I analysschemat (tabell 4) kan man utläsa att det föreligger stora skillnader mellan ILS- och GBAS-systemen. Vid en översiktlig genomgång av de valda kriterierna framgår tydligt att GBAS uppvisar många fördelar vid jämförelsen med ILS. I sammanhanget är det dock viktigt att mera i detalj peka på de båda landningssystemens styrkor och svagheter. Se punkterna A– H enligt följande:
A. Inflygning och landning
Vid ökad frekvens av inflygningar kan man med GBAS utnyttja flera banor på en flygplats och även på närbelägna flygplatser. Därutöver tillåter systemet olika glidbanevinklar och kurvad inflygning till samma rullbana. ILS-systemet tillåter endast fast glidbanevinkel och raka inflygningar till endast en rullbana. Detta innebär lägre antal landningar per tidsenhet, ökat buller och mer utsläpp.
B. Landningsbana och angränsade flygplatser
Varje landningsbana kräver ett separat ILS-system med en specifik sändningsfrekvens, vilket leder till ökning av antalet ILS-instrument för varje ny rullbana på en flygplats [14, s. 11]. Alternativet är att enbart installera ett GBAS-system för samtliga banor och varje konfiguration har en särskild kanalnummeridentifierare [23, s. 13–14]. Ytterligare fördelar är att angränsande flygplatser inom ett avstånd på max. 42 km (23 Nm) från GBAS-referenspunkten kan förses med behövligt stöd [24, s. 4].
C. Landningssystem
Eftersom varje ILS-system ger stöd för endast en bana, resulterar det i att inflygningar måste avbrytas vid stängning av systemet med förseningar som följd [2, s. 3]. ILS är inte särskilt exakt och vid behov av att förskjuta en tröskel, måste hela ILS-systemet förflyttas i längdled. Detta gäller inte med GBAS, vilket har flera GPS-mottagare och ifall en av dem blir funktionsoduglig finns alltid signaler från andra mottagare. Se figur 12. Systemet kan klara av max. 48 inflygningar till olika rullbanor samtidigt [23,
43 s. 14]. Flygplanets position fastställs kontinuerligt i realtid [23, s. 12]. GBAS-systemet innebär ingen reflektionsrisk och eliminerar kritiska områden.
D. Systemets precision och flexibilitet
GBAS är flexibelt och har hög precision genom sin positioneringstjänst, vilket ger ett avstånd på mindre än en meter från tröskeln i både vertikala och horisontala riktningar [34, s. 1]. Denna egenskap är viktig och spelar stor roll under CAT III, när piloten inte kan se tröskeln på rullbanan.
Figur 14 och 15 är testresultat av en genomförd testundersökning av Felux, Dautermann och Becker [34] rörande jämförelse och skillnaden mellan ILS och GBAS. Figuren 14, presenterar de observerade lokaliseringsfelen för ILS (blå). Histogrammet visar att felen för ILS-systemet uppgick till nästan 13 m. Motsvarande fel för GBAS-systemet (röd) låg lägre än 0,6 m under samtliga testflygningar.
Figur 14: Histogram of Localizer errors (blue) and GBAS lateral errors (red) [25, s. 6].
Figure 15, visar att standardavvikelsen för fel i GBAS-systemet var 0,1m i sidled och 0,4 m vertikalt och inga uppmärksamma reflektionsrisker och kritiska område eliminering.
44 Standardavvikelsen för fel i ILS-systemet var 2,9 m i sidled (localizer) och 1,9 m vertikalt (glidbanan).
Figur 15: Comparison of vertical ILS guidance, GBAS guidance and GBAS VPL [25, s. 5].
E. Störningskällor och systemplacering
Eftersom ILS-systemet har antennmönster, finns alltid risk att något föremål hindrar strålningen av instrementerna. Se figur 5, 6, 7 och 8. Vid installation av ILS-sändaren är det viktigt att inget hinder påverkar signalerna. På grund av ILS-sändaren har smal sändningsbreddssignal, kommer den påverkas negativt av närliggande källor och FM- radiosignaler. I GBAS-systemet används inte antennmönster för att komponera navigationssignalen, vilket avsevärt minskar negativa driftseffekter. Dessutom ökar flygplatsens operativa kapacitet under dåliga väderförhållanden. [23, s. 13-14].
F. Väderminima
Ett av ILS stora problem är att landning under väderförhållanden med låg
molnbashöjd och siktvärden är begränsad. GBAS är i jämförelse ett bättre alternativ till ILS för kategorier II och III [23, s. 11].
45 G. Miljöpåverkan
Vid användning av GBAS kan många miljöpåverkande aspekter elimineras och förbättras. Utsläpp, buller och tidsförseningar kan elimineras och uppnås genom att genomföra brantare och kurvade inflygningar. Ytterligare en aspekt är att avstånden mellan flygplan under inflygning kan reduceras genom att flexibelt använda
närliggande rullbanor.
