RNP进近程序设计要点探讨

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2011-06-21浏览：369次

　　摘要：介绍了所需导航性能（RNP）进近程序的概念和运行优势，针对如何进行RNP进近程序设计展开讨论
　　关键字：PBN、RNP进近、设计、探讨
　　一、RNP进近概念
　　基于性能导航（PBN）是国际民航组织（ICAO）在整合各国区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）运行实践和技术标准的基础上，提出的一种新型运行概念。PBN表达了由基于传感器导航向基于性能导航的转变，它规定了航空器在特定的空域内或者沿ATS航路、仪表程序飞行的系统性能，对系统精度、完好性、可用性、连续性以及功能性等方面的性能要求。
　　PBN运行中进近阶段就是RNP(RequiredNavigationPerformance所需导航性能)进近。RNP进近主要分为RNPAPCH和RNPARAPCH两类。RNPAPCH是基本RNP进近，精度可达0.3nm。RNPARAPCH在美国也称为RNPSAAARAPCH,该程序只能用于RNPAPCH程序不能满足的一些特殊需求的情况,需要特殊授权，精度可达0.3nm-0.1nm。中国民航已经发布了我国的PBN实施路线图，路线图要求：我国PBN运行主推RNPAPCH,2012年推广至30%的机场仪表跑道,到2016年全部机场的仪表跑道应具备这一能力。
　　二、RNPAPCH进近程序运行优势
　　RNPAPCH进近程序，精度值可达到0.3nm。RNP数值根据航空器至少95%的时间能够达到的预计导航性能精度的数值来确定。GNSS是RNP进近程序的主要导航源。其运行优势为：
　　1、精确地引导航空器，提高飞行运行安全性。
　　2、提供垂直引导，实施连续稳定的下降程序，减少可控飞行撞地（CFIT)的风险。
　　3、改善全天候运行，提高航班正常率，保障地形复杂机场运行的安全。
　　4、确保了航迹的准确保持，使噪音以及地面目视航迹的影响严格控制在最小的范围内。
　　5、减少导航基础设施投资和运行成本，提高运行整体效益。
　　6、减少陆空语音通信和雷达引导需求，便于指挥，降低飞行员和管制员的工作负荷。
　　三、RNPAPCH进近程序设计要点
　　1、坐标选择：RNPAPCH进近程序是基于空间坐标点，飞行航迹的准确性在很大程度上依赖于航路点坐标的准确性，ICAO附件11和15已要求各国采用WGS-84坐标系统，并对数据精度做了明确规定。因此，必须对跑道和重要障碍物按照WGS-84坐标系进行实测。
　　2、航段结构：按照阶段划分，机场仪表飞行程序可以分为：离场阶段、进场阶段、起始进近阶段、中间进近阶段、最后进近阶段、复飞阶段、目视盘旋、等待阶段。RNPAPCH进近程序设计主要包括起始进近、中间进近、最后进近、复飞四个阶段。GNSS是支持RNPAPCH程序的主要导航源。但在复飞阶段可以依靠通常使用的导航设备（如：甚高频全向信标（VOR）、测距仪、无方向性信标（NDB)航段来支持。
　　3、飞机参数的确定
　　3.1、飞机速度：设计时速度使用真空速，它通过飞机指示空速与给定高度与温度对应的换算因子相乘就可得到真空速。
　　3.2、转弯坡度：RNPAPCH设计的四个阶段中起始进近、中间进近、最后进近转弯坡度角为25°，复飞阶段转弯坡度角为15°。
　　3.3、航路点容差：RNPAPCH程序设计中，航路点的定位容差表示飞机实际位置在标称定位点周围的一个可接受的概率的区域。可分为沿航迹容差（ATT)和偏航容差（XTT)。ATT是由机载和地面设备容差产生的沿标称航迹的定位容差。XTT是由机载和地面设备的容差和飞行技术容差（FTT）产生的垂直于标称航迹的定位容差。（如图一所示）
　　
　　（图一：航路点容差示意）
　　XTT、ATT的数值取决于航段内RNP的数值，XTT=RNP值，ATT=0.8RNP。RNPAPCH程序设计中，RNP-1适用于起始进近、中间进近、复飞阶段，RNP-0.3适用于最后进近阶段。RNPAPCH中ATT、XTT数值如下表所示：(单位nm)

　　4、飞行技术误差
　　4.1、飞行人员反应时间、形成坡度时间起始、中间、最后、复飞阶段都使用3秒。
　　4.2、飞行技术误差：在RNPAPCH的起始、中间和复飞阶段，侧向总系统误差至少在95%的总飞行时间里必须在±1海里之内。纵向航迹误差至少在95%的总飞行时间内，也必须在±1海里之内。RNPAPCH最后进近阶段，侧向总系统误差至少在95%的总飞行时间里必须在±0.3海里之内。纵向航迹误差至少在95%的总飞行时间内，也必须在±0.3海里之内。为了达到这一精度要求，95%的飞行技术误差（FTE)在RNPAPCH的起始、中间和复飞阶段，均不应超过0.5海里，
　　在最后进近阶段不应超过0.25海里。
　　5、航段下降梯度：RNPAPCH各阶段都规定了最佳和最大下降梯度。最佳下降梯度是运行上最优越的下降梯度，只有在用其他方法不能满足超障要求时才能超过最佳下降梯度。但不能超过最大下降梯度。各阶段梯度设置为

　　6、RNPAPCH进近程序布局设定：RNPAPCH进近程序的布局基本构成：对正跑道的最后进近阶段；中间进近阶段；最多三条起始进近阶段，包括直线进近和位于两侧的偏置起始进近航段。根据侧面的起始进近航段设置为与中间进近航段航迹的航向差分为T型布局和Y型布局，如图所示。
　　
　　T型布局Y型布局
　　图中IAF-IF段为起始航段，IF-FAF段为中间航段，FAF至跑道头为最后航段，T型布局中，侧面的起始进近航段设置为与中间进近航段航迹有90°的航向差，而在Y型布局中，侧面的起始进近航段设置为与中间进近航段航迹有70°的航向差。程序布局的设计选择取决于设计机场航线的基本设置。通常情况下，起始、中间航段的最优航段长度为5海里，最后航段长度设定由航空器下降高度和最佳梯度的比值确定，通常以5海里为最佳。
　　7、进近阶段超障评估及程序高度确定：为保障飞行安全，程序设计过程中必须对航段保护区范围内的障碍物进行评估，在RNPAPCH进近程序中起始、中间阶段保护区宽度为2.5海里，障碍物超障余度为300米和150米，最后阶段保护区宽度为0.95海里障碍物超障余度为75米，复飞阶段保护区宽度为2海里，障碍物超障余度为30-50米。通常，最后进近阶段障碍物加上超障余度即是飞机的最低下降高度，航空器在此高度若跑道能见，就可继续进近着陆，否则必须拉升复飞。[!--empirenews.page--]
　　结语：RNPAPCH进近程序的设计直接关系到运行安全和效益，在设计中应充分考虑各中因素、做好分析研究工作，为机场运营提供良好的安全运行环境，充分发挥效益。
　　
　　
　　参考文献：[1]基于性能导航（PBN）手册（DOC9613）
　　[2]中国民航PBN实施路线图中国民用航空局2009-10