新航行技術(shù)根本知識

概述一、新航行技術(shù)專業(yè)用語二、什么是新航行技術(shù)三、新航行技術(shù)與現(xiàn)行航行系統(tǒng)的區(qū)別四、RNAV、RNP及PBN的概念五、總結(jié)一、新航行技術(shù)專業(yè)用語C:1、VHF=VeryHighFrequency甚高頻通訊2、HF=HighFrequency高頻通訊3、AMSS=AeronauticalMobileSatelliteSystem航空移動衛(wèi)星通訊系統(tǒng)4、SSR-S=SecondarySurveillanceRadar–Select二次監(jiān)控雷達(dá)-選擇呼叫模式5、ACARS=AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem飛機(jī)通訊尋址和報告系統(tǒng)6、。。。。。。。。。。。。。。。。。新航行技術(shù)專業(yè)用語N：1、NDB=nondirectionalbeacon無向信標(biāo)臺2、VOR/DME=甚高頻全向信標(biāo)臺/測距設(shè)備3、ILS=儀表著陸系統(tǒng)〔盲降〕4、INS/IRS=慣性導(dǎo)航基準(zhǔn)系統(tǒng)5、MLS=微波著陸系統(tǒng)6、RNAV/RNP=區(qū)域?qū)Ш?所需導(dǎo)航性能7、GNSS=全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)8、。。。。。。。。。。。。。。。。新航行技術(shù)專業(yè)用語S：1、PSR=一次監(jiān)視雷達(dá)2、SSR=二次監(jiān)視雷達(dá)3、PMR=精密進(jìn)近監(jiān)視雷達(dá)4、ADS-B=播送式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)5、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二、什么是新航行技術(shù)

1、新航行技術(shù)，也稱為“新航行系統(tǒng)〞，它是相對于現(xiàn)行的航行系統(tǒng)而言的。新航行系統(tǒng)不是特指某一種新技術(shù)或新概念，而是一套完整的空中交通運(yùn)行保障體系，是一個系統(tǒng)工程。2、新航行系統(tǒng)的“新〞是相對的。新航行系統(tǒng)正在經(jīng)歷著一個不斷開展、不斷完善的過程，不斷有新的概念和技術(shù)被應(yīng)用到這一系統(tǒng)工程中去，以提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行保障能力和運(yùn)行效能。新航行系統(tǒng)的產(chǎn)生ICAO基于對未來商務(wù)交通量增長和應(yīng)用需求的預(yù)測，為解決現(xiàn)行航行系統(tǒng)在未來航空運(yùn)輸中的平安、容量和效率缺乏問題，1983年提出在飛機(jī)、空間和地面設(shè)施三個環(huán)境中利用由衛(wèi)星和數(shù)字信息提供的先進(jìn)通信〔C〕、導(dǎo)航〔N〕和監(jiān)視〔S〕技術(shù)。由于當(dāng)時有些系統(tǒng)設(shè)備仍在研制中，尚不具備所需運(yùn)行條件，ICAO將該建議稱為未來航行系統(tǒng)〔FANS〕方案。新航行系統(tǒng)的產(chǎn)生

