基于性能的導(dǎo)航對民航發(fā)展的影響分析

孔德良

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，CNS/ATM系統(tǒng)建設(shè)不斷地被補(bǔ)充和完善，具有導(dǎo)航性能的PBN概念的進(jìn)近程序被探討和研發(fā)。本文探討了PBN程序在提高飛行安全水平的前提下，合理利用選擇各類進(jìn)近程序，將機(jī)場容量和運(yùn)行效能等方面的運(yùn)用率最大化，以此滿足我國民航快速發(fā)展的需求。

關(guān)鍵詞：基于性能導(dǎo)航 RNP APCH 民航

中圖分類號：F562 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）07-0-01

社會的變革會帶來各行各業(yè)的進(jìn)步，民用航空領(lǐng)域的安全革命經(jīng)歷了無數(shù)次的重大變革和革命性的轉(zhuǎn)變，使得民用航空的社會經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)了一次次的突破，而基于性能導(dǎo)航作為新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的核心技術(shù)，在我國民航的飛行運(yùn)行、機(jī)載設(shè)備等方面發(fā)揮了重大的作用，有效地促進(jìn)了民航的持續(xù)安全、飛行品質(zhì)以及節(jié)能減排的性能。

一、基于性能導(dǎo)航的內(nèi)涵綜述

基于性能的導(dǎo)航是當(dāng)前提出的一種新型運(yùn)行概念，它是國際民航CNS/ATM系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，其綜合了世界各國區(qū)域?qū)Ш郊八鑼?dǎo)航性能的運(yùn)行實(shí)踐和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)之上更加地深化了它的功能，涵蓋了飛行階段的全過程，其導(dǎo)航精度、完好適用性能都大大地超越了原有的導(dǎo)航方式，實(shí)現(xiàn)了傳感品導(dǎo)航的導(dǎo)航方式向性能導(dǎo)航方式演變。目前，PBN手冊中對基于性能導(dǎo)航概念總結(jié)了三個(gè)基本因素，第一是導(dǎo)航規(guī)范，詳細(xì)地描述了民航當(dāng)局批準(zhǔn)在特定區(qū)域?qū)Ш竭m行和運(yùn)行的性能標(biāo)準(zhǔn)；第二是基礎(chǔ)設(shè)施，它是保證每種導(dǎo)航規(guī)范都能在民航運(yùn)行中得到支持的設(shè)施，比如星基系統(tǒng)或陸基導(dǎo)航臺等；第三是導(dǎo)航應(yīng)用，它是綜合導(dǎo)航規(guī)范和基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用在航路、終端區(qū)等實(shí)踐中，其中RNAV/RNP航路、進(jìn)近程序等應(yīng)用廣泛。

二、基于性能導(dǎo)航的分類和應(yīng)用

在基于性能導(dǎo)航手冊中，RNAV規(guī)范主要應(yīng)用在海洋和偏遠(yuǎn)區(qū)域的RNAV10、陸地的RNAV2、終端區(qū)的RNAV1，考慮到我國的具體特點(diǎn)，RNAV規(guī)范在航路和終端區(qū)應(yīng)用廣泛，在航路上通常使用RNAV2規(guī)范，其導(dǎo)航設(shè)施是GNSS，DME/DME，DME/DME/IRU，其機(jī)載監(jiān)視與告警功能在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中得到保障。RNP規(guī)范范圍較寬，既適用航路和終端區(qū)，又適用于進(jìn)近，在低交通密度且失云雷達(dá)覆蓋區(qū)域的航路和終端區(qū)域顯示出其特有的功能。在星歷發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)航衛(wèi)星也會不斷地將監(jiān)視告警信息在最短的時(shí)間內(nèi)反饋到GNSS接收機(jī)內(nèi)，只要RNP處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下，空管部門會將有效或者是無效的告警預(yù)測信息提供出來，導(dǎo)航性能的機(jī)載設(shè)備在航路模式、終端區(qū)模式以及進(jìn)近模式中階段性地發(fā)出告警，顯示出告警門限和航道偏離指示偏值。

三、RNP APCH 與RNP AR APCH 進(jìn)近程序的特點(diǎn)

RNP APCH 進(jìn)近程序主要針對區(qū)域?qū)Ш匠绦蚨裕瑢τ谔岣邫C(jī)場范圍內(nèi)的GNSS定位精確度，加強(qiáng)地基監(jiān)測系統(tǒng)性能，通常采用定位精度可以達(dá)到米級的精密近進(jìn)程序；在最后進(jìn)近定位點(diǎn)與復(fù)飛點(diǎn)最后進(jìn)近航段之間范圍內(nèi)，由于缺乏下滑引導(dǎo)的指引，一般采用非精密進(jìn)近程序；由機(jī)載計(jì)算機(jī)計(jì)算出飛機(jī)的正常下滑角和航空飛行器與跑道入口之間的距離，判斷出飛機(jī)向下滑行的虛擬弧度，促使飛機(jī)沿首虛擬下滑道穩(wěn)定降落，這類情形通常采用氣壓垂直導(dǎo)航程序，這是我國民航進(jìn)近導(dǎo)航方式發(fā)展的方向和趨勢。另外，目前我國尚沒有使用GPS衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)程序，由于廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）是完全基于GPS衛(wèi)星的條件之下使用的，與我國目前的導(dǎo)航程序還不夠適合，因而尚未列入到發(fā)展計(jì)劃之中。

