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基于性能导航的发展


导航设备性能提出的硬性要求。I- 异。ICAO 根据是否需要机载导航
CAO RNP 手册中仅规定了 RNP95% 性能监控与告警,将 PBN 明确分为
的包容值及其与导航性能精度的关 RNAV-X 与 RNP-X 两 种 类 型 ,
系,而将系统整体性、可用性、覆 RNAV-X 需 要 以 上 两 项 功 能 , 而
图 4 亚特兰大机场 R N A V S ID 航路结构
374 英尺。如果 RNP 的精度提 高,着陆最低标准还可以降
图 6 棕榈泉国际机场 31L 跑道公用 R N A V 进近程序
Air Traffic Management/2006(11)
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使得经 FAA 批准可以实施特殊 RNP 高 706 英尺。使用直接进近的大速
益。使用向东离场时,使用扇形离 量的改航与取消。
场增加效率,预计每小时将增加
KPSP 特殊 RNP 程序开发是
10 架次的起飞容量。按现在架次 由 FAA 与阿拉斯加航空公司的
计算,离场容量的增加将给航空公 主要部门共同参与完成的。该
司每年带来 11,000,000 美元的 过程包括两个阶段:程序设计
有这些 RNP-SAAAR 程序,这 21 个 近程序。该程序为 19 号跑道 RNAV
航班将会被取消或不得不改航。
(RNP)进近程序( 图 7)。使用有引
FAA 近期公布了棕榈泉机场的 导的、固定的三维空间,航路避开
公共 RNP-SAAAR 程序,这些程序都 禁区,明显改善了 19 号跑道在低
是基于 FAA8260.52 号指令标准制 能见度时的可用性。
上连续起飞的航空器间无法实现航 KDFW 机场大约实施
路分离。从起始爬升一直到距离机 800 多 个 RNAV 离
场 5 海里距离内,离场航空器通常 场。
是跟进运行的。
图 3 是 KDFW
改进 RNAV 离场相关的导航性 机场使用向北起飞
能,使飞行管理系统可以支持终端 跑道时,常规离场
区 RNAV 程序。KDFW 机场新的 RNAV 与 RNAV SID 离 场
准、运行程序,为减少人员
培训的费用,提高现有机
载导航设备的利用率,促
进新的导航设备的发展,
所需导航性能( RNP)的概
念应运而生。
国 际 民 航 组 织( I-
CAO) 提 出 的 RNP 概 念 ,
是指飞机在一个确定的航 路 、 空 域 或 区 域 内 运 行 图 1 IC A O 与 R TC A /E U R O C A E 对 R N P 规定的差异
终端
US-RNAV B 类与 1
P-RNAV
RNAV1
加 9 架次,达到每小时增加 20 架次

的离场容量。改善离场容量减少了


RNP1

相关延误。按 2005 年的架次数据计
进近
0.3
RNP0.3
RNP0.3RNP/SAAAR
RNP0.3~0.1
KDFW 机场实施 RNAV 离场程序两个 ( RNP-SAAAR),该授权包括最后进 直航路。这些新的 RNP-SAAAR 程序
月内,运行优势明显增加。
近航路在内的整个进近航路宽
在佐治亚州,亚特兰大 / 威廉 度减小,有引导信号,在复飞
B·哈特斯菲尔德国际机场( KATL) 航 段 的 大 坡 度 转 弯 , 圆 弧 航
程序的航班在 KPSP 减少受天气影 度航空器最低着陆标准的能见度为
响的延误与取消。在程序实施的前 2 英里。从决断高到跑道头需要一
几个月,阿拉斯加航空公司得益于 个推测转弯。
特殊 RNP-SAAAR 程序,有 21 个航
2005 年 9 月,FAA 在 KDCA 机
班得以在恶劣天气下执行,如果没 场公布了第一张公用 RNP-SAAAR 进
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表 1 现行与新的导航类型
离场程序在每条跑道头提供了起始
适用
导航精度
导航类型
导航类型
性能监控与 航迹分离。在 KDFW 机场引进 RNAV
区域
( 海里) ( 目前)
( 新)
告警需求
程序,实施扇形离场,极大提高了
海洋 / 边陲
10
RNP10
RNP1(0 RNP 10 标志)
时,所需的导航性能精度,既包含 不同 RNP 标准区域间的运行,不利
对助航设施也包含对航空器机载性 于实现全球协调发展。
能的要求。RNP 是通过使用减小航
基于性能导航( PBN)是从所
空器之间的间隔标准的方法,提高 需导航性能( RNP)演变出来的概
特定 RNP 空域交通容量,是对机载 念,它明确区分了 RNP 定义上的差
2005 年 4 月至 5 月开始实施 RNAV 就是证明 RNP-SAAAR 是 RNP 标
SID 与 STAR 程序。目前,大约有 准主要特点的例子。棕榈泉机
85%的进离场航空器使用 RNAV 程 场 被 群 山 环 抱 , 四 周 地 势 较
序,未来程序设计的改进将使效益 高,无法使用直接仪表进近程
些常规的离场程序通常起始于位于 围内实施双跑道平
空域边界的导航定位点上。KDFW 行离场。为此进行
机场有两条相距约 1 海里的平行跑 了风险评估,以保
道,离场运行通常是在这两条跑道 证该种运行能够满
上完成的。
足需要达到的目标
经过多年的努力,FAA 允许在 安全水平。美国的
满足一定条件时使用离场独立运 航空公司为程序设
也实施了类似的 RNAV 程序,三角 段,对垂直剖面的垂直误差预
( Delta)航空公司是该机场的主要 算。RNP-SAAAR 提供了类似精
运行商。
密进近的水平与垂直引导。在
作为 2005 年世界上航空器运 加利福尼亚州棕榈泉国际机场
行 最 繁 忙 的 机 场 , KATL 机 场 从 ( KPSP)实施的 RNP 进近程序
该程序于 2005 年 9 月在 KDFW
2005 年在 KDFW 机场实施 RNAV
际机场( KDFW)实施 RNAV 离场之 机场的成功实施,离不开在该机场 离场程序时,需要连续的航路一致
前,通常是用雷达引导终端区的离 运营的航空公司的努力。程序设计 性监控。在实施的初始阶段,所需
场航空器加入常规的离场程序。这 要求 FAA 批准从跑道头到 10km 范 离场间隔增加了。实施后的一个月

