PBN导航对民航进近方式发展的影响

董宗安（中国国际航空股份有限公司，北京 100621）

PBN导航对民航进近方式发展的影响

董宗安
（中国国际航空股份有限公司，北京 100621）

PBN导航是一种新型的导航技术，指在区域导航（RNAV）以及所需性能导航（RNP）的基础上，发展起来的一种新的运行概念，与传统导航方式相比，具有要求低、精度高等优势，因此在民用航空领域得到了大力推广和普及。本文结合PBN导航的概念，对RNP APCH及RNP AR APCH两种进近程序的特点进行了研究，并分析了PBN导航对于我国民航进近方式发展的影响。

PBN导航 民航 进近方式 发展 影响

在经济发展的推动下，民用航空运输得到了前所未有的发展和进步，逐渐成为人们远程出行的首选方式之一，在公共服务、应急救援、国家安全等方面都扮演者非常重要的角色。而伴随着科学技术的发展，作为民航保障体系的重要组成部分，导航系统也面临着新的变革，对于导航精度要求的不断提高，推动了新一代导航技术的产生和发展。基于性能的导航（PBN）能够有效提升飞机进场精度，满足我国民航交通运输快速发展的需要，得到了相关管理部门的高度重视。

1　PBN导航概述

PBN导航即基于性能的导航，是一种新型的导航技术，是国际民航组织在对各国区域导航（RNAV）以及所需性能导航（RNP）的技术标准和实践经验进行从分整合的基础上，提出的一种新的运行概念，是世界民航CNS/ATM系统的重要组成部分。

在PBN导航中，存在着三个基本的因素，即导航规范、导航应用和基础设施，其中，导航规范主要是针对沿特定区域导航所需性能要求的详细描述，是民航运行的基础；基础设施是指能够支持各种导航规范的导航设施，如陆基导航台、星基系统等；导航应用则是结合了导航导航规范和导航设施，在航路、进近或者运行区域的实际应用，如进近程序、标准仪表进离场程序等。一般情况下，会将PBN导航细分为RNAV和RNP两类，在RNP中，不需要具备机载监视和告警功能。

在我国，R N A V规范被应用在航路和终端区，航路上采用RNAV2规范，终端区则采用RNAV1规范，而且是强制使用。RNP规范不仅可以用于航路和终端区，更主要的是用于进近。以进近为例，主要采用的是RNP APCH和RNP AR APCH导航规范。

2　PBN进近程序的运行要求

从我国民用航空的发展情况看，适用性较强的PBN进近程序主要包括RNP APCH及RNP AR APCH两种，前者属于通用程序，后者则是针对特定机型和机组的专用程序，两者从本质上看，都属于RNP导航规范。

在上述两种进近程序中，需要具备导航监视和告警功能的机载设备，而我国目前能够提供这种功能需求的，主要是GNSS接收机的RAIM告警，可以通过机载GPS信息以及其他相应的传感器信息，提供导航完整性监视告警，从而保障导航精度，因此在许多机型上都得到了广泛应用。在实际应用层面，由于受到导航卫星星历变化等因素的影响，部分G NS S接收机可能会出现短期内无法准确提供RAIM告警的问题，从而影响飞机的正常导航。对此，从安全方出发，空管部门和部分机载接收机会提供相应的RAIM失效预测信息，如果预测到飞机在计划飞行阶段，失去RAIM告警超过300s，则会推迟或者取消飞行计划。同时，在RNP导航中，要求机载设备必须能够根据飞机分型的不同阶段，发出相应的告警信息，因此，GNSS存在有三种不同的运作模式：

（1）航路模式：距离机场基准点30n mile以外；（2）终端区模式：距离机场基准点30n mile以内到距离最后进近定位点前2n mile；（3）进近模式：从最后进近定位点前2n mile到距离机场基准点30n mile以内。

