简析PBN(基于性能的导航)运行

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。

RNP（required navigation）所需导航性能：是指对指定空域内运行所需要的导航性能精度的描述。RNP的数值根据航空器至少有95%的飞行时间内能够达到预计导航性能精度的数值来确定。RNP X中的X表示的就是95%的飞行时间内沿规定航迹所不超出的保护范围的数值。X用海里表示，如RNP 0.3、RNP 1等。

基于性能导航运行的管制工作负荷分析

基于性能导航运行的管制工作负荷分析摘要由于区域导航程序点对点直飞操作时间稍长，但远距离引导精度更高，通话量更少，管制员思考和判断时间更短。而且区域导航程序较高的导航精度能够确保航空器保持精确航迹，雷达显示屏上雷达航迹更加清晰、规律，能够有效减轻管制员扫视强度，缓解视觉疲劳。管制员只需要干预航空器的速度和高度，可以把更多精力用到对间隔的准确调配上，有助于加速飞行流量，节省管制间隔，同时也减轻了工作负荷，避免频率拥挤。而且区域导航技术以飞行员沿程序自主飞行为主、管制员监控为辅，可以有效减少陆空通话数量以及指令复诵错误。关键词：基于性能导航管制运行负荷分析引言随着全球航空业的飞速发展，空中交通流量急剧增加，基于传统运行方式的航路结构难以满足航班量增加的要求，航路和终端区空中交通拥堵的现象时有发生，影响了飞行安全，降低了运行效益。为此，国际民航组织提出了基于性能的导航的概念，在这个概念的影响下，全球航空运输发生了巨大变化，产生了全球统一标准的大地坐标系 WGS-84 坐标系，进行了空域再设计，调整了适航批准的方式，以研讨会的形式对相关人员进行培训，产生了很好的效益。研究管制员工作负荷对于空域容量、空域利用率以及空域的安全等有重要意义。一 PBN 的概念及主要因素 PBN是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，对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求，PBN的引入体现了导航方式从基于设备的导航到基于性能导航的转变。由于 PBN 产生于 RNAV 和RNP 的基础之上，因此，RNAV 和 RNP 的所有技术标准都包括在 PBN 中，包括了飞行的所有阶段。针对 RNP 的不足，PBN 还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 PBN 标准及导航应用发展的全球框架，使PBN 系统使用的方式更明确，RNAV 和 RNP 是 PBN 中最关键的要素。 PBN 与通信（C）导航（N）监视（S）和空中交通管理系统（ATM）协同工作，共同构建了空域的概念，PBN 运行的三个基础要素是：导航应用；导航标准；导航设施。导航标准是在已确定的空域范围内对飞机和飞行机组提出的一系列要求，它定义了实施 PBN 所需要的性能及具体功能要求，同时也确定了导航源和设备的选择方式。PBN 包含两类基本导航标准：区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）。国家一般将导航标准作为其适航和运行批准的基础。导航标准包括 PBN 系统在精确性、完整性、可用性和连续性方面要求，PBN 导航标准包括 RNP 标准和 RNAV标准，RNP 标准包括完备的 RAIM 要求，RNAV 标准不包括此内容，目前，RNAV 和RNP 标准的精度要求只是在横向和纵向两个维度上，不包括纵向的飞行技术容差（FTE)。RNP 标准用 RNP-X 来表示，如 RNP-1；RNAV 标准表示为 RNAV-X，如 RNAV-1，其中，X 代表以海里为单位的横向导航精度，要求飞机至少 95％的飞行时间内能在规定的空域、航路或飞行程序范围内飞行。二国内管制员工作负荷评估发展概况国内在管制员的工作负荷及空域规划方面的研究开展相对较晚。工作负荷方面的研究，主要是在人为因素方面的研究涉及对于管制员工作负荷，进行有关探讨。韩松臣等针对广州管制区，对于管制员工作负荷进行定量统计，采用国际上较为成熟的主观容量评估方法DORATASK 方法，进行扇区容量评估实验；邢诒吉采用修改的 MBB 方法，评估扇区内管制员管制一架飞机的工作负荷，用总的滞留时间除以单架航空器的管制负荷来得到扇区的容量。万莉莉采用对管制员工作内容进行分类的方法，评估每个扇区内管制员的工作负荷，用最繁忙时段的管制员工作负荷值所对应的航空器数量得到扇区的容量。三管制员工作负荷的影响因素管制员在管制航空器时，管制过程会受到管制区内各种各样的内在和外在因素的影响，从而导致管制员工作负荷发生相应地变化。 3.1影响管制员工作负荷的因素分析