为航空公司每年节省 1000 万美元
( RNP/AR)
的费用。按每年 13%的架次增加量
二、国外 P B N 的运行情况
该运行缩小了航空器间的间隔,增 计算,离场延误的减少预计每年将
( 一)R N A V 程序
加了离场容量,减少了离场延误。 节省 3000 万美元的费用。
在 2005 年达拉斯 / 沃思堡国
盖范围等方面的标准留给技术部门 RNP-X 并不需要。X 表明了以海里
制定。因此对于 RNP 的规定,ICAO 为单位的在 95%( 含)以上飞行时
与业界存在差异。如业界组织 RT- 间内需要达到的水平导航精度。如
CA 与 RUROCAE 在 ICAO 手册中精度 表 1 所示,根据当前运行的需要,
量,增加了一条起飞后立即使用雷 着陆程序如图 5 所示。从前,
达引导加入 RNAV 航路的仪表离场。 棕榈泉国际机场没有低着陆条 图 5 棕榈泉国际机场的常规仪表进近程序
图 4 所示的 RNAV 程序设计预计将 件 下 的 进 近 程 序 , 受 天 气 影
增加 KATL 机场 RNAV SID 运行的效 响,使用该机场的航班会有大
《 空中交通管理》2006 年 第 11 期
通信导航监视 /C N S
内,除了一小部分 RNAV 与非 RNAV
( 二)R N P 程序
低。
的混合连续离场外,所需的附加间
RNP 进近程序的一个特点是需
每个进近程序都包含从最后进
隔逐渐增加。后期评估证实,在 要 航 空 器 与 机 组 特 殊 授 权 近定位点到接地点的连续水平与垂
收益。
及对申请使用程序的运营者与
航空器的授权。使用最新的
RNP-SAAAR 标准,在 31L 跑道
与 13R 跑道上建立了两条特殊
RNAV(RNP)进近程序。( 见图
6)
两个进近程序均为 RNP0.3
标准。31L 跑道的着陆最低标
准是能见度 1 英里,决断高
296 英尺,13R 跑道着陆最低
标准为能见度 1 英里,决断高
规定的标准上,增加了包容要求、区 ICAO 目前共划分了九个等级。目
域导航功能与性能标准。包容区域 前 PBN 根据航空器所能达到的导航
对导航性能进行了量化,即未显示 精度与功能差异,提供不同的飞行
的偏航大于两倍 RNP 的概率小于 路线与飞行程序。通过航路与飞行
1*10-5。 包 容 区 域( 定 义 为 两 倍 程序的重新规划,制定新的间隔标
RNP) 有助于对间隔与超障余度的 准,能够提高运行的安全性,增大
安全评估( 见图 1)。正是这种差 空域容量,同时也能够减少航空运
异,使得各地所实施的 RNAV/RNP 标 营成本,有利于环境保护和节约能
准不尽现同,这显然不利于实施跨 源( 见图 2)。
Air Traffic Management/2006(11)
更 加 明 显 。 图 4 是 KATL 机 场 于 序。KPSP 机场唯一的仪表进近
2006 年 4 月公布实施的 RNAV SID 程序是使用 VOR 或 GPS 进行盘
程序的航路结构。
旋进近,四条跑道的最低着陆
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