浅谈基于性能导航_PBN_

基于性能的导航（PBN）程序运行优势的思考随着区域导航(简称RNAV)技术的逐渐推广使用和航空器机载设备能力的提高以及卫星导航等先进技术的不断发展，近年来，国际民航组织(ICAO)提出了，“基于性能的导航(PBN) ”概念。

此项技术的实施必将使航空业在保证飞行安全、扩大系统容量、提高运行效率、实现机场和空域使用效率最大化等方面将明显提升。

作为我国建设新一代航空运输系统的核心技术之一，PBN的实施也是实现我国民航强国战略计划中的重要组成部分。

本文通过收集和学习国内外PBN相关资料，分析了PBN的概念以及组成特点，同时以厦门机场为例，通过实际成效证明了PBN程序相较于传统程序的诸多优势。

第六节一、实施背景由于传统导航方式的局限性，使得其已经无法满足当今民航事业的发展要求。

在此背景下国际民航组织（ICAO）在整合世界各国区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）运行实践和技术标准的基础上，提出了一种新技术—基于性能的导航（PBN）。

PBN概念源于ICAO定义的“新航行系统”（CNS/ATM）概念，PBN既是一个导航概念，也是一个运行概念。

PBN已被ICAO选定为下一代飞行导航方式，并敦促各签约国进行推广。

PBN的推广具有巨大好处，特别是RNP（AR）、CDO、APV等具有良好的经济效益、安全效益、社会效益等多方面的效益。

积极推广PBN技术，对我国实现从民航大国向民航强国的转变具有重要的意义，将可能成为民航发展新的重要增长点之一。

厦门高崎机场PBN的设计实施走在我国PBN计划的前列。

厦门机场PBN程序从规划设计到正式投入使用历时近2年。

从2012年开始进入PBN程序试运行阶段，现已实现日常运行以PBN程序为主，传统程序为辅的模式。

第七节二、 PBN的三要素及优势PBN基本概念包含了三个组成部分：导航设施（Navigation infrastructure），导航规范（Navigation specification），导航应用（Navigation application）。

序基于性能的导航（PBN）是国际民航组织（ICAO）在整合各国区域导航（RNA V）和所需导航性能（RNP）运行实践和技术标准的基础上，提出的一种新型运行概念。

它将飞机先进的机载设备与卫星导航及其他先进技术结合起来，涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞行阶段，提供了更加精确、安全的飞行方法和更加高效的空中交通管理模式。

PBN是飞行运行方式的重大变革，能有效促进民航持续安全，增加空域容量，减少地面导航设施投入，提高节能减排效果，是我国从航空大国向航空强国迈进，建设新一代航空运输系统的核心技术之一。

中国民航局决定按照ICAO的有关要求和亚太地区实施规划，加快这项技术的应用，组织全面实施。

本路线图结合我国实际情况，明确了中国民航从当前到2025年期间实施PBN的政策和总体工作计划，为各利益相关方提供指南，促进全球标准统一和国际合作。

希望有关各方在该路线图的具体实施过程中，提出修正意见，使之不断更新完善，适应中国民航快速发展的需求，并成为中国民航航行新技术发展的标志性规划和国际航空界的蓝图范本。