隨著各種可用CNS技術(shù)的日臻成熟，人們愈加注重由新系統(tǒng)產(chǎn)生的效益，同時認(rèn)識到在實(shí)現(xiàn)全球平安有效航空運(yùn)輸目標(biāo)上，空中交通管理〔ATM〕是使CNS互相關(guān)聯(lián)、綜合利用的關(guān)鍵。ATM的運(yùn)行水平成為表達(dá)先進(jìn)CNS系統(tǒng)技術(shù)的焦點(diǎn)?；谶@一開展新航行系統(tǒng)的思想，93-94年間，ICAO將FANS更名為CNS/ATM系統(tǒng)。有關(guān)系統(tǒng)實(shí)施規(guī)劃、推薦標(biāo)準(zhǔn)和建議措施等指導(dǎo)性材料的制定進(jìn)一步加速了新航行系統(tǒng)的實(shí)施。1998年，ICAO全體大會再次修訂了全球CNS/ATM實(shí)施規(guī)劃，其內(nèi)容包括技術(shù)、運(yùn)營、經(jīng)濟(jì)、財政、法律、組織等多個領(lǐng)域，為各地區(qū)實(shí)施新航行系統(tǒng)提供了更具體的指導(dǎo)。CNS/ATM系統(tǒng)在航空中的應(yīng)用將對全球航空運(yùn)輸?shù)钠桨残?、有效性、靈活性帶來巨大的變革。新航行系統(tǒng)使民用航空進(jìn)入了新開展時代。新航行系統(tǒng)開展紀(jì)年1983年，ICAO提出FANS概念。1988年5月FANS第4次會議，建議采納主要基于衛(wèi)星技術(shù)的全球新CNS/ATM系統(tǒng)，既FANS系統(tǒng)。1990年成立FANS-II委員會，負(fù)責(zé)制定FANS系統(tǒng)的實(shí)施方案和過渡安排。1991年FANS的概念和根本方案在ICAO第十次航行會議上通過，并于1992年10月得到ICAO第29屆大會的批準(zhǔn)。1993年FANS-II委員會完成歷史使命，轉(zhuǎn)入實(shí)施階段，同時改稱為CNS/ATM系統(tǒng)，簡稱新航行系統(tǒng)。新航行系統(tǒng)的組成---四大要素C：Communication通訊N：Navigation導(dǎo)航S：Surveillance監(jiān)控ATM：AirTrafficManagement空中交通管理三、新航行系統(tǒng)和現(xiàn)行航行系統(tǒng)的區(qū)別飛機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)飛行的？機(jī)組人員的操縱地面的監(jiān)控與指揮完成飛行使用的設(shè)施通訊設(shè)施〔Communication〕導(dǎo)航設(shè)施〔Navigation〕監(jiān)控設(shè)施〔Surveillance〕

現(xiàn)行航行系統(tǒng)的情況

〔一〕通訊系統(tǒng)〔地空通訊系統(tǒng)〕VHF〔甚高頻〕話音通訊HF〔高頻〕話音通訊現(xiàn)行航行系統(tǒng)的情況1、VHF〔甚高頻〕話音通訊〔1〕組成機(jī)載VHF電臺地面VHF通訊終端〔2〕主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率：118.00~~136.975MHZ工作距離：250海里以內(nèi)〔3〕用途地面與飛機(jī)及飛機(jī)與飛機(jī)之間進(jìn)行話音聯(lián)系的工具現(xiàn)行航行系統(tǒng)的情況2、HF〔高頻〕話音通訊〔1〕組成機(jī)載HF電臺地面HF通訊終端〔2〕主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率：3~~30MHZ工作距離：100~~2000海里以內(nèi)〔3〕用途在偏遠(yuǎn)和海洋區(qū)域，管制人員和飛機(jī)駕駛員進(jìn)行話音聯(lián)系。現(xiàn)行航行系統(tǒng)的情況〔二〕導(dǎo)航系統(tǒng)航路導(dǎo)航系統(tǒng)NDB(無向信標(biāo)臺系統(tǒng)〕VOR/DME〔全向信標(biāo)臺/測距儀系統(tǒng)〕INS/IRS〔慣性導(dǎo)航系統(tǒng)/慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)〕GPS〔全球定位系統(tǒng)〕終端導(dǎo)航系統(tǒng)NDB,VOR/DME,ILS,MLS,GPS現(xiàn)行航行系統(tǒng)的情況〔三〕監(jiān)視系統(tǒng)人工相關(guān)監(jiān)視〔話音報告位置〕雷達(dá)監(jiān)視〔雷達(dá)監(jiān)測飛機(jī)位置〕當(dāng)前航行系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)

