PBN的詳細介紹及其飛行程序設計

1、PBN的詳細介紹及其飛行程序設計的詳細介紹及其飛行程序設計1 基于性能的導航基于性能的導航(PBN)概念概念 PBN概念表達了由基于傳感器導航向基于性能的導航(PBN)的轉變。它根據(jù)在特殊運行或空域所要求達到的精確性、完好性、可用性、持續(xù)性以及有效性來確定航空器的RNP系統(tǒng)性能要求。 導航說明書中不僅明確指出了應滿足的性能要求，還指出滿足該性能要求應選擇的導航傳感器、導航設備、運行程序以及相關的培訓。 PBN是國際民航組織（ICAO）在整合各國區(qū)域導航（RNAV）和所需導航性能（RNP）運行實踐和技術標準的基礎上，提出的一種新型運行概念。 PBN概念組成部分概念組成部分 導航應用是為一條航路、

2、一個程序和/或規(guī)定的空域流量的導航規(guī)范和支持的導航基礎設施的應用。 例如：一條基于RNAV或RNP規(guī)范的SID或STAR和依賴GNSS及DME/DME導航設施導航應用導航應用導航規(guī)范導航規(guī)范導航設施導航設施區(qū)域導航區(qū)域導航(RNAV)的概念的概念 RNAV是一種導航方式， 它可以使航空器在導航 信號覆蓋范圍之內，或 在機載導航設備的工作 能力范圍之內，或二者 的組合，沿任意期望的 路徑飛行。 目前RNAV使用的主要導航方式: DME/DME、GNSS（全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)）、 INS/IRS（慣性導航系統(tǒng)）、FMS（飛行管理系統(tǒng)）綜合區(qū)域導航的實施:飛行管理系統(tǒng)FMS 所需導航性能（RNP，REQ

3、UIRED NAVIGATION PERFORMANCE）：對在規(guī)定空域內運行所需要的導航性能的描述。RNP的類型根據(jù)航空器至少有95%的時間能夠達到預計導航性能精度的數(shù)值來確定。 RNP導航技術主要利用高精度衛(wèi)星導航系統(tǒng)和飛機機載導航設備自身的導航能力，達到所要求的導航精度 精度、完好性、可用性、連續(xù)性。所需導航性能所需導航性能(RNP)的概念的概念“曲線航徑曲線航徑”無縫無縫垂直垂直航徑航徑高度優(yōu)化的空域使用高度優(yōu)化的空域使用FMC提供的提供的RNPs FMC從可用的導航數(shù)據(jù)庫中提供現(xiàn)行航路飛行或終端區(qū)程序的RNP值 如果在導航數(shù)據(jù)庫中沒有可使用的RNP值，F(xiàn)MC將根據(jù)現(xiàn)行的導航階段，提供

4、如下默認值：Approach 0.5 or 0.3NMTerminal(below 15,000) 1.0NMEnroute(domestic)2.0NMOceanic 4.0 or higher 飛行機組可以選擇不同的RNP默認值 如果航路飛行或終端區(qū)程序沒有指定的RNP值，F(xiàn)MC提供的默認值通常是可以接受的。RNP/ANP 顯示顯示RNP/ACTUAL RNP值可以被改變 RNP值可以傳輸?shù)狡渌@示器上RNP進近： 從導航數(shù)據(jù)庫獲得，或 默認值 飛行機組不能改變此處RNP值垂直RNP/ANP（僅用于優(yōu)化非精密進近）B737 RNP/ANP 顯示顯示RNAV 和和 RNP概念上的區(qū)別概念上的

5、區(qū)別區(qū)別：區(qū)別：RNP 是一種支持機載導航性能監(jiān)控和告警的區(qū)域導航（RNAV）系統(tǒng) 1. 保護區(qū)保護區(qū) (水平限制水平限制) 2. 航段之間的連接航段之間的連接 3. 沿規(guī)定半徑轉彎至定位點沿規(guī)定半徑轉彎至定位點(RF) (在所有航段在所有航段) 4. 垂直誤差預測垂直誤差預測 (VEB) RNP APCH 與與 RNP AR 的區(qū)別的區(qū)別沿航徑至定位點沿航徑至定位點 (TF)PBN 通用情況通用情況: 導航特性導航特性: Basic RNP1 模式模式: Terminal ATT: 0.8 XTT: 1.0 BV: 1 W: 1.5*XTT+BV=2.5RNP APCH 與與 RNP AR

