조 한다. 그것은 오직 Aeronautical Information Publications(Electronic Data 및 항공용 지도) 가 WGS-84 또는 동등한 것을 따르는 지역에서 만 사용되어야 한다. 다른 국가의 민간항공 당국 은 그들의 SBAS System 사용에서 추가적인 제 한 사항을 강요할 것이다. WAAS의 계기접근은 Vertical Guidance를 제공하지만, ICAO Annex10 의 정밀 접근 요구 조건을 충족시키지 못하는 등 급의 Approach가 전 세계 항공 적용을 위해 위 성 항법 사용을 지원하도록 많은 발전을 하였다.
이 절차들은 정밀 접근이 아니고 ‘Approach with Vertical Guidance(APV)’라 부르고, ICAO Annex 6에 정의되어 있으며, LNAV/VNAV 및 localizer performancewith vertical guidance(LPV)와 같 은 Approach들을 포함한다. 이 Approach들은 Vertical Guidance를 제공하지만 정밀 접근의 보 다 엄격한 표준을 충족하지는 못한다. 완전하게 인 가된 WAAS 수신기들은 Barometric Altimetery
사용에 생길 수 있는 Error들을 제거하는 WAAS Electronic Glide Path를 사용하여 LPV minima 및 LNAV/VNAV minima까지 비행할 수 있을 것 이다. LPV Minima는 WAAS에 의해 제공된 높 은 정확도의 유도 및 증가된 완전성의 이점을 갖는 다. WASS가 생성한 이 Angular Guidance는 ILS 접근을 위해 사용된 것과 동일한 TERPS 접근 기 준을 사용하게 해 준다. LPV Minima는 Terrain 과 Airport의 구조가 가장 낮은 Minima를 지원할 때, 시정 1/2 마일에서 접지 지점 상공 200피트의 Decision Altitude를 가질 것이다. LPV Minima 는 RNAV(GPS)Aapproach Charts에 발간된다.
‘Localizer Performance’라 불리는 Minima의 다른 WAAS 기반 Line은 지형 또는 장애물들이 Vertical Guided LPV Procedure의 발간을 허가하지 않는 지역 내에 추가되고 있다. LP는 ILS Localizer와 유 사한 Lateral Procedure만 제공하도록, WAAS에 의해 제공된 Angular Lateral Guidance 및 더 작 은 Position Error의 이점을 취한다. LP Procedure 는 좁은 Obstacle Clearance 표면 때문에 LNAV Procedure보다 더 낮은 Minima를 제공할 수 있다.
LP 절차를 비행할 수 있는 능력을 가진 수신기들 은 수신기가 다른 WASS 및 GPS 접근 절차 형태들 을 위한 능력과 마찬가지로 LP 능력을 가지고 있다 는 것을 언급하는 Aircraft Flight Manual(AFM), AFM Supplement 또는 인가된 Supplemental Flight Manual 내에 진술문을 포함해야 한다.
WASS는 System의 Coverage 내에서 LNAV,LP, LNAV/VNAV 및 LPV Lines of minima까지의 RNAV(GPS) 접근들을 포함하여 비행의 모든 단계 를 지원하는 서비스 단계를 제공한다. Coverage
의 가장자리에 가까운 어떤 위치들은 Vertical Guidance의 가용성이 낮을 수도 있다.
2.14.1 WAAS 비행 절차
WAAS 수신기는 모든 기본적인 GPS 접근 기능 을 지원하고 추가적인 기능을 제공할 것이다. 중요 한 개선 사항 중 하나는 지상 장비나 Barometric Aiding에 의존하지 않고 Glide Path를 만드는 능 력이다. 이것은 hot 및 Cold Temperature 효과, 부정확한 고도계 Setting, 또는 Local Altimeter Source가 없는 것과 같은 문제를 제거하고, 각 공 항 또는 활주로에 지상 Station 장치 비용을 들 이지 않고 접근 절차의 수립을 가능하게 한다. 몇 몇 접근이 인가된 수신기들은 단지 Baro-VNAV 와 유사한 성능으로 Glide Path를 만들 수 있으 며, RNAV(GPS) 접근 차트에서 Minima의 LNAV/
VNAV Line으로 비행하도록 인가된다. 추가적인 능력을 가진 수신기(더 빠른 Update Rates와 더 작은 Integrity Limits를 포함하여)는 Minima의 LPV Line을 비행하는 것이 인가될 것이다. Lateral Integrity(횡적 무결점)는 GPS, LNAV와 LNAV/
VNAV 접근 모드를 위한 0.3NM(556m) Limit으 로부터 LPV를 위한 40미터로 변한다. 그것은 또한 250피트 또는 그 이상의 Minima를 가진 LNAV/
