基于性能导航的发展

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
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
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
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
离场程序为每条跑道提供了两条起 的 雷 达 航 迹 比 较 。
始分离航段。这些程序符合消噪程 图中航迹是起始于
序要求，实现了扇形离场，也就是 下方的跑道的。可
交替使用分离航路实现连续离场。 以看到，ＲＮＡＶ ＳＩＤ 图 ３ Ｋ Ｄ ＦＷ 机场常规离场与 Ｒ Ｎ Ａ Ｖ Ｓ ＩＤ 离场的雷达航迹比较
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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，
行。这些条件包括在距离跑道头 ５ 计 者 提 供 了 指 导 ，
海里以内开始航路分离。受跑道布 以确保在任何情况
局与消噪程序的限制，可以指定给 下，所需的飞行性
离场航空器的起始航向，对于每条 能都在运行限制范 图 ２ 基于性能导航（ Ｐ Ｂ Ｎ ：Ｒ Ｎ Ａ Ｖ ／Ｒ Ｎ Ｐ ）与常规航路的比较
跑道只有一个。因此，在交替跑道 围内。目前，每天
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
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专业探索 通信导航监视 ／Ｃ Ｎ Ｓ
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
Hale Waihona Puke Baidu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）
通信导航监视 ／Ｃ Ｎ Ｓ
基于性能导航的发展
Ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒ ｆｏｒ ｍａｎｃｅ－ Ｂａｓｅｄ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ
民航广州区域管制中心 赵 健
一、Ｐ Ｂ Ｎ 的概念与类型 传统的无线电导航是利用机载 接收机接收地面导航台信号，通过 向台、背台飞行实现飞机逐台导 航。其航路与飞行程序设计受地面 导航台布局与设备种类限制。随着 空中交通流量的日益加大，沿地面 导航台设计的常规航路已经日趋饱 和，流量控制导致的飞行延误日益 增加。机载设备性能与自动化程度 的提高，为提出 ＲＮＡＶ 概念并得以 应用提供了必要条件。ＲＮＶＡ 允许 飞机在相关导航设施的信号覆盖范 围内，或在机载自主导航设备能力 限度内，或在两者配合下沿所需的 航路飞行。该导航方式允许航空器 不飞经某些导航设施，这就摆脱了 沿常规航路逐台飞行的束缚，提高 了空域的利用率。 ＲＮＡＶ 设备是通过下列一种或 几种的组合来进行区域导航的： ＶＯＲ／ＤＭＥ，ＤＭＥ／ＤＭＥ，ＬＯＲＡＮ，ＧＰＳ 或 ＧＮＳＳ，甚低频波束导航系统、ＩＮＳ 或 ＩＲＳ。传统的航路与程序设计是根据 使用的设备制定的。确定了所采用 的设备后，制定相应的超障余度、间 隔要求、运行程序，对飞行与管制人 员进行设备培训。机载与地面所使 用的导航设备的差异，不仅需要跨 地区运行的航空器根据地面导航台 差异装备数套导航设备，更无形中 造成了额外的负担。为制定相应标
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
是
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
《 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
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。
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
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）
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
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
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
否
的离场容量。改善离场容量减少了
１
－
ＲＮＰ１
是
相关延误。按 ２００５ 年的架次数据计
进近
０．３
ＲＮＰ０．３
ＲＮＰ０．３
是
算，ＫＤＦＷ 机场离场延误的减少可以
０．３～０．１ ＲＮＰ／ＳＡＡＡＲ
ＲＮＰ０．３～０．１
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
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
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
改进的航路设计增加了离场定 标准是能见度 ３ 英里，最低下
位点，增加了可用的过渡航路数 降高 １８２６ 英尺；ＶＯＲ／ＧＰＳ 盘旋
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
定的。公用程序为适应不同航空器
１９ 号跑道的 ＲＮＡＶ（ＲＮＰ）进近程
性能特点的需要，增加了航路宽 序使用 ＲＮＰ０．１１ 标准。着陆最低标
度 ， 但 是 仍 提 供 了 与 阿 拉 斯 加 准为跑道视程（ ＲＶＲ）６０００ 英尺，
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
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
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
否
空管效率。按当前 ＲＮＡＶ 离场数量
４
ＲＮＰ４
ＲＮＰ４
是
计算，扇形离场使得每小时离场容
大陆航路
５
Ｂ－ＲＮＡＶ ＲＮＰ５
ＲＮＡＶ５
否
量增加了 １１ 架次。将来如果在该
大陆航路 ／ 终端 ２
ＵＳ－ＲＮＡＶ Ａ 类
ＲＮＡＶ２
否
机场所运行的飞机全部实施 ＲＮＡＶ
２
－
ＲＮＰ２
是
运行，每小时离场容量还可以再增