H. Underhåll och kostnader
ILS-systemet är komplext och kostsamt p.g.a. ett avancerat och periodiska underhåll och servicekognition. GBAS-systemet är datorsatellitbaserat, enkelt att installera och kräver låg servicekognition.
46
6 Diskussion
I examensarbetet har jag analyserat i vilken grad det nya landningssystemet GBAS skulle kunna användas på små flygplatser, som ersättning till ILS. Inledningsvis studerade jag olika landningssystem för att få en generell uppfattning om deras för- och nackdelar. Därefter valde jag den lämpligaste metoden för att analysera och fördjupa arbetet. Med hjälp av
analysschema gjorde jag jämförelser mellan två landningssystem med syftet att kunna bedöma om GBAS-systemet skulle kunna ersätta ILS-systemet. Fördelarna med den kvalitativa
metoden var att datainsamlingen och analysen medgav en djupare förståelse av
landningssystemen. Systematiseringen och kategoriseringen av olika kriterier i analysschemat bidrog till en tydligare jämförelse mellan systemen. Nackdelar med kvalitativa metoder är att de är tidskrävande och att insamlad data kan vara svår att tolka och jämföra. På grund av flygindustrins sekretessregler för GBAS-systemet var det inte möjligt att samla in data för kvantitativa beräkningar och analyser.
GBAS är ett landningssystem, som förmodligen skulle kunna rädda små flygplatser i
konkurrens med de stora. Vid tolkningen av resultaten i analysschemat (tabell 4) framgår att systemet har många fördelar, som skulle passa små flygplatser vid ersättning av det äldre ILS- systemet. De tekniska och ekonomiska problemen vilka är förknippade med ILS-systemet, innebär mer arbete och större underhållskostnader för små flygplatser. Landningssystemet GBAS löser många av de ekonomiska, tekniska och miljörelaterade problemen, som är kategoriserade i analysschemat.
Flygplatsernas intäkter är beroende av antalet flygrörelser (starter och landningar). Därför behöver flygplatserna kunna ta emot så många flygplan som möjligt oavsett
väderförhållanden och ge dem korrekt information under olika förutsättningar för inflygning och landning. Vidare bör utrustningen vara enkel, robust, billig och i behov av minsta möjliga underhåll. GBAS kan ge de möjligheterna till flygplatser.
Flygoperatörer väljer företrädesvis billiga och geografiskt välplacerade flygplatser för sina starter och landningar. Med ökade antal flygrörelser och bättre väderinformation under dåligt väder, väljer de att operera på stora flygplatser. Små flygplatser tvingas för att inte gå i konkurs utrusta sig med moderna landningsinstrument för att kunna ta emot fler flygplan och ge dem tillräcklig information under dåliga väderförhållanden fram till CAT III.
47 Examensarbetet visar en positiv syn på GBAS, som ersättning till ILS på små flygplatser så att de ska kunna konkurrera med de stora flygplatserna och fortsätta bedriva sin verksamhet.
48
7 Slutsatser
Huvudsyftet i examensarbetet är att analysera för- och nackdelar med det nya
landningssystemet GBAS relaterat till det befintliga ILS-systemet. Vidare är delsyften: • att kartlägga de vanligaste landningssystemen.
• att analysera förutsättningarna för nya, framtida landningssystem och deras effekter på små trafikflygplatser.
Enligt studiens resultat är det uppenbart att GBAS ger säkrare och stabilare information till piloterna för att de ska kunna genomföra säkra inflygningar och landningar. Övergången till ny teknik innebär att nackdelarna med ILS-systemet kan reduceras och att även underhållet kan hållas på rimlig kostnadsnivå. Frågan är dock i vilken utsträckning GBAS kan ersätta ILS? För att kunna besvara frågeställningen har jag analyserat ett antal kriterier med syfte att kunna jämföra GBAS-systemet med det befintliga ILS-systemet. Resultaten visar att
majoriteten av kriterierna har en högre positiv måluppfyllelse för GBAS jämfört med ILS. Kriterierna är grupperade i ett antal kategorier vilka samtliga visar fördelar för GBAS:
a. Landningsbana. b. Landningssystem.
c. Närliggande signalkällor och systemplacering d. Väderminima.
e. Kurvad inflygning och landning f. System precision och flexibilitet. g. Miljöpåverkan.
h. Underhåll och kostnader
Ett antal undersökningar visar att kostnader har en viktig roll för att kunna implementera ett nytt landningssystem på flygplatser med låga intäkter. Höga investeringskostnader kan hindra införandet av systemet. Trots höga initiala kostnader förordas dock GBAS-systemet av många flygplatsoperatörer, eftersom kostnaderna för att installera systemet är mycket lägre än
befintliga system. Användningen av det nya systemet kommer också att medföra lägre
49 Resultatet i studien bekräftar att GBAS kan uppfylla de redovisade kategoriernas krav.
Förmågan att genomföra inflygningar och landningar enligt CAT I, CAT II och CAT IIIB kan också uppfyllas. Landning utan siktvärden enligt CAT IIIC tillämpas ännu inte.