RNP AR APCH進(jìn)近程序是一種專用程序，成本高，運(yùn)行復(fù)雜，審批繁瑣，對飛機(jī)和機(jī)組的要求嚴(yán)格。通常情況下不會采用這種飛行程序，但對氣候惡劣、地形復(fù)雜的飛行地帶而言，就可以充分顯示出其強(qiáng)大的威力。比如：林芝、拉薩等環(huán)境，這種程序?qū)⒑蕉巍⑥D(zhuǎn)變點(diǎn)的保護(hù)區(qū)寬度更加縮小，標(biāo)準(zhǔn)寬度設(shè)置得更為精準(zhǔn)，航段之間的銜接更為簡單和流暢，還可以采用固定半徑轉(zhuǎn)彎（RF航段），根據(jù)飛行需要可以垂直性引導(dǎo)飛機(jī)的飛行路線，識別并勾勒出狹窄山溝的山谷曲線，使飛行的航跡穩(wěn)定，簡單流暢，飛機(jī)明確地沿著虛擬的曲型管道飛行，使飛機(jī)進(jìn)場、離場、進(jìn)近更具有規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)了空中立交橋的特性。

四、使用基于性能導(dǎo)航對民航發(fā)展的影響分析

隨著我國民航行業(yè)的迅猛發(fā)展，民航機(jī)場在未來中國的建設(shè)中得到拓展，使民航運(yùn)輸市場前景廣闊。根據(jù)我國PBN程序的特點(diǎn)，對遠(yuǎn)程進(jìn)近程序的應(yīng)用重點(diǎn)就是加快氣壓垂直導(dǎo)航，以增加我國機(jī)場的空域容量為目標(biāo)，提高民航飛機(jī)的飛行效率，不斷地改進(jìn)技術(shù)達(dá)到節(jié)能減排的效果，將蜿蜒曲折的山谷飛行在RNP AR APCH程序的推進(jìn)下自由地實(shí)現(xiàn)曲線飛行，使飛行安全的操作性更加地完善和適用，實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)輸系統(tǒng)的無縫連接，縮短我國與航空強(qiáng)國之間的技術(shù)差距。

與傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)相比，PBN導(dǎo)航技術(shù)展示了其嶄新的面貌和巨大的優(yōu)越性，它突破了航線計(jì)劃只能在無線電的狀態(tài)下進(jìn)行飛行定位，且對超過地面電臺臺址一定距離后，無法傳輸?shù)綄?dǎo)航定位系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)離場程序設(shè)計(jì)達(dá)不到要求，空域利用率低等弊端。就目前審視我國民航建設(shè)，97%的民航飛機(jī)都安裝了定位系統(tǒng)，使RNAV程序精準(zhǔn)測定出飛機(jī)的所在位置，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有600架民航機(jī)已經(jīng)具備或基本具備RNP能力，分別分布在我國的天津、廣州等地，五年規(guī)劃宏圖中將有75%的飛機(jī)具備RNP能力，99%的民航飛機(jī)具備RNAV能力，計(jì)劃在北京、深圳、烏魯木齊等城市實(shí)施RNAV，民航總局也頒布了咨詢通告，系統(tǒng)性地規(guī)劃PBN的運(yùn)行體系，尤其在減少基于傳感器航路建立及相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)、降低導(dǎo)航系統(tǒng)更新帶來的負(fù)影響、有效利用空域范圍以及統(tǒng)一全球?qū)Ш綐?biāo)準(zhǔn)等方面，做出了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)劃，使流程簡化，將航路規(guī)劃更加地合理適用，達(dá)到高效節(jié)能的戰(zhàn)略目標(biāo)。在拉薩、林芝、康定、張家界等特殊地帶，也在積極開展RNP項(xiàng)目，促使民航機(jī)場落戶在山區(qū)或處于空域擁擠地區(qū)。

綜上所述，我國處于民航高速發(fā)展的時(shí)期，面對我國的民航機(jī)場不斷擴(kuò)建的趨勢，要充分認(rèn)識到基于性能的導(dǎo)航對于民航發(fā)展的影響，加快推進(jìn)PBN程序在我國民航領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，設(shè)計(jì)氣壓垂直導(dǎo)航的RNP APCH進(jìn)近程序，擴(kuò)充我國機(jī)場的空域容量，提升飛機(jī)的飛行安全性和效率，更好地提升我國民航發(fā)展的水平。

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