6、的區(qū)別的區(qū)別AR： 1/2W = 2 RNP ; 最早和最晚限制為最早和最晚限制為+/-1 RNP RNP APCH 與與 RNP AR 的區(qū)別的區(qū)別保護區(qū)保護區(qū): widthRNP APCH 與與 RNP AR 的區(qū)別的區(qū)別航段之間的連接航段之間的連接RNP APCH 與與 RNP AR 的區(qū)別的區(qū)別旁切轉彎旁切轉彎(Fly-By)保護區(qū)保護區(qū) RNP AR RNP APCHRNP APCH 與與 RNP AR 的區(qū)別的區(qū)別沿規(guī)定半徑轉彎至定位點 (RF) AR APCH only 平均坡度(AOB): 18 (最佳) 順風 障礙物研究 通用條件 復飛 問題分析RNP APCH 與與 RNP

7、 AR 的區(qū)別的區(qū)別PBN飛行程序系統(tǒng)的優(yōu)勢飛行程序系統(tǒng)的優(yōu)勢 有效促進民航持續(xù)安全 增加空域容量 減少地面導航設施投入 提高飛行效率和計劃的可預見性 提高節(jié)能減排效果 我國從航空大國向航空強國邁進，建設新一代航空運輸系統(tǒng)的關鍵技術之一。 2. RNP APCH 的設計準則的設計準則2.1 “Y”型程序型程序Initial Approach WaypointIntermediate Approach WaypointInitial Approach WaypointMissed ApproachPointFinal Approach WaypointInitial Approach Waypo

8、intMissed ApproachTurning Point(if required)Missed Approach Holding Point70705 nm5 nm5 nm“T”型程序型程序最后進近的航跡對正最后進近的航跡對正2.2 “T”型和型和“Y”型程序的進入方法型程序的進入方法終端進場高度（終端進場高度（TAA）終端進場高度（終端進場高度（TAA）2.3 2.3 確定最短穩(wěn)定距離確定最短穩(wěn)定距離 最短穩(wěn)定距離最短穩(wěn)定距離-飛越航路點飛越航路點6030R13030R2L1= r1.sinL2= r1.cos.tg30L3 = r1 (1/sin30-2cos / sin60 )L4

9、 = r2 . tan15L5 = 10 . TAS / 3600L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5L1L2L4L3L5L確定最短穩(wěn)定距離確定最短穩(wěn)定距離最短穩(wěn)定距離最短穩(wěn)定距離旁切航路點旁切航路點 L2：考慮了建立坡度時間的5秒延遲距離。確定最短穩(wěn)定距離確定最短穩(wěn)定距離飛越航路點，然后旁切航路點飛越航路點，然后旁切航路點 確定最短穩(wěn)定距離確定最短穩(wěn)定距離最短穩(wěn)定距離，最短穩(wěn)定距離，DERDER至第一個航路點至第一個航路點 2.4 保護區(qū)設計保護區(qū)設計區(qū)域半寬 在所有RNAV和RNP（除RNP AR外）的超障區(qū)域1/2AW均由下式確定： AW=1.5*XTT+BV 此處XTT

10、是2偏航容差值（也稱為TSE、即RNP值），BV是緩沖區(qū)值（見表）緩沖區(qū)（緩沖區(qū)（BV）值）值飛行階段飛行階段BV（CAT A-E）航路、離場航線、進場航線（超過距離場或目的地ARP56 km (30 NM)） 3 704 m (2.0 NM) 終端區(qū)（進場航線、距ARP小于56 km (30 NM)的起始和中間進近；距ARP小于56 km (30 NM)大于28 km (15 NM) 的離場航線） 1 852 m (1.0 NM) 最后進近 926 m (0.5 NM) 距ARP 直到28 km (15 NM)的復飛程序和離場航線 926 m (0.5 NM) 基本基本RNAV（GNSS）各

11、航段保護區(qū)半寬）各航段保護區(qū)半寬離場程序的不同航段保護區(qū)銜接離場程序的不同航段保護區(qū)銜接ATT c30 Max在飛越航路點轉彎在飛越航路點轉彎在旁切航路點轉彎在旁切航路點轉彎2.5 導航數(shù)據(jù)庫編碼NAVIGATION DATABASE CODING 6種RNP航徑終止碼類型（PATH TERMINATOR TYPES） IF, TF, RF, HA, HF and HM. 14種RNAV航徑終止碼類型2.5 航徑終止碼編碼表航徑終止碼編碼表 8168修訂最新范例（進場） Initial fix (IF) Track to a fix (TF) Direct to a fix (DF) Cour

