PBN介绍ppt课件

PBN（基于性能导航）介绍,安全监察标准部史宇,PBN（基于性能导航）介绍,PBN是指在相应的导航基础设施条件下，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统导航到基于性能导航的转变。,PBN出现的背景,空中交通史上首批航路是基于地面台设计的，依靠地面导航台（VOR-Very-high-frequencyOmnidirectionalRange、DME-DistanceMeasuringEquipment、NDB-Non-DirectionalBeacon）等定位出航路点，从而设计出航路，飞机按照设计的航路飞行，管制员也按照该航路实施管制，早期飞机没有FMS等导航设备，只有按照逐台飞行。随着地面导航设备和机载导航设备发展，路基系统的RNAV航路出现，但是飞行仍然受到导航信号的限制。星基系统的出现，以其实时，高精度等特性使飞机在飞行过程中能够连续准确的定位，在空域允许的情况下，可以结合FMC实现任意两点的直线飞行，因而卫星导航技术的应用使RNAV的理念最大化的变为现实。,导航手段从最初的目视领航到无线电导航、星基导航乃至现行复合导航的发展，导航手段比之前更为丰富更加精准。现行航空器的种类和数量在不断的增加，不同的航空器装备了不同的导航设备，随着这些新的设备投入使用，使航空器的导航能力的审定变得越来越繁杂。在这情况下，针对每一种导航设备制定一个标准已经很难跟上设备的发展要求，因此，ICAO转变思路，根据运行的需要，制定了该种运行上要使用设备必须要达到的设计要求和标准，这种思路的改变有利于化繁为简。从RNAV的出现和发展到RNP，不同国家和地区根据自身的不同发展需求发展出不同的RNAV（如：RNP-10,B-RNAV等）和RNP规范（RNP-4、RNP-1、RNP-0.3)，PBN是对这些导航规范的归纳和整理，形成系统的基于性能导航的应用守则。,PBN介绍,PBN是ICAO在整合各国RNAV和RNP的基础上，提出的新型运行概念。PBN三要素：导航应用、导航规范和支持系统运行的导航设施。导航规范：实施PBN所需的性能以及具体要求，导航源和设备的选择方式。PBN包含俩类导航规范：RNAV和RNP。,RNAV（区域导航）的概念,区域导航（AREANAVIGATION）是一种导航方式，它可以使航空器在导航信号覆盖范围之内，或在机载导航设备的工作能力范围之内，或二者的组合，沿任意期望的路径飞行。（ICAOANNEX11）在现代航空器飞行过程中，依靠飞行管理系统（FMS,FlightManagementSystem）飞行路线和飞行程序储存在导航数据库中；FMS自动识别下一个有效航路点；FMS会选择选择最合适的导航源（可能是星基，也可能是地基，或者机载设备）进行定位；向自动驾驶仪提供飞向下一个航路点的信息，也可以提供飞行指引仪信息。可用导航源包括：GNSSIRSDME/DMEVOR/DME,RNAV的优点,摆脱传统飞行时，向背台引导的导航方法。在导航设施作用范围内飞机可以沿任意航迹飞行。部分航线上由于地形或区域的影响，布台比较困难。航线密集地区，导航台也密集，频率资源比较紧张，使用区域导航后可以大大减低对布台位置的依赖。飞行轨迹更为精确（例如，传统导航中，深圳R/W15POU13A,170航向左转为075航线时，大机动下机组往往会偏离程序然后再切回航路，偏差较大；深圳R/W33SHL03D起飞后往往航空器速度较大，过北超远台后向北甩出，在往南转切回程序序。）。提高空域利用效率。便于机组操作。,RNAV的应用,通常边远地区缺少足够的导航设施；航空器的导航源可以自主导航（IRS)结合部分地区的陆基导航，可提供校准IRS的信号。RNAV的发展趋势是在部分繁忙航路上构建平行航路。,RNP（所需导航性能）的概念,RNP是RNAV对在规定空域内运行所需要的导航性能的描述，但具有机载监视和告警功能。如果航空器偏离了预计飞行航迹，则自动发出告警。或者说，RNP是一种航空器能自主确定导航包容度的RNAV运行。RNP的类型根据航空器至少有95%的时间能够达到预计导航性能精度的数值来确定。RNP的使用能使精度更高的导航能力得到应用，因此，在进近阶段和复杂地形地区一般使用RNP进近或进离场。