eTOD integration into Flight procedure Design Environment PBN Implementation and PANS-OPS provisions Workshop Minsk, Republic of Belarus 7-10 April 2015 Vadim Tumarkin, LGS, Latvia PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 1 Интеграция электронных данных о местности и проепятствиях (eTOD) в Дизайн летных процедур PBN Implementation and PANS-OPS provisions Workshop Minsk, Republic of Belarus 7-10 April 2015 Vadim Tumarkin, LGS, Latvia PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 2 Presentation purposes • Outline eTOD scope and benefits; • Remind eTOD needs for conventional and PBN Flight Procedure Design; • Review eTOD ICAO provisions; • Share Latvian eTOD production and management experience; • Consider current eTOD implementation difficulties dealing with FPD; • Discuss CRM implementation issues using eTOD; • Present eTOD implemented practices commonly elaborated by eTOD provider, FPD SW developer and ANS provider. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 3 Цели презентации • Очертить сферу применения eTOD и получаемые выгоды; • Напомнить потребности в eTOD для дизайна традиционных летных процедур и PBN операций; • Осветить положения ИКАО в области eTOD; • Поделиться опытом Латвии в производстве и менеджировании eTOD; • Обсудить текущие трудности применения eTOD при дизайне летных процедур; • Остановиться на проблемах применения eTOD при использовании CRM; • Представить практику применения eTOD, совместно разработанную поставщиком eTOD, разработчиком системы Дизайна летных процедур и поставщика аэронавигационных услуг. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 4 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 5 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 6 Application of CRM for conventional navigation PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 7 Применение CRM для традиционной навигации PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 8 What we need to implement CRM PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 9 Что нам нужно,чтобы применять CRM PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 10 Application of CRM for PBN PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 11 Применение CRM для PBN PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 12 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 13 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 14 This leads us to the following conclusion • CRM is staying in the game for PBN procedures design; • CRM has to be improved to have possibility to use eTOD as an input; • CRM Obstacle data has to be added by CRM Terrain data taking into account the ICAO eTOD provisions; • The new solution is required to effectively upload eTOD into CRM environment. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 15 Это приведит нас к следующим выводам • CRM остается в игре при дизайне PBN процедур; • CRM должен быть усовершенствован, чтобы иметь возможность принимать на входе данные о препятствиях в виде электронных массивов; • Для применения CRM электронные данные о препятствиях должны быть дополнены электронными данными о рельефе; • Должны быть найдены эффективные механизмы «загрузки» в CRM электронных данных о препятствиях и рельефе. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 16 eTOD provision’ implemented practice Common approach of: R.I.S.K. Company as FPD Developer; Latvijas Gaisa Satiksme as AIS/PANS-OPS provider and; METRUM Company as eTOD provider. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 17 Применяемая практика поставки eTOD Консолидированный подход: R.I.S.K. Company – разработчик системы дизайна процедур; Latvijas Gaisa Satiksme - провайдер AIS/PANS-OPS; METRUM Company - поставщик продуктов eTOD. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 18 Electronic Obstacles Production and Management PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 19 Электронные Препятствия Производство и Менеджмент PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 20 ICAO eTOD provisions PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 21 Положения ИКАО в отношении поставки eTOD PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 22 Approach used for obstacle provision PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 23 Механизм поставки электронных данных PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 24 Direct electronic connection Distribution PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 25 Поставка данных путем прямого электронного соединения PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 26 Electronic Terrain Production and Management PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 27 Электронные данные о Местности Производство и Менеджмент PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 28 ICAO Terrain feature PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 29 Элементы местности ИКАО PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 30 Proposed approach for terrain provision DTM DSM Contour lines associated with vertical accuracy PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 31 Предлагаемых подход поставки данных о местности DTM DSM Contour lines associated with vertical accuracy PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 32 DEM supported by AIXM 5.1 • In recent years, the point densities for DTM (DEM) have increased dramatically due to the use of new sensors and digital processing capabilities, and often reach 1 point per square metre. • For this reason, DEM direct implementation for Flight procedure design purpose becoming more and more problematic and the innovative solution is needed to make the design process more effective. • AIXM 5.1 has a possibility to form terrain data set for predefined areas as specified in Annex 15, Chapter 10. • AIXM 5.1 VerticalStructure feature may be used to store Terrain data set. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 33 AIXM 5.1 для Цифровой Модели Местности • В настоящее время наблюдается драматический рост пунктов, формирующих Цифровую Модель Местности (Цифровую Модель Превышения) из-за использования новых сенсоров и возможностей обработки цифровых данных, и часто, это значение может достигать 1 пункт на квадратный метр. • По этой причине, использование DEM при дизайне летных процедур становится все более проблематичным и нужны новые подходы для решения данной задачи. • В принципе модель AIXM 5.1 располагает возможностью сохранения terrain data set для соответствующих area в соответствии с требованиями Annex 15. • AIXM 5.1 располагает специальным типом feature с названием VerticalStructure для сохранения как препятствий, так и terrain data set. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 34 AIXM 5.1 VerticalStructure • <feature> Vertical Structure consist of several <object> Vertical Structure part • Obstacle Vertical Structure may be realized by the following Terrain geometry elements: • Point • Line • Polyline • This structure is applicable both for the complex obstacles and for Terrain also with an appropriate vertical Extent value associated with specific terrain parts. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 35 AIXM 5.1 VerticalStructure • Как видно, любое сложное препятствие в представлении <feature> Vertical Structure может состоять из бесконечного количества <object> Vertical Structure part. • Каждый из частей Vertical Structure может иметь геометрию: • PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 • Точка; • Линия; • Полигон. Данная структура позволяет сохранить как комплексные препятствия, так и рельеф местности в виде объединения составных частей, где каждая часть должна иметь собственную высоту. 36 Grid Terrain vs DEM contour lines Latvian State area 1 terrain representation through Grid requests approximatelly 13 millions points using AIXM 5.1 <feature> Vertical Structure. To reduce the storage volume needed for Terrain presentation by means of AIXM 5.1 it was decided to implement the following mechanism: Terrain data set represented as DEM was divided for slices with a vertical step that is an equivalent of the half of the vertical accuracy for area of the interest. At the this step DEM is transformed into contour lines associated with vertical accuracy. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 37 Terrain Representation through Grid • Terrain Data set в виде grid для Латвии по критериям зоны 1 потребует приблизительно 13 миллионов частей <feature> Vertical Structure. • Для уменьшения объема памяти было решено применить следующий механизм: • Исходный Terrain Data set, представленный в DEM формате разрезается горизонтальными плоскостями с вертикальным шагом, равным половине значения vertical accuracy of data set. • В результате, DEM трансформируется в контурные линии. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 38 DEM presentation using AIXM 5.1 contour lines Latvian METRUM Company has prepared terrain digital model in form of the AIXM 5.1 contour lines using “VerticalStructure” feature. Then, that AIXM 5.1 terrain snapshot was successfully imported in LGS integrated AIM DB by the Data Manager tool provided by the R.I.S.K. Company. AIXM 5.1 terrain data stored in LGS AIM DB were successfully retrieved and processes during Flight procedure design by the PANDA system. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 39 Отображение DEM с помощью контурных линий AIXM 5.1 Латвийская Компания METRUM сформировала цифровую модель местности в форме AIXM snapshot следуюя требованиям “VerticalStructure” feature. Этот AIXM 5.1 terrain snapshot был успешно введен в Интегрированную LGS AIM DB, разработанную Компанией R.I.S.K.. Система дизайна летных процедур PANDA способна забирать необходимые для расчетов данные о местногсти из Интегрированной базы данных и использовать их для определения безопасных высот пролета препятствий. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 40 eTOD processing in FPD environment by PANDA system PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 41 Обработка eTOD системой дизайна летных процедур PANDA PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 42 AIXM 5.1 DEM contour lines benefits • DEM presentation using AIXM 5.1 contour lines provides the following benefits for automation of the Flight procedure design process keeping calculation accuracy: – Generalize terrain data and significant reduce data volume and storage resources needed; – Directly implement AIXM 5.1 DEM contour lines for Instrument approach procedures altitude and Minimum altitudes calculations within the obstacle assessment areas associated with the procedure constructed; – Reduce terrain data processing to expedite Flight Procedure design process. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 43 Выгоды использования AIXM 5.1 DEM contour lines • Представления DEM в виде контурных линий AIXM 5.1 дает следующие выгоды для автоматизации процесса дизайна процедур без потери точности расчетов: – Генерализацию и отсеиванию малоинформативных данных, что уменьшает объем сохраняемой информацию на два порядка; – Расчетные программы дизайна процедур и все остальные приложения считывают из AIXM 5.1 базы данных “контурное” представление рельефа местности средствами AIXM 5.1 и обрабатывают их для расчета минимальной безопасной высоты пролета в пределах защитной зоны маневра; – За счет реализованного подхода существенно сокращается время обработки и получения приемлемых результатов. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 44 Electronic Terrain and Obstacles data portrayal PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 45 Изображение электронных данных местности и препятствий PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 46 AD Liepaja Terrain and Obstacle – LUCIAD AIXM 5 Viewer PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 47 Местность и Препятствия АД Лиепая – LUCIAD AIXM 5 Viewer PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 48 AD Liepaja Terrain and Obstacle – Snowflake ATM Viewer PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 49 Местность и Препятствия АД Лиепая – Snowflake ATM Viewer PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 50 AD Liepaja eTOD Portrayal – ArcScene 10.2 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 51 Изображение Местности и Препятствий АД Лиепая – ArcScene 10.2 PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 52 AD Liepaja Terrain and Obstacle – ArcGIS online PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 53 Изображение Местности и Препятствий АД Лиепая – ArcGIS online PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 54 Изображение eTOD АД Рига средствами 3D PDF PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 55 AD Riga eTOD Portrayal – 3D PDF PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 56 AD Obstacle Chart production automation – Type A example PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 57 Автоматизация производства АД карт – «Type А» пример PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 58 Terrain and Obstacle (Combined) eChart example PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 59 Комбинированные карты местности и препятствий PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 60 eTOD provision for CRM calculations Common approach of: R.I.S.K. Company as FPD Developer; Latvijas Gaisa Satiksme as AIS/PANS-OPS provider ; METRUM Company as eTOD provider. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 61 Поставка eTOD для CRM расчетов Консолидированный подход: R.I.S.K. Company – разработчик системы дизайна процедур; Latvijas Gaisa Satiksme - провайдер AIS/PANS-OPS; METRUM Company - поставщик продуктов eTOD. PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 62 Polyline obstacle conversion into walls PANS-OPS provider/FPD SW developer consolidated solution PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 63 Конверсия полилайновых препятствий в стены Консолидированное решение PANS-OPS провайдера и Разработчика FPD SW PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 64 Polygon obstacle conversion into walls PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 65 Конверсия полигональных препятствий в стены PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 66 eTOD Implementation for CRM calculations DEMO movie PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 67 Конверсия eTOD для CRM расчетов DEMO movie PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 68 Thank you for your attention Questions, please Vadim Tumarkin, LGS, Latvia PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 69 Спасибо за внимание Пожалуйста, вопросы Vadim Tumarkin, LGS, Latvia PBN/PANS-OPS Workshop, Minsk 2015 70