12、se to an altitude (CA) Course to a fix (CF) Course from a fix to an altitude (FA) Course from a fix to a manual termination (FM) Holding/Racetrack to an altitude (HA) Holding/Racetrack to a fix (HF) Holding/Racetrack to a manual termination (HM) Constant radius arc to a fix (RF) Heading to an altitu

13、de (VA) Heading to an intercept (VI) Heading to a manual termination (VM) 航徑終止編碼規(guī)則PATH TERMINATOR CODING RULES 3 RNP APCH 的運行規(guī)章的運行規(guī)章 在終端區(qū)和進近實施在終端區(qū)和進近實施RNP的運行批準指南的運行批準指南 參考資料參考資料 aICAO Doc9613PBN手冊手冊 bFAA AC90-105在美國國家空域系統(tǒng)在美國國家空域系統(tǒng)中中RNP運行和垂直導航的批準指南運行和垂直導航的批準指南 c. EASA AMC 20-27 RNP APCH（含（含APV Baro-V

14、NAV）適航批準和運行標準）適航批準和運行標準 規(guī)章結構規(guī)章結構 中國民航中國民航在終端區(qū)和進近實施在終端區(qū)和進近實施RNPRNP的運行的運行批準指南批準指南：、目的；、適用范圍；：、目的；、適用范圍；、撤消；、撤消；、定義；5 5、參考資料；、參考資料；6 6、背景；背景；7 7、機載設備要求；、機載設備要求；8 8、運行程序、運行程序 ；9 9、訓練要求、訓練要求 ；1010、運行批準；附錄一、運行批準；附錄一 氣氣壓垂直導航；附錄二壓垂直導航；附錄二 高級特征高級特征 飛行員知識飛行員知識/訓練訓練訓練內容應提供充分的有關航空器RNP系統(tǒng)的訓練（如基于計算機的訓練、模擬仿真、訓練裝置或航

15、空器），以使飛行員熟悉以下內容：（1）規(guī)章中的可適用信息；（2）機載設備/導航標記的正確使用及其含義；（3）航圖描繪以及文本描寫的程序特征；（4）航路點類型（飛越和旁切）和航路界限的描述，以及飛行員使用的與航空器飛行路徑相關的其它問題的描述；（5）用于RNP運行的所需導航設備；（6）自動等級、模式通報、轉換、告警、交互、恢復和降級；（7）與其它航空器系統(tǒng)的功能兼容；（8）非連續(xù)航路的含義以及相應的機組程序；（9）RNP系統(tǒng)使用的導航傳感器類型及其重量；（10）考慮速度與高度影響的傾向預測；（11）電子顯示和符號的解釋；（12）理解支持RNP運行的運行條件（如：合理地選擇航道偏離指示器（CDI）

16、的水平偏離顯示比例）；（13）在RF航段執(zhí)行RNP運行時，保持公布的路徑和最大空速非常重要。具備具備RNP系統(tǒng)的運行系統(tǒng)的運行（1）除非AFM要求，飛行員不用監(jiān)視陸基導航設備提供的位置更新；（2）評估超障余度時，應以相應的所需系統(tǒng)性能為基礎；（3）依靠傳統(tǒng)的下滑剖面和高度要求； 注：當飛行員操作裝有批準baroVNAV系統(tǒng)的航空器時，在執(zhí)行RNP航路、SIDs和STARs時，可以繼續(xù)使用baroVNAV系統(tǒng)。運行人員必須依據(jù)氣壓式高度表，確保滿足程序中公布的所有高度限制。（4）所有的航線和程序都必須以世界地理系統(tǒng)(WGS-84)坐標為基礎；（5）對于所公布的有關航線、程序和導航設備的導航數(shù)據(jù)，必須滿足ICAO附件15（航行情報服務）的要求。RNP系統(tǒng)運行程序系統(tǒng)運行程序確認航空器導航數(shù)據(jù)的有效；確認系統(tǒng)自我檢測的成功完成；初始化導航系統(tǒng)位置；查找并飛一個RNP程序；遵循與RNP運行相關的速度和/或高度限制；確認航路點和飛行計劃；直飛至航路點；按航道/航線飛至航路點；切入某航道/航線飛至航路點；從“head