RNP需要结合GNSS使用，以便其获得自主监视能力。,RNP和RNAV的区别,RNP增加了机载监视和告警功能：RNP运行时，航空器的飞行管理系统具有自主监视当前导航系统性能的能力，并能向飞行员显示是否达到了预定运行要求（监视和告警）。RNP纳入了固定半径的转弯类型：RNP能进行固定半径转弯而RNAV做不到。RNP纳入了对包容度的具体要求。,PBN概念示意图,各飞行阶段可用的导航规范及精度,PBN介绍总结,传统导航中我们把飞机比作一个油箱很小的小汽车，导航台比作加油站，航路比作公路。由于汽车的能力限制，公路设计的时候要考虑加油站的位置。RNAV中的汽车油箱有了很大的改观，给有这种能力的汽车设计的公路相比传统导航可以大大的脱离加油站的限制。RNP中的汽车油箱大还加装了GPS，可以在路径大大偏离预计航路时候发出告警。在华北，华东，华南导航台密集，地势平坦的地方，PBN并不比传统导航有什么优势，但是在林芝啊，九寨啊等地势复杂，导航设施少的地方PBN便可显示出极大的优势，使得飞机不必受限于导航信号的覆盖，按照期望的路径飞行。极大的减少了航空企业运营成本和航班延误率。,PBN实施依据,ICAO第36界大会决议中指出：“各缔约国应在2009年完成PBN实施计划，确保2016年之前，以全球一致和协调的方式过渡到PBN运行。”具体要求如下：各缔约国应制定实施规划，按照规定的进度在航路和终端区实施RNAV和RNP运行;各缔约国应把具有垂直引导的进近程序（APV）作为进近的主要方式或者精密进近的备份程序，到2016年在所有跑道实施APV。我国根据ICAOdoc9613PBN手册制订了PBN实施路线图,局方工作进度和对公司的要求,PBN运行的前提条件,航路规划和程序设计WGS-84坐标系统空管管制、情报服务地面导航设施（DME)机载导航设备(RAIM),前提条件,公司实施RNAV运行以空管部门所提供的下列保障为前提条件，宣布开放RNAV运行的航路和终端区应该已经满足这些前提条件。签派人员在RNAV运行中应该利用所能采用的方法检查那些可变的前提条件是否满足要求。如果认为未满足要求，应向ATC证实。除非ATC给予肯定满足要求的证实，且机组认为这一证实是可接受的，否则，应终止使用RNAV航路或程序，转为使用传统导航航路或程序。,前提条件如下：,（1）航路规划和进离场飞行程序设计符合国际民航组织和局方的规范和标准，同时充分考虑了RNAV系统的功能、性能和安全水平，特别是机载设备的性能和使用限制；在允许使用不同的导航源的情况下，超障评估以准确度最差的导航源为准。公布了每个航段的最低可用高度，保证传统的垂直导航方法继续使用。（2）RNAV航路或程序以及导航设施的坐标数据基于WGS-84坐标系统，数值公布满足ICAO附件15的要求。RNAV航路或程序适合于满足DME/DME、DME/DME/IRU和（或）GPS/GNSS设备要求的飞机运行。（3）所有RNAV航路或程序所需导航标准（RNAV1或RNAV2）在适当的航图中明确标注（DP和STAR必须要求RNAV1）。供使用的可用导航设施在相应航图中明确标注（例如GNSS或DME/DME/IRU）。（4）用于支持RNAV航路或程序的DME台已通过局方的评估和验证，满足适用的ICAO标准。其中包括通过飞行校验分析确认DME信号的覆盖情况。在所有能接收到DME信号的位置，DME都应满足空间信号精度要求。对于基于DME/DME/IRU的RNAV运行中可能临时使用基于VOR/DME的导航，局方充分评估了VOR径向线对飞机定位精度的影响。,（5）对特定RNAV航路或程序起关键作用的导航设施，已在相关的航图中明确注明（如关键DME）,并且如果该导航设施不可用时，及时发布该RNAV程序不可用的航行通告；（6）除非经过民航局的专门论证，否则要求RNAV航路、DP或STAR必须处于ATC雷达监视下并保持双向直接通信。在需要依靠雷达辅助实施应急程序时，已证明雷达性能对于该目的是足够的，并且在AIP中声明要求提供雷达服务。（7）对于允许飞机仅依靠GNSS导航的程序，局方已经考虑了卫星故障或“RAIM缺陷”造成多架飞机失去RNAV能力风险的可接受性。同时还考虑了同一DME支持多个RNAV程序的风险。