基于性能的導航對民航發展的影響分析

孔德良

摘 要：隨著社會經濟的發展和進步，CNS/ATM系統建設不斷地被補充和完善，具有導航性能的PBN概念的進近程序被探討和研發。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近程序，將機場容量和運行效能等方面的運用率最大化，以此滿足我國民航快速發展的需求。

關鍵詞：基于性能導航 RNP APCH 民航

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

社會的變革會帶來各行各業的進步，民用航空領域的安全革命經歷了無數次的重大變革和革命性的轉變，使得民用航空的社會經濟效益實現了一次次的突破，而基于性能導航作為新一代航空運輸系統的核心技術，在我國民航的飛行運行、機載設備等方面發揮了重大的作用，有效地促進了民航的持續安全、飛行品質以及節能減排的性能。

一、基于性能導航的內涵綜述

基于性能的導航是當前提出的一種新型運行概念，它是國際民航CNS/ATM系統建設的重要內容，其綜合了世界各國區域導航及所需導航性能的運行實踐和技術標準，并在此基礎之上更加地深化了它的功能，涵蓋了飛行階段的全過程，其導航精度、完好適用性能都大大地超越了原有的導航方式，實現了傳感品導航的導航方式向性能導航方式演變。目前，PBN手冊中對基于性能導航概念總結了三個基本因素，第一是導航規范，詳細地描述了民航當局批準在特定區域導航適行和運行的性能標準；第二是基礎設施，它是保證每種導航規范都能在民航運行中得到支持的設施，比如星基系統或陸基導航臺等；第三是導航應用，它是綜合導航規范和基礎設施，應用在航路、終端區等實踐中，其中RNAV/RNP航路、進近程序等應用廣泛。

二、基于性能導航的分類和應用

在基于性能導航手冊中，RNAV規范主要應用在海洋和偏遠區域的RNAV10、陸地的RNAV2、終端區的RNAV1，考慮到我國的具體特點，RNAV規范在航路和終端區應用廣泛，在航路上通常使用RNAV2規范，其導航設施是GNSS，DME/DME，DME/DME/IRU，其機載監視與告警功能在衛星導航系統中得到保障。RNP規范范圍較寬，既適用航路和終端區，又適用于進近，在低交通密度且失云雷達覆蓋區域的航路和終端區域顯示出其特有的功能。在星歷發生變化時，導航衛星也會不斷地將監視告警信息在最短的時間內反饋到GNSS接收機內，只要RNP處于正常的運行狀態下，空管部門會將有效或者是無效的告警預測信息提供出來，導航性能的機載設備在航路模式、終端區模式以及進近模式中階段性地發出告警，顯示出告警門限和航道偏離指示偏值。

三、RNP APCH 與RNP AR APCH 進近程序的特點

RNP APCH 進近程序主要針對區域導航程序而言，對于提高機場范圍內的GNSS定位精確度，加強地基監測系統性能，通常采用定位精度可以達到米級的精密近進程序；在最后進近定位點與復飛點最后進近航段之間范圍內，由于缺乏下滑引導的指引，一般采用非精密進近程序；由機載計算機計算出飛機的正常下滑角和航空飛行器與跑道入口之間的距離，判斷出飛機向下滑行的虛擬弧度，促使飛機沿首虛擬下滑道穩定降落，這類情形通常采用氣壓垂直導航程序，這是我國民航進近導航方式發展的方向和趨勢。另外，目前我國尚沒有使用GPS衛星增強系統程序，由于廣域增強系統（WAAS）是完全基于GPS衛星的條件之下使用的，與我國目前的導航程序還不夠適合，因而尚未列入到發展計劃之中。

RNP AR APCH進近程序是一種專用程序，成本高，運行復雜，審批繁瑣，對飛機和機組的要求嚴格。通常情況下不會采用這種飛行程序，但對氣候惡劣、地形復雜的飛行地帶而言，就可以充分顯示出其強大的威力。比如：林芝、拉薩等環境，這種程序將航段、轉變點的保護區寬度更加縮小，標準寬度設置得更為精準，航段之間的銜接更為簡單和流暢，還可以采用固定半徑轉彎（RF航段），根據飛行需要可以垂直性引導飛機的飛行路線，識別并勾勒出狹窄山溝的山谷曲線，使飛行的航跡穩定，簡單流暢，飛機明確地沿著虛擬的曲型管道飛行，使飛機進場、離場、進近更具有規范性，實現了空中立交橋的特性。

四、使用基于性能導航對民航發展的影響分析

隨著我國民航行業的迅猛發展，民航機場在未來中國的建設中得到拓展，使民航運輸市場前景廣闊。根據我國PBN程序的特點，對遠程進近程序的應用重點就是加快氣壓垂直導航，以增加我國機場的空域容量為目標，提高民航飛機的飛行效率，不斷地改進技術達到節能減排的效果，將蜿蜒曲折的山谷飛行在RNP AR APCH程序的推進下自由地實現曲線飛行，使飛行安全的操作性更加地完善和適用，實現航空運輸系統的無縫連接，縮短我國與航空強國之間的技術差距。

與傳統的導航系統相比，PBN導航技術展示了其嶄新的面貌和巨大的優越性，它突破了航線計劃只能在無線電的狀態下進行飛行定位，且對超過地面電臺臺址一定距離后，無法傳輸到導航定位系統內，進離場程序設計達不到要求，空域利用率低等弊端。就目前審視我國民航建設，97%的民航飛機都安裝了定位系統，使RNAV程序精準測定出飛機的所在位置，據統計，約有600架民航機已經具備或基本具備RNP能力，分別分布在我國的天津、廣州等地，五年規劃宏圖中將有75%的飛機具備RNP能力，99%的民航飛機具備RNAV能力，計劃在北京、深圳、烏魯木齊等城市實施RNAV，民航總局也頒布了咨詢通告，系統性地規劃PBN的運行體系，尤其在減少基于傳感器航路建立及相應的程序設計、降低導航系統更新帶來的負影響、有效利用空域范圍以及統一全球導航標準等方面，做出了嚴謹的規劃，使流程簡化，將航路規劃更加地合理適用，達到高效節能的戰略目標。在拉薩、林芝、康定、張家界等特殊地帶，也在積極開展RNP項目，促使民航機場落戶在山區或處于空域擁擠地區。

綜上所述，我國處于民航高速發展的時期，面對我國的民航機場不斷擴建的趨勢，要充分認識到基于性能的導航對于民航發展的影響，加快推進PBN程序在我國民航領域的發展和應用，設計氣壓垂直導航的RNP APCH進近程序，擴充我國機場的空域容量，提升飛機的飛行安全性和效率，更好地提升我國民航發展的水平。

參考文獻

[1]朱曉輝，張鵬，基于性能的導航（PBN）技術及其在軍航空管系統中的應用策略研究[J]. 顧曉東. 現代導航. 2014（05）

[2]蘭承誠.傳統飛行程序與PBN飛行程序[J]. 科技創新導報. 2014（16）