提问人:张哲源
PBN全称“基于性能的导航”(Performance-Based Navigation),是国际民航组织在整合区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)运行实践和技术标准的基础上,提出的一种新型运行概念。它将航空器的机载导航能力与卫星及其他先进技术结合起来,涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞行阶段,提供了更加精确、安全的飞行方法和更加高效的空中交通管理模式。PBN是指在相应的导航基础设施下,航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时,对于系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。PBN的引入体现了航行方式从基于传感器到基于性能导航的转变。PBN运行的三个基础要素是导航应用、导航规范和支持系统运行的导航设施。
导航设施
导航设施从传统的地基导航设备如VOR、DME逐步向星基导航设备如GNSS的过渡中带来了一些列的航行新技术。目前,星基导航设施已开始成为PBN的主要导航设施,而星基导航设施的应用离不开各类型的增强系统。
增强系统又可以分为以下几类:
1
星基增强系统SBAS(Satellite-Based Augmentation System)
SBAS主要是利用差分卫星导航技术。即基准站(位置已知)接收GPS信号后,解算得到自身位置,将解算值与已知值进行比较,求出卫星定位误差,然后通过地球静止轨道卫星(GEO)向用户播发修正信息,实现对于原有卫星导航系统定位精度的改进。
2
地基增强系统GBAS(Ground Based Augmentation System)
GBAS与SBAS原理相似,但却是通过甚高频数据广播(VDB)向终端区航空器播发修正信息,覆盖范围较小,大概在23海里的距离内,但精度很高,能够支持I类和II、III类精密进近,并实现在其工作范围内从进近、着陆、离场到场面运行的全覆盖。GBAS设备一般安装在机场附近。
3
机载增强系统ABAS(Airborne Based Augmentation System)
ABAS利用GPS信息和其他传感器(如IRU等),通过一些列算法,实现机载导航系统的完好性监控。典型的ABAS主要包括接收机自主完好性监视RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)和航空器自主完好性监视AAIM(Aircraft Autonomous Integrity Monitoring)。
导航规范:
导航规范是在确定的空域内对航空器和飞行机组提出的一系列要求,它定义了实施PBN所需的性能及具体功能要求,同时也确定了导航源和设备的选择方式
PBN包含两类基本导航规范:区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP),其所有航路、程序导航设施的坐标数据必须基于WGS-84坐标系
不同的飞行阶段应用不同的导航规范具体如上图
注:在运行RNP10(RNAV10)时,B737、B757机型装有2套惯性导航系统/惯性基准系统(INS/IRS),可以在无任何外部导航信号源校准的情况下,在6.2小时的飞行时间内保持RNP-10能力。B787机型RNP-10导航能力没有时间限制。
导航应用
1.RNAV-1和RNAV-2一般用于有雷达监视和直接陆空通信联系的飞行,其中RNAV-1用于终端区(DP和STAR),RNAV-2用于航路飞行。RNAV-5一般用于航路飞行。RNP-10适用于海洋和偏远地区的航路飞行。RNP-10无机载性能监控和高精功能要求,概念等同于RNAV-10,这是源于RNP-10名称已经在国际上普遍使用。该导航规范不需要任何陆基导航设施,但需装有至少两套远程导航系统(IRS/FMS、INS或GPS)。
2.RNP运行适用于航路、终端区和最后进近阶段,RNP程序需要使用具有机载性能监视和告警功能的RNAV系统。基本RNP-1用于终端区飞行,可用于进场航段,起始、中间进近和复飞航段,不能用于最后进近。RNP APCH用于最后进近,其复飞航段可以是基本RNP-1、RNAV或传统导航程序。RNP APCH的主要导航源为GNSS。RNP AR用于起始、中间、最后进近和复飞航段。
3应用情况:
4在向空中交通服务部门提供的飞行计划中应注明飞机和公司已经获得运行的批准。在ICAO飞行计划的编组10 (机载设备与能力)标注“R”,并在编组18 (其他情报)标注相应的区域导航规范以表明公司和所运行的飞机已获得相应PBN运行许可;
PBN运行一般要求
1.1 对于PBN运行所有的导航规范,其航路、飞行程序和导航设施的坐标数据必须基于WGS-84 坐标系。
1.2 公司飞行人员、机务人员、飞行签派人员均应经过培训并合格于相应种类的PBN运行。
1.3 实施PBN运行时,机载导航数据库应当前有效,并且满足手册相关要求。
1.4 执行PBN运行的飞机必须具备相应的运行资格。飞机适航放行应按照相关机型的最低设备清单进行,对涉及PBN运行的设备故障应及时通报公司运行风险控制部。
1.5 实施PBN运行时必须遵守公布AIP中的运行限制和要求。
1.6 实施PBN运行时,飞行机组应按照各机型《飞机飞行手册》和《飞行组使用手册》规定的程序进行操作,以保证设备达到规定的性能要求。机场使用场压时,不得运行RNAV和RNP APCH程序;气压式高度表以场压为基准时,禁止使用水平导航方式或垂直导航方式。
1.7实施PBN运行时,飞行机组应尽可能使用自动驾驶系统并接通水平导航模式,以保持在航路中心线飞行(空管授权偏离或紧急情况下实施偏离除外)。应使用导航地图显示或横向偏差指示器(如安装)监控偏航情况。
飞行部一大队 汪月超
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