737-RNP课件

海南航空股份有限公司飞行部飞行教研室RNPAPCH培训2013.6培训目标让大家了解PBN导航性能，PBN的优点，PBN能给飞行员带来什么好处。什么是PBN，什么是RNP，他们依赖于什么导航。主要介绍RNP飞行程序，RNP飞行方法，RNP飞行注意事项以及RNPAPCH和RNPAR的区别。简单介绍RNP程序在三亚机场的运用。2RNPAPCH培训PBN介绍GNSS介绍RNPAPCH介绍RNPSOP程序三亚RNP运行3PBN(PerformanceBasedNavigation)是基于性能导航，它包括RNAV和RNP●在相应的导航基础设施条件下，航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时，对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。●PBN运行的三个基础要素是导航应用、导航规范和导航设施。PBN的基本介绍4PBN的展过程PBN技术的推出已有16年的历史了，1996年在世界上第一个RNPAR程序在美国阿拉斯加试飞成功同年PBN技术被引入澳大利亚，现在澳大利亚几乎全部覆盖PBN技术2005年PBN被引入加拿大2006年RNPAR程序被引入中国林芝机场（国航）；2007年国航正式在拉萨执行RNPAR程序；2008年国航在拉萨执行RNPAR程序的夜航飞行；2009年东方航空在玉树执行RNPAR程序按照ICAO的要求，在2016年年底前全部参与国要到达所有机场PBN程序全部覆盖飞行学院院长说，中国要在2015年年底前所有机场达到PBN程序全部覆盖5利用GPS技术，航空器在更加准确，更加灵活的航道上飞行。它使飞机在更短的航道上飞行（对于RNPAR程序，五边只需要2～3海里长度），降低燃油消耗，减小运营成本。分离进离场航道，带来更大的航空流量。顺便提一下：在对澳大利亚Brisban机场的一万多次航班的监控，总系统误差是18米，非常精准。由于PBN不需要地面导航设备，因此不需要机场当局的对ILS或VOR的校对飞行了，减少校对飞行成本。PBN的优势6其它优点包括安全，准时（节约时间），节油（缩短距离），减少噪音（因为它可以使飞机在任意设计的航路上飞行），减少陆空通话，等等。GE公司经理（PBN的总设计师）说：根据别国经验，积极参与PBN，具有PBN资格的飞机将要得到优先放行和优先落地的权利。精确地引导航空器，提高飞行运行安全性。提供垂直引导，实施连续稳定的下降程序，减少CFIT的风险。改善全天候运行水平，提高航班正常性，保障地形复杂机场运行的安全。PBN的优势7实现灵活和优化的飞行航径，增加飞机业载，减少飞行时间，节省燃油。规避噪音敏感区，减少排放，提高环保水平。实施平行航路，增加终端区内进、离场航线定位点，提高交通流量。缩小航空器横向和纵向间隔，增大空域容量。减少陆空话音通信和雷达引导需求，降低飞行员和管制员的工作负荷。减少导航基础设施投资和运行成本，提高运行的整体经济效益。PBN的优势8ICAO可控飞行撞地（CFIT）研究标明，仅有水平方向引导的（LNAVONLY）RNP进近的安全性比盘旋进近高25倍，如果再加入垂直引导，安全余度可以再增加8倍。这里说明一点：在美国，有很多小飞机，它们是没有垂直导航能力，所以他们只能进行RNP的LNAVONLY方式。现在国内的737－700/800型飞机完全有能力执行RNPAR程序，最低高度可以下降到250英尺左右。PBN有多安全9减少CFIT：可控撞地(CFIT)是当今飞机事故的主导原因。每次飞行中精确重复RNP程序的垂直和横向引导，避开了所有障碍物，实质上消除了CFIT的可能性。稳定的进近：使用RNP后，飞机每次都以相同的构型和速度对准中心线到达跑道。实质上消除了高度和速度的变化，确保接地后有足够的跑道使飞机减速。飞行机组压力更小：预载的RNP进近和离场比传统程序更容易、更直接。