民航局PBN实施领导小组组长目录1. 背景..................................................................................................................................- 1 -1.1 PBN概念..................................................................................................................- 1 -1.2 作用及优势.............................................................................................................- 2 -1.3 ICAO要求................................................................................................................- 2 -2. PBN实施路线图目的.......................................................................................................- 3 -2.1 明确决策和计划.....................................................................................................- 3 -2.2 帮助沟通和理解.....................................................................................................- 3 -2.3 确立职责和分工.....................................................................................................- 3 -3. 中国民航运输系统..........................................................................................................- 4 -3.1 现状.........................................................................................................................- 4 -3.2 挑战.........................................................................................................................- 4 -3.3 未来发展.................................................................................................................- 6 -4. 实施具体工作..................................................................................................................- 7 -4.1 总体目标.................................................................................................................- 7 -4.2 关键任务.................................................................................................................- 7 -4.2.1 规章标准的制定...........................................................................................- 7 -4.2.2 航路规划和飞行程序设计...........................................................................- 7 -4.2.3 航空运营人运行能力的建立.......................................................................- 8 -4.2.4 宣传与培训...................................................................................................- 8 -4.2.5 国际协调.......................................................................................................- 8 -5. 实施时间表......................................................................................................................- 9 -5.1 近期（2009－2012）.............................................................................................- 9 -5.2 中期（2013－2016）...........................................................................................- 10 -5.3 远期（2017－2025）............................................................................................- 11 -6. 通用航空........................................................................................................................- 12 -6.1 现状.......................................................................................................................- 12 -6.2 发展策略...............................................................................................................- 13 -7. 航空器能力....................................................................................................................- 14 -7.1 现有机队总体情况...............................................................................................- 14 -7.2 机载设备标准.......................................................................................................- 16 -7.3 机队PBN能力现状...............................................................................................- 16 -7.4 机队改装计划.......................................................................................................- 17 -8. 导航基础设施................................................................................................................- 19 -8.1 现状.......................................................................................................................- 19 -8.1.1 传统导航设施.............................................................................................- 19 -8.1.2 GNSS导航设施............................................................................................- 20 -8.2 GNSS未来发展......................................................................................................- 22 -8.2.1“伽利略”卫星导航系统...........................................................................- 22 -8.2.2 GPS现代化...................................................................................................- 22 -8.2.3 GLONASS现代化.......................................................................................- 22 -8.2.4 “北斗”卫星导航系统..................................................................................- 23 -8.3 导航设施规划策略...............................................................................................- 24 -8.3.1 过渡计划.....................................................................................................- 24 -8.3.2 地基导航设施.............................................................................................- 24 -8.3.3 GNSS导航设施............................................................................................- 24 -9. 安全实施原则................................................................................................................- 25 -10. PBN与其他技术的融合及展望...................................................................................- 26 -10.1 通信技术.............................................................................................................- 26 -10.2 监视技术.............................................................................................................- 26 -10.3 其他进近着陆能力.............................................................................................- 27 -10.3.1 “北斗”终端导航........................................................................................- 27 -10.3.2 有垂直引导的进近(APV)........................................................................- 27 -10.3.3 GBAS着陆系统（GLS）..........................................................................- 27 -11. 路线图的修订..............................................................................................................- 29 - 附件A－PBN导航规范简介..............................................................................................- 30 - 附件B－PBN整体规章标准框架......................................................................................- 32 - 附件C－国际PBN实施整体概况......................................................................................- 33 - 附件D－术语......................................................................................................................- 35 - 致谢.....................................................................................................................................- 38 -1. 背景1.1 PBN概念在航空飞行中，传统导航是利用接收地面导航台信号，通过向台和背台飞行实现对航空器的引导，航路划设和终端区飞行程序受地面导航台布局与设备种类的制约。

2013年2月第1期现代导航・5・基于性能导航（PBN）技术研究王党卫（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）摘要：本文首先介绍了RNA V、RNP和PBN的概念，以及相互关系，并分析了PBN在国内外的发展概况。

最后，探讨了我国民航在PBN方面的发展需求和技术趋势。

关键词：基于性能导航；区域导航；所需导航性能中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1674-7976-（2013）01-005-06 Research of Performance-Based Navigation TechnologyWANG DangweiAbstract：This paper introduces the concept of RNA V, RNP and PBN and their relationship between them, analyzes its development at home and abroad, and discusses the development needs and the technology trend of the PBN of Chinese civil aviation.Key words: Performance-Based Navigation (PBN); Regional Navigation; Required Navigation Performance (RNP)随着民用航空产业的发展和航班架次的剧增，空中交通流量日益饱和，航路和终端区空域资源趋于紧张。

空域资源的改善无法满足航班流量的增加，现已成为导致航班延误的主要原因之一。

为了进一步提高空域容量利用率和运行效率，满足民用航空运输飞行量不断增加的需求，一种新的航行技术应运而生——基于性能导航技术（Performance Based Navigation，PBN）。

随着航空器机载设备能力的提高以及卫星导航等先进技术的不断发展，国际民航组织（International Civil Aviation Organization，ICAO）提出了PBN的概念，发布了基于性能导航手册（Performance Based Navigation Manual，PBN手册），用以规范区域导航的命名、技术标准，指导各国实施该新技术，并已经与各缔约国和有关国际组织达成共识，将PBN作为未来全球导航技术的主要发展方向。