在飞行过程中，GNSS会根据飞机距离机场基准点的距离大小，对工作模式进行自动切换。同时，GNSS接收机的工作模式不同，则其所对应的RAIM告警门限以及航道偏离指示器的满偏值也存在着很大的差异，如表1所示：

表1

3　RNP APCH和RNP AR APCH进近程序的特点

3.1RNP APCH进近程序

RNP APCH是由区域导航程序发展而来，根据最后进近阶段引导形式的不同，可以分为三种不同的进近形式：

（1）非精密进近：在从FAF到复飞点（mapt）的最后进近航段，并没有下滑引导。（2）精密进近：结合LASS等地基增强系统，提升机场区域范围内GNSS的定位精度，从而将水平和竖直方向的定位定都提升到米级，通过机载计算机的计算，可以建立起一条精准度较高的虚拟下滑道，对飞机进近进行引导。（3）垂直引导进近（APV）：在该程序中包括了LPV和Baro-VNAV，LPV主要是应用卫星增强系统来实施的一种GNSS进近程序，在一些发达国家得到了非常广泛的应用。但是，由于其对于GPS卫星的依赖性较大，并不适合我国的基本国情，因此，我国重点研究的是APV中的Baro-VNAV，即气压垂直导航程序。该程序要求机载计算机能够依据给定的正常下滑角以及GNSS设备测定的飞机与跑道入口之间的距离，计算出飞机所处的几何高度，然后将其与气压式高度表测得的气压高度进行对比，对飞机相对正常下划线的高度进行判断，在进近航道上建立相应的模拟下滑道，引导飞机精确进近。与其他程序相比，Baro-VNAV可以在不依靠任何地面导航的情况下，将飞机引导到相应的决断高度，不需要增设ILS着陆系统，成本低廉，是我国目前应该大力推广的进近程序形式，对于我国民航进近导航方式的发展和变革，必将产生难以估量的影响。

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3.2RNP AR APCH进近程序

之前也提到，RNP AR APCH进近程序属于专用程序，需要针对机型、机组等进行授权，及时在同一个机场，同一条跑道，由同一个公司生产的不同机型，对于RNP AR APCH程序的要求也会有所不同，因此，在机场对外发布的仪表航图中，通常并不会提供RNP AR APCH程序，而且该程序的运行要求复杂，还会增加航空公司的成本消耗，一般情况下并不推荐使用。不过，对于一些位于特殊地形的机场，如气候多变、地形复杂的拉萨、丽江等，传统的导航方式很难保证进近安全，这时，使用RNP AR APCH进近程序，有着非常明显的优势，如航段和转弯点的保护区宽度更窄、航段之间的连接更加流畅简单、能够使用固定半径转弯以及垂直引导等。因此，相关技术人员同样应该重视RNP AR APCH进近程序的研究，对其进行有效应用，切实保证民航运行安全。

4　PBN导航对民航进近方式发展的影响

最近几年，伴随着经济的迅猛发展，人们的生活水平不断提高，民用航空事业也逐渐进入了高速发展时期，不仅建设了大量的新机场，对于许多旧有机场也进行了扩展，提升了其运输能力和吞吐能力。从PBN导航的发展着眼，一方面，应该加快对于Baro-VNAV的RNP APCH进近程序的研究和应用，提升机场的空域容量以及航班的飞行效率；另一方面，应该建设具备多种进近能力的导航设施，为不具备RNP进近能力的航班，保留传荣的导航系统。同时，对于处于特殊地形和气候的机场，应加大RNP AR APCH进近程序的推广力度，降低机场运行标准，提升机场的适用范围。

5　结语

总而言之，在当前的技术条件下，PBN导航作为一种新型的导航技术，相比于传统导航有着更加显著的优势，能够满足我国民航交通运输快速发展的需要，应该得到相关技术人员的重视和深入研究，从我国国情出发，加快推进PBN导航在民航领域的应用步伐，推动我国民航运输事业的持续健康发展。

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