1、精度低、可靠性差。2、全球難以以統(tǒng)一方式運(yùn)作。3、通訊采用話音而缺少空地數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換系統(tǒng)?！?〕傳輸速度慢〔2〕多信宿限制〔3〕易出錯〔4〕業(yè)務(wù)種類限制4、現(xiàn)行的CNS系統(tǒng)難以適應(yīng)飛機(jī)架次及流量的增加。新航行系統(tǒng)：

是一個以星基為主的全球通信、導(dǎo)航、監(jiān)視加上自動化的空中交通管理的系統(tǒng)。從新技術(shù)的利用上說，主要是衛(wèi)星技術(shù)＋數(shù)據(jù)鏈技術(shù)＋計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。全球CNS系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是衛(wèi)星應(yīng)用問題，ATM系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是數(shù)據(jù)化、計算機(jī)處理及聯(lián)網(wǎng)問題。新航行系統(tǒng)的組成：通信(C)導(dǎo)航(N)監(jiān)視(S)空中交通管理(ATM)其中CNS是硬件，ATM是軟件新航行系統(tǒng)的目的

－－平安、容量、效率、效益利用新技術(shù)適應(yīng)未來航行的需要，提高系統(tǒng)容量；覆蓋海洋、遙遠(yuǎn)地區(qū)和高高度，實(shí)現(xiàn)全球無縫隙的覆蓋；采用數(shù)字式數(shù)據(jù)交換，改善質(zhì)量，提高空管自動化水平，促進(jìn)航空平安；提高空管的靈活性，從程序管制過渡到雷達(dá)和ADS監(jiān)視下管制，使空域的利用動態(tài)化；擴(kuò)展監(jiān)視的作用，在保證平安的前提下縮小飛行間隔，提高空域的利用率；提高精密定位能力，增大飛行的自由度，逐步實(shí)現(xiàn)自由飛行；適應(yīng)全球航行的需要。新航行系統(tǒng)的實(shí)施方案(一)通信系統(tǒng)

關(guān)鍵在于雙向數(shù)據(jù)傳輸。傳輸途徑：VHF數(shù)據(jù)鏈(話音)航空移動衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈二次監(jiān)視雷達(dá)S模式數(shù)據(jù)鏈HF數(shù)據(jù)鏈(話音)連接：航空電信網(wǎng)(ATN)

(二)導(dǎo)航系統(tǒng)逐步引入?yún)^(qū)域?qū)Ш?RNAV)能力，并使其符合所需導(dǎo)航性能(RNP)；全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)將提供全球覆蓋，用作飛機(jī)航路導(dǎo)航和非精密進(jìn)近；NDB、VOR和DME逐漸退出；慣性導(dǎo)航保存并開展，開展組合導(dǎo)航；采用差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)精密進(jìn)近。

(三)監(jiān)視系統(tǒng)A/C模式或S模式的二次雷達(dá)(SSR)用作終端區(qū)和高交通密度陸地空域的監(jiān)視；自動相關(guān)監(jiān)視(ADS)用在其他空域，最終將普遍使用自動相關(guān)監(jiān)視，并且可以和二次雷達(dá)重疊使用

(四)空中交通管理(ATM)1、空中交通流量管理(ATFM)2、空域管理(ASM)3、空中交通效勞(ATS)(1)空中交通管制ATC(2)航行情報效勞FIS(3)告警效勞AL新航行系統(tǒng)的特點(diǎn)(一)系統(tǒng)特點(diǎn)：1、新航行系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng)2、新航行系統(tǒng)是一個全球一體化的系統(tǒng)3、新航行系統(tǒng)是一個以滾動方式開展的系統(tǒng)

(二)技術(shù)方面的特點(diǎn)：衛(wèi)星技術(shù)+數(shù)據(jù)鏈+計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)+自動化

衛(wèi)星技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)從根本上克服了陸基航行系統(tǒng)固有的而又無法解決的一些缺陷，如覆蓋能力有限，信號質(zhì)量差等。計算機(jī)應(yīng)用和自動化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息處理快捷、精確，減輕人員工作負(fù)荷的重要手段。