VNAV와, LPV 접근이 50미터까지 수직 에러가 튀 고 250피트 미만의 Minima를 가진 LNAV/VNAV 와, LPV 접근이 35미터까지 수직 에러가 튀는 수 직 Integrity Monitoring을 제공한다. 접근 절차 가 선택되고 사용될 때, 수신기는 선택된 접근 절 차의 Minima Line에 명칭이 있는 규칙을 사용하
여 조종사에게 WAAS Signal, 수신기 및 선택된 접근의 결합에 의해 지원된 가장 정확한 수준의 서 비스를 알릴 것이다. 예를 들면, 만일 접근이 LPV Minima와 함께 발간되고 수신기가 오직 LNAV/
VNAV을 위해서만 인가되었다면, WAAS Signal 이 LPV를 지원한다 하더라도 장비는 ‘LNAV/
VNAV 가용성(available)’을 시현할 것이다. 현존 하는 LPV Minima가 없는 LNAV/ VNAV 절차를 비행한다면, 비록 수신기가 LPV를 위해 인가되고 Signal이 LPV를 지원하더라도 수신기는 조종사에 게 ‘LNAV/VNAV 가용성(available)’을 알릴 것이 다. Signal이 LPV 및/또는 LNAV/VNAV minima 를 가진 절차상에서 Vertical Guidance를 지원하지 않는다면, 수신기 Annunciation은 ‘LNAV 가용성 (available)’을 읽을 것이다. LP 및 LNAV Minima 를 가진 Lateral Only Procedure 상에서 수신기 는 사용 가능한 Lateral Service의 단계에 기준을 둔 LP Available 또는 LNAV Available을 나타낼 것이다. 일단 Service 단계 통지가 주어졌으면 수 신기는 Service 단계가 Unavailable 되지 않는 한, Approach Procedure 동안 이 Mode에서 작동할 것 이다. 수신기는 다음번 접근이 실행될 때까지 좀 더 정확한 수준의 서비스로 되돌릴 수 없다. Approach 가 일단 Active 되면(작동되면) 수신기들은 더 낮 은 정도의 서비스로 ‘Fail Down’ 되지 않는다. 단 지 Vertical Off Flag가 나타나고 절차(Procedure) 를 시작한 후 비행이 운영되고 있는 규칙이 비행하 고 있는 Approach의 종류를 변경하게 한다면 조 종사는 LNAV Minima를 사용하도록 선택해야 한 다. Lateral 무결성 제한치가 LP Approach에서 초 과한다면, Approach가 Active되는(작동되는) 동안
Lateral Alarm Limit를 Reset 하는 방법이 없기 때 문에 Missed Approach가 필요할 것이다. WAAS 수신기의 또 다른 추가적인 특성은 GPS의 나쁜 신 호를 차단하고 정상적으로 작동을 지속하도록 하는 기능이다. 이것은 보통 WAAS 수정 정보에 의해 수 행된다. WAAS 유효 범위 밖, 또는 WAAS가 사용 가능하지 않을 때 그것은 ‘FDE’라 불리는 수신기 연 산 방식을 통해 수행된다. 대부분의 경우에 수신기 는 나쁜 신호를 제거한 후에 다른 이용 가능한 위성 과 함께 작동을 계속하기 때문에 이런 작동은 조종 사에게 보이지 않을 것이다. 이런 기능은 항행의 신 뢰도를 증대시킨다. LNAV/VNAV, 그리고 LPV 접 근 절차를 위한 횡적, 종적 Scaling은 기본 GPS의 선형 Scaling과는 다르다. 발간된 정확한 절차대 로 비행할 때, FAF 2마일 전까지 ± 1마일의 선형 Scaling이 제공되는데, 그곳에서의 민감도는 ILS의 Angular Scaling과 비슷하도록 증가된다. WAAS Scaling과 ILS에는 두 가지 차이점이 있다. :
(1) 긴 최종 접근 구간에서는, GPS와 동등한 성능 을 얻도록 초기 Scaling은 +/- 0.3마일이 될 것이다(그리고 ILS보다 더 나은, ILS 민감도는 활주로로부터 먼 곳에서 떨어진다).
(2) Threshold에 가까울수록 Scaling은 더 민감해 지는 것을 계속하는 대신에 선형으로 변화한다.
최종 접근 경로의 폭은 맞추어져 있기 때문에 종합 적인 폭은 활주로 Threshold에서 대개 70피트이다.
Final에서 각도 부분을 위해 횡적 바깥쪽으로 퍼진 부분(splay)의 기준점이 로컬라이저(Localizer)와 같이 안테나 위치 때문에 고정되어 있지 않으므로,
길이가 다른 활주로들의 최종 접근 경로로 벡터링을 받고 있는 항공기를 위해 일치하는 Final의 폭을 만 들면서 바깥쪽으로 퍼진 부분은 고정시킬 수 있다.
발간 절차대로 완전하게 비행하지 않을 때는 항공기 가 ILS와 비슷한 확장된 최종 접근 경로로 Capture 를 요구하는 대신에 Vector to Final(VTF) 모드가 사용된다. VTF 하에서는 FAWP로부터의 거리와 상 관없이 ILS의 각도를 갖고 바깥으로 퍼진 부분이 ± 1마일의 폭에 도달하는 지점까지 Scaling은 ± 1마 일의 선형이 된다.