Topografiska skäl såsom terrasser, berg eller elektromagnetiska källor runt flygplatser och brister med ILS, innebär att flygplanen inte kan erhålla tillräcklig information inför inflygning och landning. Nämnda störningskällor påverkar inte GBAS-systemet med följd att
flygolyckor och incidenter kan undvikas. Dessutom kan systemet vid behov erbjuda alternativ rullbana för landning. Hela inflygnings- och landningsfasen genomförs med exakta
50
Referenser
[1] S. Basak, S. Ulufer, M. Yilmaz, S. & C. Bilgi, “Ground Based Augmentation System (GBAS)”, İstanbul Aydin Universitesi Dergisi, Nisan 2019 Cilt 11 Sayt 2 (205–215). Tillgänglig:
https://www.researchgate.net/publication/331955689_GROUND_BASED_AUGMENTATIO N_SYSTEM_GBAS[Hämtad: 2020-01-15].
[2] LANDNING SYSTEM,”Introduction into ILS”, april 2019. Tillgänglig:
https://landingsystem.com/ils/ [Hämtad: 2020-06-09].
[3] LANDNING SYSTEM,”Introduction into MLS”, april 2019. Tillgänglig:
https://landingsystem.com/mls/ [Hämtad: 2020-06-09].
[4] ICAO,”Aerodrome Design and Operations”, 2016. Annex 14, Aerodromes, Volume 1. Tillgänglig: https://www.pilot18.com/wp-content/uploads/2017/10/Pilot18.com-ICAO- Annex-14-Volume-1-7th-Edition-2016.pdf [Hämtad: 2020-01-26].
[5] PSU Noisequest,” What Can I Learn About Aitports?”, 2018. Pennsylvania State
University. Tillgänglig: https://www.noisequest.psu.edu/nationalairspace-typesofairports.html
[Hämtad: 2020-01-26].
[6] TRAFIK ANALYS, ”Svenska flygplatser för inrikes och utrikes trafik”, 2018. Sveriges officiella statistik. Tillgänglig:
https://www.trafa.se/globalassets/statistik/luftfart/2018/statistikblad-luftfart-2018.pdf
[Hämtad: 2020-01-07].
[7] SOU 2016:83, ”En svenska flygskatt”. Betänkande av Utredningen om skatt på flygresor, Stockholm. Tillgänglig: https://www.lagen.nu/sou/2016:83 [Hämtad: 2020-01-07].
[8] Stockholm Skavsta flygplats, ”Stockholm Skavsta utveckling”, 2019. Tillgänglig:
https://www.skavsta.se [Hämtad: 2020-01-03].
[9] TRAFIK ANALYS, ”Flygplatser i fokus”. PM 2019:6, Sveriges officiella statistik. Tillgänglig: https://www.trafa.se/globalassets/pm/2019/pm-2019_6-flygplatser-i-fokus.pdf [Hämtad: 2020-01-18].
[10] Transportstyrelsen, ”Svenska flygplatser”, 2014-05-15. Tillgänglig:
https://www.transportstyrelsen.se/sv/luftfart/flygplatser-flygtrafiktjanst-och-luftrum/Svenska- flygplatser1/ [2020-01-03].
51 [11] Swedavia, ”Flygplatsstatistik 2019”. Om Swedavia/Statistik. Tillgänglig:
https://www.swedavia.se/om-swedavia/statistik/ [Hämtad: 2020-01-18].
[12] Swedavia, ”Flygplatsstatistik 2018”. Tillgänglig: https://www.swedavia.se/om- swedavia/statistik/ [Hämtad: 2020-01-18].
[13] Swedavia, ”Teknisk Beskrivning del 1, flygplats, 2011. Tillgänglig:
https://www.swedavia.se/globalassets/arn/miljo-arlanda/tb-del-i-teknisk-beskrivning- flygplats- 20110420.pdf [Hämtad: 2019-12-02].
[14] D. Stenberg & J. Oterdahl, ”Landning, system och metoder”, Flygvapnets Navigeringshandbok, kap 15, 1977. Tillgänglig: https://www.aef.se/Nav- handbok/FV_Navhandbok.htm [Hämtad: 2019-12-02].
[15] AIRBUS,” Getting to grips with category II and III Operations”, Flight Operations Support & Line Assistance and AWO Interdirectorate Group, Issu 3, Oktober 2001, FRANCE. Tillgänglig: https://www.skybrary.aero/bookshelf/books/1480.pdf [Hämtad: 2020-01-22].