(三)實(shí)施方面的特點(diǎn)：1、先輔后主初期，新系統(tǒng)在運(yùn)行中起輔助作用，即在功能上發(fā)揮補(bǔ)充能力作用。后期，除少局部優(yōu)秀的現(xiàn)行系統(tǒng)作新系統(tǒng)的備份外，新系統(tǒng)成為空中交通管理的主角2、先易后難新系統(tǒng)先在對陸基設(shè)備影響小的地方或環(huán)境實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，那些對陸基系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響的場合遲后慎重解決四、RNAV、RNP和PBN的根本概念

RNAV區(qū)域?qū)Ш健睞reaNavigation，RNAV〕是一種新的導(dǎo)航方式，它可以使飛機(jī)在導(dǎo)航信號覆蓋范圍之內(nèi)或機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備的工作能力范圍之內(nèi)或兩者的結(jié)合，沿任意期望的航徑飛行。飛機(jī)不再必須沿著導(dǎo)航臺飛行，航路可由一系列的地理坐標(biāo)點(diǎn)定義，既可以選擇更直的航路，也可以在考慮氣象、流量等因素和條件下將航路設(shè)計的更加優(yōu)化。它是通過陸基或星基導(dǎo)航信號的更新，使用飛機(jī)的慣導(dǎo)系統(tǒng)連續(xù)定位，到達(dá)沿任意期望的路徑飛行的能力。RNAV的精度以海里數(shù)表示，即在95%的時間內(nèi)應(yīng)到達(dá)的導(dǎo)航精度。RNAV沒有對機(jī)載設(shè)備提出導(dǎo)航性能監(jiān)視和告警的要求。F

ACDRNAV

傳統(tǒng)程序

BEF

ACDRNAV

傳統(tǒng)程序

BEABCDEF現(xiàn)代飛機(jī)使用的RNAV飛行方法依靠飛行管理系統(tǒng)〔FMS〕飛行路線和飛行程序儲存在導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中FMS自動識別下一個有效航路點(diǎn)選擇最適宜的導(dǎo)航源進(jìn)行定位向自動駕駛儀提供飛向下一個航路點(diǎn)的信息，也可以提供飛行指引儀信息。可用導(dǎo)航源GNSSIRUDME/DMEVOR/DMERNAV的簡要介紹航跡選擇靈活減少陸空通話，減輕管制員、飛行員的工作負(fù)荷便于駕駛員操作充分利用空域，增加終端區(qū)容量3/6/202534“Candler310Atlantadepartureradarcontact〞“Candler310turnleftheading185〞“Candler310donotexceed250knotsuntilfurtheradvised〞“Candler310turnleftheading120〞“Candler310turnleftheading090〞“Candler310climbandmaintainone4000andgivemeagoodratethrough12〞“Candler310outofone2000turnleftheading060〞“Candler310headingis060contactAtlantaCenterat124.5thankyouforyourhelp〞CAA3103/1/05TRACONDepartureControllerCheck-intoHandoff

管制員需發(fā)8個指令DAL8584/25/05“Delta858Atlantadepartureradarcontact〞“Delta858climbmaintainonefourthousand〞“Delta858contactAtlantaCenterat124.5goodday〞管制員只需發(fā)三個指令使用區(qū)域?qū)Ш角笆褂脜^(qū)域?qū)Ш胶鬁p少陸空通話，減輕工作負(fù)荷管制員和飛行員通話量大幅減少RNAV的簡要介紹3/6/202535便于駕駛員操作下一個航路點(diǎn)預(yù)計的下降點(diǎn)開始下降點(diǎn)截獲點(diǎn)飛行員可以清楚的知道飛機(jī)的位置和下一步的動作3/6/202536提高空域使用效率傳統(tǒng)程序在該空域內(nèi)只能設(shè)計一條航線RNAV的簡要介紹3/6/202537增加空域容量RNAV的優(yōu)點(diǎn)RNAV程序可以在相同的空域內(nèi)安排兩條航線提高空域使用效率RNAV的簡要介紹RNP