简析PBN(基于性能的导航)运行

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。 RNP（required navigation）所需导航性能：是指对指定空域内运行所需要的导航性能精度的描述。RNP的数值根据航空器至少有95%的飞行时间内能够达到预计导航性能精度的数值来确定。RNP X中的X表示的就是95%的飞行时间内沿规定航迹所不超出的保护范围的数值。X用海里表示，如RNP 0.3、RNP 1等。

基于必备导航性能的区域导航及其效益分析

基于必备导航性能的区域导航及其效益分析 Benefit Analysis of RNAV Based on RNP 魏光兴方学东虽然中国民航引进的大型运输机大都配备有GPS/IRS导航设备，但国内航线大多还是导航台与导航台之间的连线。先进的导航设备与落后的航路设计及运行方式之间存在矛盾，这不仅使先进设备难以产生应有的运行效益，还会影响飞行安全。广泛推广区域导航有助于改变这种局面。随着全球航空业的飞速发展，空中交通流量急剧增加，基于传统导航方式的航路结构难以满足航班量增加的要求，航路和终端区空中交通拥堵的现象时有发生。为了保持航路顺畅，保证飞行安全，提高运行效益，解决飞机先进的机载导航设备与落后的航路设计以及运行方式之间的矛盾，国际民航组织（ICAO）早在1991年就确立了新航行系统（FANS ）和区域导航（RNAV）的概念。后来，根据RNAV运行过程中出现的问题，提出了必备导航性能（RNP）概念。在此基础上，ICAO及其成员国设计了基于RNP的区域导航航路，进行了试飞和数据分析，取得了可贵的经验和可观的经济效益。RNAV的研究已成为世界航空界的一大热点。区域导航及其特点区域导航不同于传统导航之处在于，它可以确定出飞机的绝对位置(地理坐标)，不需要飞机向/背导航台飞行或飞越导航台，因而航线可以由不设导航台的航路点之间的线段连接而成，即允许在航路上定义航路点组成航线，实施逐点飞行；它还可以跳过某些航路点直飞，甚至实施起点到终点的直飞，进而大大缩短了航程。由于可以建立临时的绕飞、偏航飞行和等待航线等飞行计划，航线编排变得更加灵活，运行更加方便，效益也更加明显。（见表1）应该说，区域导航允许飞机在陆基导航设备的基准台覆盖范围内，或在自主导航设备能力限度内，或两者配合下，按所希望的飞行路径运行。它的出现将引起传统的航路结构和空域环境的巨大变化。区域导航的效益区域导航有四种潜在的应用航路。固定航路：在该区域内分布的永久性的区域导航航路，包括某些航路上由于没有陆基导航台做航迹导引，只能由具备区域导航能力的飞机做区域导航运行，包括某些高空航路。偶然航路：在该区域内公布的短期性区域导航航路。随机航路：在指定的随机导航区域内由飞行计划自行确定的航路，属于非公布航路。终端(航站)区航路：包括区域导航的标准进场航线、进近程序、标准离场航线和等待程序等。虽然大中型运输机上现都已装备了区域导航/飞管系统（FMS）设备，但区域导航方法才开始引进，并没有充分发挥设备优势。随着惯性导航和卫星导航的发展，区域导航将全面实施，并以其成本低、航线多、精度高等优点，带来更多效益： 1. 可以建立快捷的直接航线，缩短飞行距离和飞行时间，节约燃油和运行成本，提