更一致：用户通过在其网络中使用各个机场都一致的进近和离场程序，加强了安全，而一致性是安全运营的关键因素。消除ILS信号失真:表着陆系统(ILS)下滑道会受到临时障碍物影响而严重失真，比如：滑行的飞机乃至ILS接收机附近的雪堆等的影响。基于卫星的RNP不受这些地基干扰。PBN的安全性10PBN程序对于ATC来讲有些复杂，但是优势远远大于弊端的。将来在中国开始施行PBN之后，电子管制系统会自动分配飞机到达某个航路点的时间，让飞机在航路上进行调速，控制精确的进场时间，而不是让飞机在进近时机动飞行或低空盘旋等待，达到节约燃油的目的。当然这一技术的应用，管制员的角色也会发生变化，管制员从指挥飞机飞行，变成监控飞机飞行。因为所有的飞机都按照预计的RNP轨迹飞行，而RNP轨迹又是最经济的飞行，任何雷达引导，都会使飞机偏离经济轨迹，所以也大大的减少了陆空通话，使管制员和飞行员都变得很轻松。然而，这一技术在中国得到完全应用，还有待时日，因为澳大利亚政府用了5年多的时间，才建立比较完全的空中电子管制系统。PBN给ATC带来的好处11PBN导航可以与传统导航并存，就相当于高速公路和一般公路一样，最高时速达不到一定速度的汽车是不允许上高速公路的。同样不具备PBN性能的飞机和机组是不允许使用PBN程序的。将来具有PBN资格的飞机，将要得到优先放行优先落地的待遇，从而迫使航空公司尽快参与PBN的建设，达到节省飞行时间，节约燃油的目的，并且提高飞行安全余度。PBN与传统导航关系12PBN与其他技术的融合●通信技术–甚高频数字链（VDL）–卫星通信（SATCOM）–飞行员数据通信技术（CPDLC）●监视技术–ADS-B/C●其他进近着陆能力–有垂直引导的进近（APV）类精密进近(APV):有方位引导和垂直引导,但不满足建立精密进近和着陆运行要求的仪表进近。）–GBAS（陆基增强系统）的着陆系统PBN的兼容性13WGS84，1984年的世界测地系统–GPS系统使用的地球参考框架。GPS（纬度、经度和标高）报告的坐标是关于一个由高级激光和雷达技术发展的最适合的椭圆体。用于GPS导航的坐标必须是使用WGS84参照进行测量的，以确保其保真度。PBN84坐标14根据统计，澳大利亚布里斯班机场，执行PBN程序以来，总系统误差的标准偏差是18米，这个数据只是B737翼展的一半，95％的时间都能保持在设计的航路，误差在36米内。根据统计，瑞典执行RNP程序以来，航空公司每年可以节省9000吨燃油。PBN典型数据15在2006年时澳大利亚就有30架以上738飞机执行RNP程序。经实际测算：每个RNP进近将减少3－4分钟时间和200公斤燃油。从2007年3月到2008年10月，澳大利亚Brisbane机场共有11000架飞机执行RNPAR程序，节约燃油500吨，减少1600吨二氧化碳排放，减少4万英里距离和150小时飞行时间。所有这些飞行没有一起由于RNP相关导航设备失效而引起的复飞。澳大利亚PBN情况16可用导航源GNSSDME/DMEVOR/DMEIRUPBN导航源17PBN导航方式的转变18ICAO附件9613提出了所需导航性能（RequiredNavigationPerformance，RNP）概念。RNP是“在一个指定的空域内运行所必须的导航性能精度的描述”。RNP使用包含导航传感器误差、机载设备误差、显示误差及飞行技术误差总和的“导航性能精度”作为衡量标准。RNP的精度以海里数表示，要求飞机在95%的飞行时间内，机载导航系统应能使飞机处于其中。除此之外，RNP还要求机载导航系统确保飞机在99.999%的飞行时间内保持在一个较大的安全容限区域内，安全容限区域的水平数值是2倍的RNP精度值。RNP包括了对机载设备性能监视和告警的要求，并能向飞行员显示是否达到了预定运行要求。RNP的概念19RNP分为：LNAVONLY（仅仅水平引导）RNPAPCH(标准类似于ILS的LOC进近)RNPAR（接近于盲降，相当于目视飞行程序，盲降的天气标准）SBAS(星基增强系统，相当于盲降标准)GBAS(陆基增强系统，相当于Ⅱ类盲降或更低的进近标准)。