(完整版)PBN概述资料

基于性能的导航PBN概述李娜二〇一二年三月PBN-基于性能导航PerformanceBasedonNavigationPBNPBNPBN就是使航空器在导航信号覆盖范围之内，充分利用了现代飞机的机载设备和性能，沿任意期望的路径飞行。因此PBN运行的飞行轨迹比采用传统导航技术更为灵活和精确。2PBN与传统导航传统导航PBNRNAVRNP31、不依赖陆基导航设备在6个轨道上共有24颗卫星每个轨道上有4颗卫星卫星高度为20200kmPBN优点4PBN优点2、航迹选择灵活，飞行航迹准确5PBN优点2、航迹选择灵活，飞行航迹准确63、降低高原和复杂机场运行最低标准,提高航班的正常率PBN优点74、减少飞行时间、节约油量PBN优点85、降低飞机对地面的噪音影响PBN优点96、增加空域容量PBN优点106、增加空域容量PBN优点1112传统程序双跑道运行ExistingApproachPathSeparationUsingILS(WithoutPRM)4300?NTZ1000?1000?2000?1150?1150?NOZ1150?1150?NOZ10nmmaxwithoutverticalseparationLOCLOCFullScaleDeflection(95%probability)PBN优点13RNP程序双跑道运行FutureApproachPathSeparationUsingRNP(WithoutPRM)4*RNP2*RNP2*RNP2*RNP2*RNPRNPContainmentZoneRNPContainmentZoneRNP0.30=7200’RNP0.20=4800’RNP0.15=3600’RNP0.10=2400’SIPA#3PBN优点147、空域的四维管理成为可能PBN优点158、减少陆空通话次数，降低管制员工作负荷“Candler310Atlantadepartureradarcontact”“Candler310turnleftheading185”“Candler310donotexceed250knotsuntilfurtheradvised”“Candler310turnleftheading120”“Candler310turnleftheading090”“Candler310climbandmaintainone4000andgivemeagoodratethrough12”“Candler310outofone2000turnleftheading060”“Candler310headingis060contactAtlantaCenterat124.5thankyouforyourhelp”CAA3103/1/05TRACONDepartureControllerCheck-intoHandoff管制员需发8个指令DAL8584/25/05“Delta858Atlantadepartureradarcontact”“Delta858climbmaintainonefourthousand”“Delta858contactAtlantaCenterat124.5goodday”管制员只需发3个指令使用区域导航前使用区域导航后管制员和飞行员通话量大幅减少PBN优点169、减少飞行员的操作动作，减少差错，保证安全计划飞行路径开始下降点截获点下一个航路点飞行员可以清楚的知道飞机的位置和下一步动作PBN优点17垂直引导下降具有一台发动机失效的保护具有导航信号失效的保护复飞是按一台发动机失效复飞设计增加飞机的载量PBN其他优点18发展方向19现有机队情况截至2011年6月，全行业在册运输飞机1616架，其中波音公司系列飞机773架，空客公司系列飞机681架，巴西航空工业公司飞机84架，庞巴迪公司飞机24架，多尼尔型飞机29架。20机队PBN能力现状我国目前在一些特定的机场实施RNP进近的机型主要是空客的A319系列、A330系列和B737NG系列飞机：波音公司：具备RNPAPCH能力的飞机68.5％具备RNPAR能力的飞机64.1％空客公司：具备RNPAPCH能力的飞机93％具备RNPAR能力的飞机61％21PBN概念组成部分导航应用导航规范导航设施22•导航应用是符合一定空域概念的航路、仪表进近程序和/或制定空域的导航规范和相关的导航设施的应用•例如：在终端区–--导航规范：RNAV1（精度1nm）–--导航设施：GNSS或DME/DME导航应用23•陆基导航设施：DME、VOR•星基导航设施：GNSS导航设施24导航规范应用于飞行全部阶段,从离场起飞到航路到进近。两种类型的导航规范：•RNAV：不具备机载性能监控和告警（OPMA）功能。•RNP：具备机载性能监控和告警（OPMA）功能。RNP=RNAV+OPMA导航规范25PBN概念组成部分导航应用导航规范导航设施RNAVXRNPXGNSSVOR/DMEDME/DME……26导航应用范围27RNAV10最早用于北太平洋、Tasman海间隔50NM不需要任何地面导航设施两套远程导航系统（IRS/FMS、INS、GPS）三亚责任区28RNP4最早用于太平洋某些区域两套GPS接收机间隔30NMX30NM要求有直接通信或CPDLC，ADS监视L888航路、拉萨－成都平行航路未来RNAV10将过度为RNP429RNAV51998欧洲、中东B-RNAVGPS、DME/DME、VOR/DME、INS/IRS、VOR、NDB属于RNAV和传统ATS航路的过渡和混合陆地偏远航路的导航应用30RNAV12001欧洲PRNAV，2005美国U.S.RNAVtypeA用于终端区进离场程序RNAV2美国U.S.RNAVtypeB用于Q航路间隔8-10海里GPS、DME/DME、DME/DME/IRU基于雷达监视国内：10个机场的RNAV飞行程序、京沪、京广平行航路、台海航线RNAV1&RNAV231RNP1/2使用GPS利于GPS的RAIM功能来保障完好性用于航路和终端区32进近不使用RNAV导航规范，只能采用RNP导航规范。