浅谈基于性能导航

Performance Based Navigation 民航总局空管局黄卫芳一、绪言为进一步提供空域容量和运行效率，满足航空运输飞行量不断增长的需求，新航行技术一区域导航技术，正被日益广泛应用。从全球范围看，现行区域导航的技术标准并不统一，航空发达的欧洲和美国对区域导航的具体技术要求也存在差异。为统一认识并指导各缔约国实施新技术，国际民航组织(ICA0)拟于近期发布(基于性能导航手册》。我国对区域导航技术也有较深的认识，并正积极在终端区、航路运行阶段推广应用。二、背景介绍传统的航路是基于地面导航设施位置、逐个连接各导航点而成的，确保航空器能够依靠导航台的无线电信号向背台飞行。随着航空运输的持续发展，传统航路的局限性渐显严重。航空电子技术的不断发展使航空器机载设备不断更新，导航精度也不断提高，促使新一代导航技术的产生。这种导航技术不依赖于地基导航设备，可以使航空器在任意两点之间精确飞行，这就是区域导航的概念。应用区域导航技术，能够提高空域容量，减轻管制员和飞行员工作负荷，减少飞行延误，提高空域运行效率。早期的区域导航系统采用与传统的地基航路和程序相似的方式，通过分析和飞行测试确定所需的区域导航系统及性能。对于陆地区域导航运行，最初的系统采用V0R和DME来进行定位，对于洋区运行，则广泛采用惯性导航系统。在不断的实践中，这样的新技术已逐步通过了开发、评估和认证。基于此，国际民航组织在附件1l《空中交服务》和《航空器运行手册》（D0C 8168）中提出了部分区域导航设计和应用的标准和建议。美国和欧洲等航空发达国家和地区已经积累了丰富的区域导航应用经验，但由于缺乏统一的标准和指导手册，各地区采用的区域导航命名规则、技术标准和运行要求并不一致，如美国RNAV类型分为 A类和B类，欧洲RNAV类型分为P-RNAV和B-RNAV。国际民航组织ICAO拟于今年正式发布基于性能导航手册(PERFORMANCE BASED NAVIGATION MANUAL)，用以规范区域导航的命名、技

基于性能的导航(PBN)与机场建设

基于性能的导航（PBN）与机场建设摘要：随着民航的快速发展，航班流量的不断上升，空域资源日渐拥挤，航空器的运行环境日趋困难，基于性能导航（PBN）正是在这一社会需求和技术发展背景下产生的。PBN充分利用当代飞机的全部潜能，按照精确定义的航路飞行，无需依靠地基无线电导航信号，在提高飞行安全、增加空域容量、节能减排等方面有显著的经济和社会价值。本文首先简要介绍了基于性能导航（PBN）的基本定义、组成、作用和意义，详细评述了PBN在国内外的发展现状，重点分析了PBN 在美国、欧洲和中国的应用研究现状，并讨论了我国在PBN研究和应用中存在的问题。最后本文还探讨了我国机场建设中的空域规划、管理制度和基础设施建设与基于性能导航（PBN）相结合以共同作用和发展的问题。关键词：基于性能的导航（PBN），RNAV/RNP，机场建设，航行新技术 1、基于性能导航（PBN）的基本概念 1.1基于性能导航（PBN）的定义在航空飞行中，传统导航是利用地面导航台信号，通过向台或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和设备种类的制约，如图1a所示。为进一步提供空域容量和运行效率，满足航空运输飞行量不断增长的需求，新航行技术正亟待被更加系统深入地研究和应用。此外，从全球范围看，现行导航的技术标准并不统一，如航空发达的欧洲和美国对导航的具体技术要求也存在差异，这为全行业规划和发展带来困难。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(ICAO)提出了“基于性能的导航PBN (Performance Based Navigation)”概念，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。基于性能的导航(PBN)是在整合区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)运行实践和技术标准的基础上所提出的一种新型运行概念，如图1所示。PBN是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，对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。