基于性能导航_PBN_技术介绍
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多数机场的进近程序都是在传统导航方法下运行的,包括只提供水平引导的VOR/DME、NDB/DME等非精密进近,以及提供水平和垂直引导的ILS精密进近。
传统导航方法受导航台的束缚和限制,定位方法主要是θ-θ和ρ-θ定位,其定位误差较大。
PBN(Performance-based Navigation,基于性能的导航):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,对系统精度、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。
PBN运行的导航设施主要是提供全球覆盖、全天候、连续不间断、高精度导航的GNSS(全球导航卫星系统)。
PBN中最重要的两个性能是精度和完好性。
最后进近阶段的PBN运行程序就是RNP(Required Navigation Performance,所需导航性能)进近。
RNP进近主要分为RNP APCH和RNP AR APCH两类。
RNP APCH是基本RNP进近,精度可达0.3nm。
RNP AR APCH程序只能用于RNP APCH程序不能满足的一些特殊需求的情况,需要特殊授权,包括航空器需满足特定要求、机组需进行专门训练等,精度可达0.3~0.1nm。
为了改善GNSS接收机定位精度问题,可利用GNSS增强系统作为RNP进近的主用导航设备,以提高精度、完好性、可用性、连续性等导航性能,满足RNP进近要求。
GNSS增强系统包括ABAS(机载增强系统)、GBAS(地基增强系统)和SBAS(星基增强系统)及混合系统。
导航应用是将导航规范和导航设施结合起来,在航路、终端区、进近或运行区域的实际应用,包括RNAV/RNP航路、标准仪表进离场程序、进近程序等。
RNP导航规范具有机载性能监控和告警功能,RNAV 则不具备。
RVAV和RNP后面所跟的数字代表导航精度值,例如RNP-1导航规范,要求在95%的飞行时间内,航空器位置必须满足标称航迹位置左右前后1海里以内的精度值要求。
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。
浅谈基于性能导航(PBN)引言近年来,基于性能的导航(PBN),一项新兴技术正在国际民航中广泛推广应用,该技术将先进的民用航空器性能与先进的导航技术,尤其是卫星导航技术结合,使得现行飞行导航更加精确、安全、高效。
分析与研究PBN导航系统的性能及特征,能够为PBN运行和民航的生产运输提供技术上的支持和帮助。
1 PBN飞行程序国内研究现状目前,全世界各国都在依据本国民航现状和技术基础为出发点,开始了组织实施PBN进程的工作,也取得了不同的成果,部分地区的进展可以为中国的PBN实践提供参考和经验。
民航发展迅猛,在新技术方面的应用,普遍认可就是PBN这项新技术的应用。
在我国民航迅猛发展的这些年间,空域改革己被列入“十二五”规划。
空域紧张和流量控制是发展中暴露出的问题,需要通过发展来解决。
PBN这项技术在结合中国的空域状况非常重要,民用航空运输可用的空域资源比较少,这些技术可以帮助我们实现更高精度的导航,使在更狭小的空域范围内实现安全运行和运行有效。
2010年以来,航空公司接到空管部门的流量控制指令越来越频繁。
由流量控制导致的航班延误,己经超过天气因素,成为最主要的延误成因。
一位航空公司的高层表示,该公司今年以来的航班延误中,约有三分之一到一半是由流量控制引起的。
长期以来,全国空域划设成多个管制区,由军方管理,民航只负责管理31条航路及北京首都国际机场的“终端区”和其它机场的“进近区”。
目前,民航可以使用的空域容量仅占全部空域的20%,且近年来几乎没有增加,面对迅猛增长的航线航班数量,民用空域己经严重短缺。
特别是在很多流量很大的机场,往往存在着大量的空军飞行活动和空军设定的空域限制,军民航飞行活动的冲突成为了空域资源紧张的直接原因。
尤其在现阶段全国开始计划推行空域改革的大背景之下,PBN技术的采用将会不同程度的解决部分地区各个机场所面临的空域紧张造成的拥堵和延误甚至是飞行不安全的现象。
2011年,中国民航共有23个机场完成PBN飞行程序的设计和验证试飞工作。
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。
基于性能导航(PBN)技术现状及存在问题的分析摘要:基于性能导航(PBN)技术是近年来由国际民航领域开发的一种新型导航技术。
它是国际民航组织(ICAO)在对各个国家区域导航(RNAV)以及所需性能导航(RNP)运行实践、技术标准的基础上引出的一个新的运行概念,涉及到起飞、进近着陆、航路至终端区的全部飞行阶段。
作为中国建设新一代航空运行系统的关键技术之一,基于性能导航的实施是中国民用航空战略规划的重要构成,该项技术的推广应用将对我国民航的发展产生极大影响。
本文着重对基于性能导航(PBN)技术现状及存在问题的分析,以促使不断提升PBN技术的应用水平。
关键词:基于性能导航(PBN);技术;优势;问题引言随着民航业的发展和航班数量的急剧增加,航空交通流量逐渐趋于饱和,航线和航站区的空域资源也变得越来越紧张。
空域资源的改善不能较好的满足航班交通流量的增加,已成为航班延误的主要诱因之一。
为了不断提高空域容量使用率以及运行效率,更好的满足不断增长的民用航空运输需求,基于性能导航(PBN)技术应运而生。
伴随着航空器机载设备能力的提升和卫星导航等现代化先进技术的逐渐发展,国际民航组织(ICAO)提出了PBN的概念,并发布了基于性能的导航手册(PBN手册),以规范区域导航命名和技术标准,用于对各国对PBN技术的实施进行指导,这项新技术已与缔约国以及有关国际组织取得共识,以实现基于性能导航(PBN)技术当作未来全球导航技术的主要发展方向。
1.基于性能导航(PBN)技术现状基于性能的导航(PBN)技术是中国民航运行过程中采用的新概念,也是全球民航导航系统的重要构成部分。
此类导航技术可分为3个部分:导航规范、基础设施以及导航应用。
导航规范主要指的是中国民用航空运行的基本标准,它指的是某一地区航行的性能要求;基础设施一般为整个导航系统的基本保障,能够为各类导航规范给予设备供应与支持;而导航应用程序则指在用户级所开发的应用程序,用户可以通过应用程序在终端区域应用该技术来执行区域导航以满足自己的需求。