基于GNSS。RNPAPCH=当前的RNAV(GNSS)RNPAR＝RNPSAAAR进近的导航应用33RNPAPCH用于进近程序起始进近、中间进近、复飞精度1.0最后进近精度0.3完全依靠GPS34RNPAR用于进近程序0.3为基本值，0.3-0.1完全依靠GPS飞行操作误差（FTE）是误差的主要部分需要特殊批准ICAO为AR，FAA为SAAAR35RNP和RNAV的应用领域运行标准RNAV标准RNP标准RNP10海洋边远陆地RNAV5RNAV2RNAV1航路和终端区RNP4海洋边远陆地基本RNP1基本RNP2RNPAPCHRNPAR飞行各阶段36RNAV•RNAV是一种导航方式，它可以使航空器在导航信号覆盖范围之内，或在机载导航设备的工作能力范围之内，或二者组合，沿任意期望的路径飞行。区域导航(RNAV)38区域导航(RNAV)的导航传感器39VOR/DME定位基准台VOR/DME标称航迹航路点D40DME/DME定位d1DME3DME1DME4DME241SVi:xi,yi,ziSVj:xj,yj,zjSVk:xk,yk,zkGNSS定位42INS/IRSGNSSVORDMEDMEDMEFMC航空器定位43RNP所需导航性能(RNP)“曲线航径”无缝垂直航径所需导航性能（RNP，REQUIREDNAVIGATIONPERFORMANCE）：具有机载导航性能监视和告警能力（OPMA）的RNAV。RNP导航技术主要利用高精度卫星导航系统和飞机机载导航设备自身的导航能力，达到所要求的导航精度。精度、完好性、可用性、连续性。45RNP的精度以海里数表示；在95%的时间内能处于其中；RNP包容区为中心线两侧各2x；数值越小，精度越高，10、5、4、2，1，0.5、0.3，甚至0.1。RNP值RNP-x2x2x95%精度}}xx95%精度}包容区}包容区46FMC从可用的导航数据库中提供现行航路飞行或终端区程序的RNP值如果在导航数据库中没有可使用的RNP值，FMC将根据现行的导航阶段，提供如下默认值：–Approach0.5or0.3NM–Terminal(below15,000’)1.0NM–Enroute(domestic)2.0NM–Oceanic4.0orhigher飞行机组可以选择不同的RNP默认值如果航路飞行或终端区程序没有指定的RNP值，FMC提供的默认值通常是可以接受的。FMC提供的RNP47B737RNP/ANP显示48主要区别：RNP具有机载性能监控和告警(OPMA)，RNAV则没有PBNRNAV和RNP概念上的区别491.保护区(水平限制)2.航段之间的连接3.沿规定半径转弯至定位点(RF)(在所有航段)4.垂直误差预测(VEB)RNPAPCH和RNPAR区别50保护区主副区的区别RNPAPCHRNPAR51航段连接的区别RNPAPCHRNPAR52旁切转弯(Fly-By)保护区的区别RNPAPCHRNPAR53仅用于RNPAR平均坡度：18°(最佳)沿规定半径转弯至定位点(RF)54进近类型非精密进近（NPA）精密进近（PA）有垂直引导的进近（APV）进近类型56有水平引导，但没有垂直引导的仪表进近程序传统非精密进近–NDB–VOR–LOC–RADARRNAV：有水平引导和到下一个航路点的距离的功能非精密进近NPA57在最后进近提供水平引导，没有垂直引导采用GNSS传感器。使用MDH/MDA方式2DRNAV=LNAV运行标准用LNAV方式RNAV非精密进近NPA58沿最后进近下降轨迹，提供水平和垂直引导传统程序ILSMLSRNAV：GBAS(GLS)精密进近PA59在最后进近段同时有水平引导和垂直引导采用GNSS传感器。仅使用地基增强系统GBAS增强程序标题为GLS(GNSSLandingSystem)例如：GLSRWY13RNAV的精密进近PA60在最后进近段同时有水平引导和垂直引导但引导精度不够达到精密进近和着陆的要求两种类型－APVBaroVNAV，垂直引导来自机载气压高度表－APVSBAS需机载SBAS接收机，垂直引导来自SBAS,卫星信息,几何垂直航径类精密进近APV61APVBaro-VNAV－使用DH/DA方式－运行标准用LNAV/VNAV方式APVSBAS–使用DH/DA方式–运行标准用LPV方式类精密进近APV62•APVI,APVII：SBAS规范•CATI：GBAS规范•CATII,CATIII：目前还没有程序设计规范RNAV程序的进近类型63RNPAPCH程序特点PBN程序的定位点叫航路点。航路点由经纬度定义，WGS84坐标系。航路点的两种类型：飞越航路点Fly-Over旁切航路点Fly-By航路点(WP)65飞越航路点和旁切航路点程序中必须用旁切航路点，仅复飞点、等待点和离场第一个航路点可以用飞越航路点。66T型和Y型进近67终端进场高度(TAA)68要考虑低温修正要公布低温限制不使用远程高度表拨正值保护区为LNAV区域最低着陆标准公布：LNAV和LNAV/VNAVAPV程序的特点69机型要求符合AC20-129《AirworthinessApprovalVerticalNavigation(VNAV)SystemforuseintheU.S.NationalAirspaceSystem(NAS)andAlaska》垂直FTE200Ft垂直精度100Ft水平精度同LNAVRNPAPCH70温度对VPA的影响50ft1500ftTANMINVPA=(HeightFAP-Tcorr-RDH)/DFAPTHRTcorrA/DTEMPVPA+30°3.15°+15°3.00°02.83°-15°2.65°71