[16] MLIT Japan,” Categories of Precision Approach”, Japaness Civil Aviation Bureau, 2008. Tillgänglig: https://www.mlit.go.jp/koku/15_hf_000077.html [Hämtad: 2019-12-25].
[17] YouTube,” How the ILS system works in flight”, Aviation Animation, 2010-11-07. Tillgänglig: [Hämtad: 2019-12-26].
[18] J. Städje, ”Maximal nytta och nöje på Arlanda”, IDG.se, 2012-09-02. Tillgänglig:
https://www.idg.se/2.1085/1.456170/maximal-nytta-och-noje-pa-rlanda/sida/11/banbelysning
[Hämtad: 2019-12-26].
[19] Colin Ward, “limitations of ILS”, Interscan aircraft landing system, February 21st,
2011. Tillgänglig: https://csiropedia.csiro.au/interscan-aircraft-landing-system/ [Hämtad: 2020-01-15].
[20] CAE “Factors Affecting Range and Accuracy of ILS”, Oxford Aviation Academy,JAA
ATPL Vol. 11, chapter 9, first edition 2014. Tillgänglig:
https://www.pilotshop.se/product/oxford-jaa-atpl-book-11-radio-navigation-easa#product- reviews, [Hämtad: 2020-01-22].
[21] “ILS disadvantages”, Aircraft Technical Book Company, Chapter 10. Tillgänglig:
https://www.aircraftspruce.com/catalog/pdf/13-08721.pdf. [Hämtad: 2020-01-15].
[22] Mayron Kaiton, Walter R. Fried, “ILS Limitations”, Avionics NAVIGATIONS Systems, Second ed, 1997. [Hämtad: 2020-01-30].
52 [23] ICAO, “Guide for Ground Based Augmentation System Implementation”, maj 2013. Tillgänglig: https://www.icao.int/SAM/eDocumentsrestore/GBASGuide.pdf#search=GBAS
[Hämtad: 2020-01-28].
[24] FAA, “Satellite Navigation – GBAS – How It Works”, 2016-11-21. Tillgänglig:
https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservi ces/gns s/laas/howitworks/ [Hämtad: 2020-02-15].
[25] EUROCONTROL, “Categori-I (CAT-I) Ground-Based Augmentation System (GBAS) Safety Plan”, 2002-01-30. Tillgänglig:
http://www.eurocontrol.fr/Newsletter/2002/November/GBAS/GBAS_Safety_Policy3.0.pdf
[Hämtad: 2020-02-15].
[26] S. Cwejman, ”Kvalitativa metoder i ungdomsforskningen”, i Metodfrågor i ungdomskulturforskningen, J. Fornäs, U. Boéthius och S. Cwejman, Red. Symposion
Bokförlag & Tryckeri, Stockholm, 1990. S. 57–70. Tillgänglig:
https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:139922/FULLTEXT01.pdf [Hämtad: 2020-02- 16].
[27] S. Larsson, Kvalitativ analys – exemplet fenomenografi. Linköping, 2011-09-01. [Hämtad: 2020-02-16].
[28] P. Blomkvist och A. Hallin, Metod för teknologer – Examensarbete enligt 4-fasmodellen. 1st ed. Lund: Studentlitteratur, 2014. [Hämtad: 2020-02-18 ]
[29] K. Williamson,” Research concepts” in Research methods – Information, Systems and Contexts, K. Williamson and G. Johansson, Eds. Second Edition. Cambridge, United States: Elsevier, 2011, pp. 3–26. [Hämtad: 2020-02-18].
[30] F. Aspling, ”Kodning och analys av kvalitativa data” Vetenskapliga metoder och kommunikation vt-16, Nov 2016. Tillgänglig: https://prezi.com/4djullaopsk9/kvalitativa- analysmetoder-oversikt/ [Hämtad: 2020-02-05]
[31] J. Trost, Kvalitativa intervjuer. Lund: Studentlitteratur, 2011.
[32] J. Nilsson, ”Analysmetoder”, Lärarutbildning, Malmö högskola, maj 2005. Tillgänglig: [Hämtad: 2020-02-08].
[33] P. Söderbaum, Positionsanalys vid beslutsfattande och planering. Ekonomisk analys på tvärvetenskaplig grund. Doktorsavhandling, Uppsala Universitet. Stockholm, Esselte studium, 1973.
53 [34] M. Felux, T. Dautermann & H. Becker, “GBAS Approach Guidance Performance – A comparison to ILS”, German Aerospace Center (DLR), January 2013. Tillgänglig:
https://www.researchgate.net/publication/259897330 [Hämtad: 2020-02-11].
[35] E. Person, En kvalitativ innehållsanalys av HVB-hemsidor. Lund University, Kandidatuppsats, HT-2013. [Hämtad: 2020-02-08]