简析PBN（基于性能的导航）运行一、PBN的概念中国民航业发展速度快，空中交通流量与日俱增，传统的路基导航方式对地面导航台过度依赖，对于空域流量的增加产生瓶颈。

区域导航技术应运而生，并体现出了自身强大的优势。

但各个国家对新的导航方式的应用程度及水平参差不齐，各国的的导航规范和标准各不相同。

为了全面统一规范，阻止概念不断扩张，国际民航组织提出了PBN的概念。

PBN——基于性能的导航（performance based navigation）是RNA V和RNP 的总称。

基于性能的导航是国际民航组织（ICAO）在整合各国区域导航（RNA V）和所需导航性能（RNP）运行实践和技术标准的基础上，提出的一种新型运行概念。

它将飞机先进的机载设备与卫星导航及其他先进技术结合起来，涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞行阶段，提供了更加精确，安全的飞行方法和更加高效的空中交通管理模式.PBN概念明确了特定空域概念下拟实施的运行，对航空器RNA V系统的精度、完好性、可用性、连续性和功能性等方面的性能要求。

PBN概念标志着由基于传感器导航向PBN的转变。

导航规范中明确了性能要求，以及可选用于满足性能要求的导航传感器和设备。

二、PBN的组成部分及其区别PBN概念包涵两类基本导航规范，即：区域导航（RNA V）和所需导航性能（RNP）。

PBN概念的提出体现了目前导航方式从基于传感器导航向基于性能的导航的过渡的一个趋势。

RNA V（regional area navigation）区域导航：能使航空器在导航设施的有效范围内，或在自备领航设备的领航能力限制内，或二者结合，在任何预定航径上运行的领航方法。

这样就脱离了传统向台与背台飞行飞行方法，可以实现导航区域的自由飞行。

RNA V程序可以采用的导航源包括：INS/IRS、VOR/DME、DME/DME、GNSS。

目前RNA V程序主要用于基础终端区的仪表进场程序与仪表离场程序。

基于性能基导航（PBN）的技术应用和效益分析摘要］性能基导航（PBN）的实施将成为优化空域结构，扩大空域容量的一个主要途径。

通过PBN的实施，我们将可以在飞行安全性、系统容量、运行效率机场和空域的使用等方面获得显著提高，区域导航技术的发展应用具有显著的安全和社会效益。

［关键词］性能基导航区域导航所需导航性能安全效益随着民用航空运输业的持续蓬勃发展，传统航路的局限性日趋严重。

因此，不依赖于地基导航设备，可以使航空器在两点间沿任意需要的航路飞行的区域导航技术应运而生。

性能基导航（简称PBN）也正是区域导航（简称RNAV）和所需导航性能（简称RNP）系统的广泛使用和发展而产生的一个新概念。

为统一认识并指导各地区实施新技术，国际民航组织(简称ICAO)在整合各国和地区RNAV和RNP运行实践的基础上，提出了PBN的概念和标准，作为飞行运行和导航技术发展的基本指导准则。

PBN将RNAV和RNP等一系列不同的导航技术应用归纳到一起，涵盖了从航路到进近着陆的所有飞行阶段。

基于性能的导航，又称性能基导航（PBN）的实施将成为优化空域结构，扩大空域容量的一个主要途径。

PBN为沿空中交通服务（简称ATS）航路、仪表进近程序和指定空域飞行的航空器规定了性能要求。

它是从基于设备的导航到基于性能的导航的转变，也是从有限的所需性能精度到更为广泛的包括所需性能精度、完整性、连续性、可用性和功能的转变，并包括了航空器和机组如何实现的指南。

PBN为自动沿航线飞行的设计和实现提供了基础。

一旦建立了所需要的性能标准，则航空器自身的功能就将决定它能否安全地获得特定的性能。

正是由于产生于区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）的基础之上，PBN涵盖了RNAV和RNP的所有技术标准，PBN既沿袭了RNP提出的获得特定导航精度的要求，也包含了识别机组程序、区域导航系统功能及导航设备能否获得所需的导航性能等RNP概念中未要求的内容。

同时，PBN还针对RNP的不足，加强了对协同概念的描述，提供了完整和详细的导航标准，并描绘了未来区域导航标准及导航应用发展的全球框架，使RNAV系统使用的方式更明晰，提供了对空域的更有效的使用。