ICAO附件9613提出了所需導(dǎo)航性能〔RequiredNavigationPerformance，RNP〕概念。RNP是“一個指定的空域內(nèi)運(yùn)行所必須的導(dǎo)航性能精度的描述〞。RNP使用包含導(dǎo)航傳感器誤差、機(jī)載設(shè)備誤差、顯示誤差及飛行技術(shù)誤差總和的“導(dǎo)航性能精度〞作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。RNP的精度以海里數(shù)表示，要求飛機(jī)在95%的飛行時間內(nèi)，機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)能使飛機(jī)處于其中。除此之外，RNP還要求機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)確保飛機(jī)在99.999%的飛行時間內(nèi)保持在一個較大的平安容限區(qū)域內(nèi)，平安容限區(qū)域的水平數(shù)值是2倍的RNP精度值。RNP包括了對機(jī)載設(shè)備性能監(jiān)視和告警的要求，并能向飛行員顯示是否到達(dá)了預(yù)定運(yùn)行要求。3/6/202539RNP障礙物保護(hù)區(qū)和ANPANP保護(hù)區(qū)半徑假設(shè)ANP<1XRNP可繼續(xù)運(yùn)行RNP和ANP在FMCCDU上顯示水平界限=2xRNP

(空域和越障)警戒區(qū)障礙物3/6/202540PBNPBN、RNP、RNAVRNAV和RNP的區(qū)別1、機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備：RNP包括了對機(jī)載設(shè)備性能監(jiān)視和告警的要求，并能向飛行員顯示是否到達(dá)了預(yù)定運(yùn)行要求。而RNAV運(yùn)行那么無此要求。2、航路設(shè)計精度：RNP航路平安保護(hù)區(qū)為RNP值得2倍，保護(hù)區(qū)小，而RNAV航路平安保護(hù)區(qū)更大，造成平行航路間的航路間隔更大，空域利用率較低。PBN概念產(chǎn)生的背景美國及歐洲等航空興旺國家和地區(qū)已積累了豐富的區(qū)域?qū)Ш綉?yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)手冊，各地區(qū)采用的區(qū)域?qū)Ш矫?guī)那么、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行要求并不一致，如美國RNAV類型分為A類和B類，歐洲RNAV類型分為P-RNAV和B-RNAV，國際民航組織ICAO在當(dāng)時各地區(qū)運(yùn)行的根底上，從導(dǎo)航應(yīng)用、導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航設(shè)施三個方面對運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行了整合，制定了統(tǒng)一的區(qū)域?qū)Ш竭\(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，并將其命名為“基于性能的導(dǎo)航〞，即PBN。3/6/202543PBNPBN(PerformanceBasedNavigation)基于性能的導(dǎo)航在相應(yīng)的導(dǎo)航根底設(shè)施條件下，航空器在指定的空域內(nèi)或者沿航路、儀表飛行程序飛行時，對系統(tǒng)精確性、完好性、可用性、連續(xù)性以及功能等方面的性能要求。PBN運(yùn)行的三個根底要素是導(dǎo)航應(yīng)用、導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航設(shè)施。精確地引導(dǎo)航空器，提高飛行運(yùn)行平安性提供垂直引導(dǎo)，實(shí)施連續(xù)穩(wěn)定的下降程序，減少CFIT的風(fēng)險改善全天候運(yùn)行水平，提高航班正常性，保障地形復(fù)雜機(jī)場運(yùn)行的平安實(shí)現(xiàn)靈活和優(yōu)化的飛行航徑，增加飛機(jī)業(yè)載，減少飛行時間，節(jié)省燃油躲避噪音敏感區(qū)，減少排放，提高環(huán)保水平實(shí)施平行航路，增加終端區(qū)內(nèi)進(jìn)、離場航線定位點(diǎn)，提高交通流量縮小航