（8）评估了失去RNAV能力后的风险和应急程序的可行性，必要时，对于特定的RNAV程序，在航行资料汇编(AIP)中已注明要求具有两套RNAV系统。（9）适用于RNAV运行的无线电陆空通话用语已经公布。,PBN运行对机载设备的要求,GPSDME/DMEDME/DME/IRURNAV运行基于使用能够自动确定飞机水平位置的机载RNAV设备，要求机载RNAV设备在满足要求导航精度的同时，满足系统完整性、可用性、功能连续性要求。RNAV运行中，飞机使用下列各类导航传感器获得位置信息（无特定的先后顺序）：a.符合TSO-C145a、TSO-C146a以及TSO-C129/C129a的GPSGPS。b.DME/DMERNAV设备c.DME/DME/IRURNAV设备公司获得局方批准实施航路和终端区RNAV运行的飞机已经符合这一运行对机载RNAV设备的最低性能标准。,注1：如果单独使用GPS实施RNAV运行，则必须使用当前的GPS卫星信息来确定拟定航路和终端区飞行的GPSRAIM可用性。注2：如果飞机没有安装GPS设备，则导航系统必须使用DME/DME、DME/DME/IRU进行位置更新。注3：对于单独使用DME/DME位置更新的飞机，要求地面可用的两个DME台交角限制在30至150内。注4：如果能够用于自动位置更新的导航源不可用，在短时间内允许使用惯导数据作为定位的唯一方法。导航误差取决于验证的惯性基准系统偏航率，从惯性基准系统的地面校准或者从上一次飞行管理系统的无线电更新开始。,导航数据库的要求,（1）机载导航数据必须是现行有效的，并且适用于计划运行的区域，其中包含终端区（传统和RNAV）飞行程序和RNAV航路。要求导航数据库供应商提供FAA接受函（LOA）证明数据能够满足规定的数据质量、完好性和质量管理规范。（2）在每次导航数据库生效之日前，数据库中的RNAV航路和RNAV程序必须能通过公司情报人员的完整性检查。公司情报人员需要清楚公司运行的航线有哪些涉及RNAV运行；尤其监控新开放的RNAV区域。（3）完整性检查需要确认导航数据库和所公布的图表、程序之间是否存在任何缺陷。只有无任何缺陷的导航数据库才能用于相应的航路或终端区RNAV运行(如否，可根据具体情况申请传统导航方式运行)。（4）导致程序无效的缺陷必须通报给数据库供应商。要求通知机组禁止使用受影响的程序，包括声明哪些飞机的导航数据库在哪个时间范围内不能执行哪个(些)航路或终端区RNAV运行。,（5）导航数据库必须能够定期更新，并能使飞行机组确认其当前处于有效期。支持飞行机组通过检查航图中所选航路点的定位数据进行完整性检查。机载设备保护导航数据库完好性的功能是有效的。即：不允许以经纬度或距离方位的形式人工输入航路点，不允许改变数据库的航路点类型（旁切或飞越）。（6）如果在飞行期间航空定期制(AIRAC)周期改变，为保证导航数据的准确性以及相关导航设施的适用性。通常采取将电子数据与纸质数据相比较的方式。一种可接受的方式为在签派放行前比较新旧图，以确认航路点的变化。如果公布的航图与数据库不一致，则不能使用该数据库。,注1：为实现对导航数据库的可靠完好性控制，要求公司情报人员RNAV运行使用导航数据库完整性检查工具，检查下列数据：航路点代码、坐标航路点之间的距离进场航线代码离场航线代码穿越高度飞行航迹角具有不同高度限制并且与标准终端进场航线或者经由和五边定位点不相通的航路点注2：为实现对导航数据库的可靠控制，公司要求飞行机组RNAV运行飞行前准备检查导航数据库的完好性。,公司RNAV运行前检查,确认我公司的RNAV运行已经得到局方运行规范批准。确认飞行机组具有实施终端区和（或）航路RNAV运行的资格。确认所使用飞机已被批准实施航路终端区和RNAV运行。检查执行航班的航空器机载导航相关设备是否完好，是否能满足RNAV运行区域的要求。对于有故障的飞机，必须确认MEL中与RNAV运行相关的条款已被满足。检查执行航班的机载导航数据库是否有效且适合RNAV运行区域。确认RNAV运行机载导航数据库无任何缺陷报告，包括导航设施、航路点以及起飞机场、目的地机场和备降机场的飞行程序。检查航行资料汇编AIP和航行通告NOTAM，确认航路和（或）终端区RNAV运行（包括任何非RNAV的应急程序）所需的地面