RNPAR程序相当于目视，五边距离只有两三海里。具有SBAS能力的飞机，具有模拟盲降的能力，决断高度通常为200英尺左右。具有GBAS能力的飞机，可以达到二类盲降或更低的标准，可以完全取代盲降。GBAS在半径30海里的距离是有效的，大大节约了机场导航设备。考虑到所有导航精度，RNP的水平轨迹偏差在36米之内，水平偏离超过100米的可能性是微乎其微的。RNP的分类20区域导航（AreaNavigation，RNAV）是一种新的导航方式，飞机不再必须沿着导航台飞行，航路可由一系列的地理坐标点定义，既可以选择更直的航路，也可以在考虑气象、流量等因素和条件下将航路设计的更加优化。它是通过陆基或星基导航信号的更新，使用飞机的惯导系统连续定位，达到沿任意期望的路径飞行的能力。RNAV的精度以海里数表示，即在95%的时间内应达到的导航精度。RNAV没有对机载设备提出导航性能监视和告警的要求。目前欧洲主要执行RNAV导航程序RNAV的介绍21FACDBERNAV的示例22RNAV依赖于地面导航设备，不能提供精确导航，需要雷达监控，但是欧洲地面导航设施特别完善，所以欧洲执行RNAV程序。RNP依赖于GNSS，具有足够的导航精度，而且RNP有自身的监控与告警系统，所以雷达监控就没有必要了。RNAV仅能在航路上和进场使用，最后可以做到FAF，不能用于最后进近航段和复飞的飞行根据澳大利亚政府对布里斯班机场所有执行RNP程序的飞机统计：雷达引导的飞机飞行轨迹宽度很宽，但是RNP的飞行轨迹就是一条线，这充分说明RNP的飞行精度比二次雷达的精度更高。中国和澳大利亚一样，国家特别大，地面导航设施严重不足，所以执行PBN技术，就再适合不过了。RNP和RNAV的区别23RNP程序的设计有多层保护，确保连续和安全的运行。具备RNP能力的飞机偏离所需导航性能水平时会导致报警，但是因偏离导致报警情况的概率极低。如同RNAV，RNP允许飞机沿预先确定的航径飞行。但是，RNP的重要优势在于恒定导航性能监控，如果所飞程序的位置预估不够精确时，会向机组报警。RNP的报警概念上类似于警告机组ILS信号出现问题的ILS“OFF”旗。另一方面，若存在导航误差，在空中管制或飞机近地报警系统警告之前，飞RNAV程序的机组可能意识不到。RNP监控和报警24提高空域使用效率传统程序在该空域内只能设计一条航线RNP的优点25ANP保护区半径若ANP1XRNP可继续运行RNP和ANP在FMCCDU上显示水平界限=2xRNP(空域和越障)警戒区障碍物RNP障碍物保护区和ANP26导航精度显示27ICAO提出RNP概念并作出相应规定的目的是：●改革以往对机载导航设备管理方式，从无休止的设备审定和选择工作中解脱出来。●在规定的航路空域内运行的飞机，要求其导航性能与相应空域能力相一致，使空域得到有效利用。●不再限制机载设备最佳装备和使用--作为确定飞行安全间隔标准的基本参考。提出RNP的目的28RNPAPCH程序相当于传统导航程序，可以有机地加入盲降或目视程序，实现两条腿走路。RNPAR程序的独特优势在于地形复杂的山区机场，依靠精确的GPS导航，沿着山谷下降高度，直到250英尺左右的决断高度；对于平原机场，RNPAR程序就相当于目视飞行，它所需要的空域更小，五边只需要2到3海里左右的距离就可以了，更有利于节约飞行时间和燃油。另外强调一点：即便是程序管制的机场，RNP进近，飞机的间隔只有7海里的距离，这与传统的5分钟距离间隔，相差太多了，RNP的优点再明显不过了。RNP飞行程序特点29如果雷达引导，RNPAPCH程序，必须在IF/IAF点之前加入航路；RNPAR程序，必须在以下三个条件以前加入航路：⑴在RF（固定半径转弯点）航段点之前，⑵在曲线进近点之前2海里，⑶必须在偏离进场航路任何一侧30度范围内。不管是RNPAPCH