作者:飞行部七大队 牟敬林 曹江巍
本文主要讨论NPS在B737机型内的相关知识,旨在提高对知识的掌握,更好地保障飞行安全。将从四个部分进行讨论:PBN的基础知识、各类误差、NPS在实践中的应用以及SOP中对NPS警报的处置。
一、PBN的基础知识
现在卫星导航、飞机自带的导航设备越来越成熟,导航精度越来越高,靠区域导航飞程序的场景也越来越多。 不管是飞高空航路,还是起降阶段的进离场、进近,不同空域对导航精准度要求差异很大,有的地方地形复杂要求严,有的普通航路宽松些,基于性能导航(PBN)这套规则就出于这些考虑。
简单说 PBN 就是一套导航标准,规定飞机在航路、进近、指定空域飞的时候,得达到多高的导航精度。以前飞行全靠地面导航台,现在 PBN 彻底换了思路,主要靠卫星、飞机自带惯导这些机载设备自己定位。机组执飞 PBN 程序,就得对应满足空域的导航标准、机载设备配套要求。 PBN 分两大块:RNAV 和 RNP。
1.RNAV 就是基础版区域导航,不用盯着地面导航台点对点飞,靠 GPS、测距机、惯导随便按经纬度规划路线,缺点是飞机不会实时监控导航精度,超标了也不会报警;
2.RNP 算是升级版 RNAV,不光能自由规划航线,飞机自带精度监控报警功能,随时对比实际导航精度和程序要求,一旦误差超标立刻提醒。像山沟里的机场、城市周边密集终端区,还有精密进近,全都得用 RNP。
二、PBN运行中的三种误差
只要飞 RNP 程序,机载设备自带 OPMA 精度监控报警系统,飞行员能随时看导航精度合不合规。飞行中最关键的就是总误差 TSE,这个总误差是三种误差加起来的结果:航径定义误差 PDE、导航系统误差 NSE、飞行技术误差 FTE。
1.航径定义误差 PDE 就是程序图纸上理想航线,和飞机 FMS 数据库里存的航线之间的偏差,误差大小完全看导航数据库准不准。现在统一用 WGS84 坐标,这点误差小到可以直接忽略,飞机也不会显示这个数值,后面就不再赘述了。
导航系统误差 NSE,飞机定位准不准,与导航系统算出的位置和飞机真实位置差多少。用的导航源越多、有没有卫星增强,都有关系。 737 机型上用 ANP 数值代表这个误差,简单理解:95% 的概率,飞机真实位置都落在 ANP 标出的范围里,ND 导航屏、CDU 上都能随时看 ANP。 要是 ANP 数值超过程序要求的 RNP 数值,OPMA 系统直接报警,ND 和 CDU 上都会弹出提醒(UNABLE REQD NAVPERF–RNP)。


3.飞行技术误差 FTE 手工飞 / 自动驾驶飞出来的路线,和 FMS 规划标准航线偏了多少。737 上看 XTK 就能直观知道偏差多大,跟操纵手法、飞机自动驾驶模式都有关系,ND、CDU 页面都会显示 XTK。
讲到这大家会问:有没有一个显示,能同时盯着定位误差 NSE 和操纵偏差 FTE? 有!就是 PFD 主飞行显示器上的 NPS,而NPS的设计,正是基于下面这个公式:
三、NPS在实践中的应用
NPS工作的基本逻辑,就是根据上一节的公式,当XTK+ANP>当前RNP时发出警戒

以水平方向为例,(2)NPS偏离刻度表示当前FMC的横向RNP,而白色动态横条(5)是实际导航性能(ANP)杆。当ANP等于RNP时,左右白色动态横条在刻度中央连接。用红框框起来的中间部分是飞行技术误差,(4)NPS指针和中间白杆的关系可显示飞机偏离系统航径的多少,即XTK。
这两者结合显示,就可以体现出总误差。举个例子,如下图所示:

ANP两侧的动态白色横条离得越远,说明ANP越小,导航系统误差NSE小。则留给中间洋红色三角的活动范围越大,即允许的XTK越大。当洋红色三角侵入了白色横条五秒钟后,白色横条会变琥珀色,同时洋红三角形闪烁十秒,表示导航系统误差NSE和飞行技术误差FTE的叠加使得总误差TSE可能达到了RNP值。
在B737机型上,相关的警报信息主要有两个:NPS琥珀色警戒和无法达到所需导航性能(UNABLE REQD NAV PERF–RNP),这两个报警信息触发条件是不是一样呢?
不是的!如果ANP超过了显示的RNP值,在设定的到发出报警的时间过去后,在CDU草稿栏会显示UNABLE REQD NAVPERF–RNP信息。在MAP上显示一条额外的琥珀色UNABLE REQDNAV PERF - RNP 信息。而NPS琥珀色警戒是指偏离达到ANP杆限制范围,即XTK+ANP>RNP时才会触发。所以,出现NPS琥珀色警戒不一定会出现UNABLE REQD NAVPERF–RNP。而出现UNABLE REQD NAVPERF–RNP时,NPS琥珀色警戒通常会触发。
四、SOP中对NPS警报的处置
最后是SOP中关于出现NPS警报、UNABLE REQD NAV PERF-RNP信息时的机组处置。
进近过程中,机组应监控NPS或进程页第四页的XTK。出现NPS琥珀色指示或XTK=1/2RNP时:喊话“NPS警报”或“XTK偏差1/2”脱开自动驾驶进行修正;如果不能将XTK保持在0.15NM以内或不能消除NPS琥珀色指示,执行复飞。
当出现UNABLE REQD NAV PERF-RNP时,除非建立目视参考,否则必须复飞。当出现VERIFY RNP或VERIFY VERT RNP时,机组完成相应检查单的同时还需要对该情况进行评估,以确保能够按照RNP进近程序的要求继续进近。
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