飞行程序设计-第1章-序论
飞行程序设计2023简版
飞行程序设计飞行程序设计简介飞行程序设计是指为飞行器开发和设计控制程序的过程。
飞行程序设计使用计算机来控制飞行器的飞行，包括飞机、直升机、无人机等。
通过飞行程序设计，可以实现飞行器的自动驾驶、导航、遥控等功能。
飞行程序设计的重要性飞行程序设计在现代航空领域中具有重要的作用。
它可以提高飞行器的控制精度和飞行安全性，减少人的操作失误，提高飞行效率。
飞行程序设计还可以实现飞行器的自主导航和自动驾驶。
在无人机领域，飞行程序设计可以让无人机实现自主巡航、目标跟踪和避障等功能，大大提高了无人机的应用范围和效益。
飞行程序设计的基本原理飞行程序设计的基本原理是通过计算机对飞行器进行控制。
，需要收集飞行器的姿态、速度、位置和环境信息等数据。
然后，根据这些数据进行分析和计算，飞行器的控制指令。
，将控制指令发送给飞行器的执行器，实现飞行器的控制。
在飞行程序设计中，常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和遗传算法等。
这些控制算法可以根据飞行器的控制需求和环境条件进行优化，以实现更精确的控制效果。
飞行程序设计的应用飞行程序设计广泛应用于航空领域中的各种飞行器控制系统中。
以下是飞行程序设计在不同类型飞行器中的具体应用示例：飞机在飞机中，飞行程序设计可以实现飞机的自动驾驶和导航功能。
通过飞行程序设计，可以使飞机在航线上自动飞行、自动起降和自动着陆。
直升机在直升机中，飞行程序设计可以实现直升机的稳定控制和姿态调整。
通过飞行程序设计，可以控制直升机的旋翼和尾翼来实现飞行器的平稳飞行和悬停。
无人机在无人机中，飞行程序设计可以实现无人机的自主巡航和目标跟踪功能。
通过飞行程序设计，无人机可以根据预设的航点和目标信息进行自主飞行和自主导航。
飞行程序设计的挑战与发展方向飞行程序设计面临着一些挑战和发展方向。
，飞行程序设计需要处理大量的传感器数据和环境信息，对计算机的算力和实时性要求较高。
，飞行程序设计需要考虑飞行器的动力系统和机械结构，以实现更精确的控制效果。
飞行程序设计
目前，全球主要采用的设计仪表进近程序的标准有三种
美国联邦航空管理局（FAA－Federal Aviation Administration） 的“终端区仪表飞行程序美国标准（TERPS－United States Standard for Terminal Instrument Procedures）”， 国际民航组织推荐的“航空器运行－空中航行服务程序 （PANS-OPS－Aircraft Operations-Procedures for Air Navigation Services）”， 联合航空运行规则（JAR OPS－Joint Aviation Regulations Operations）。 TERPS主要应用于美国和加拿大等少数几个国家，制定了各种 进近程序的特殊标准和相应的标准航图术语；PANS-OPS则广泛地应 用于欧洲、非洲、澳大利亚和亚洲的国家和地区；采用JAR-OPS的 国家和地区相对来说较少。
精密进近和非精密进近
精密进近：使用仪表着陆系统（ILS），微波着陆系统 （MLS）或精密进近雷达（PAR）提供方位和下滑引导 的仪表进近。 Baro-VNAV：使用气压高度计做垂直引导。 非精密进近：使用VOR、NDB或航向台LOC（ILS下滑台 不工作）等地面导航设施，只提供方位引导，不具备下 滑引导的仪表进近。现在还包含RNAV导航方式。
我国从上个世纪80年代开始自主设计民用机 场飞行程序，经过20多年的发展和几代人的不懈 努力，确保了约150个民用机场（含军民合用机 场民用部分）的安全有效运行。在这期间，飞行 程序工作实现了三个重大转变:
一是飞行程序设计规范标准从前苏联模式逐 步转变到与国际民航组织接轨; 二是工作方式从手工作业逐步转变到计算机 辅助设计; 三是随着飞行流量的增长，飞行程序加强了 与空域规划和空管运行的紧密联系。
飞行程序设计大纲
《飞行程序设计》课程考试大纲课程名称：《飞行程序设计》课程代码：0800第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点《飞行程序设计》是高等教育自学考试交通运输专业独立本科段的一门专业课，是本专业学生学习和掌握空域规划和设计基本理论和方法的课程。
设置本课程的目的是使学生从理论和实践上掌握以NDB、VOR、ILS等设备作为航迹引导设备时，离场程序、进场程序、进近程序、复飞程序和等待程序，以及航路的设计原理和方法。
通过对本课程的学习，使学生熟练掌握目视与仪表飞行程序设计的有关知识，使之能独立完成有关机场的飞行程序设计和优化调整。
二、课程设置目的与基本要求了解飞行程序的总体结构、设计方法；了解飞行程序的分类原则；掌握飞行程序设计的基本准则；能够独立完成有关机场的飞行程序设计和优化调整。
本课程的基本要求如下：1．了解飞行程序的基本结构和基本概念。
2．了解终端区内定位点的定位方法、定位容差和定位的有关限制。
3．了解离场程序的基本概念，掌握直线离场、指定高度转弯离场、指定点转弯离场和全向离场的航迹设计准则、保护区的确定方法、超障余度和最小净爬升梯度的计算方法，以及相应的调整方法；4．掌握航路设计的国际民航组织标准和我国的标准；5．掌握进近程序各个航段的航迹设置准则；6．掌握各种情况下，进近程序各个航段保护区的确定原则；7．掌握进近程序各个航段超障余度和超障高度的计算方法；8．掌握进近各个航段下降梯度的规定，以及梯度超过标准时的调整方法。
9．掌握基线转弯程序的基本概念，出航时间的确定方法，保护区的确定原则，超障余度和超障高度的计算方法；10．掌握直角航线的基本概念，出航时间的确定方法，保护区的确定原则，超障余度和超障高度的计算方法；11．掌握ILS进近的基本概念，精密航段障碍物评价方法，以及超障高度的计算方法；12．了解等待程序的基本概念，掌握保护区的确定方法，以及超障余度和超障高度的计算方法；13．了解区域导航程序设计的基本概念。
飞行程序设计1(序论)
第一章 序论
四、飞行程序分为仪表飞行程序和目视飞行程序两大类 五、飞行程序使用的导航设备
无方向性信标台(NDB) 无方向性信标台 全向信标台(VOR) 全向信标台 仪表着陆系统(ILS) 仪表着陆系统 微波着陆系统(MLS) 微波着陆系统 卫星导航系统(GPS 、GLONASS 、迦利略系统、北斗定位系 迦利略系统、 卫星导航系统 统)
飞行程序设计
第一章 序论
飞行程序设计是在分析终端区净空条件和空域布局的基 础上，根据航空器的飞行性能， 础上 ， 根据航空器的飞行性能 ， 确定航空器的飞行路 线以及有关限制的一门科学。 线以及有关限制的一门科学。 飞行程序设计的基本要求： 飞行程序设计的基本要求： 安全 方便 经济
第一章 序论
第一节 飞行程序的组成及设计的基本步骤
一、飞行程序的结构
第一章 序论
1. 离场程序 2. 进场程序 3. 进近程序 4. 等待程序
第一章 序论
二、飞行程序设计的基本步骤
1. 假设标称航迹 2. 确定保护区 3. 计算超障余度和最低超障高度 4. 检查梯度
第一章 序论
三、飞行程序设计应遵守以下原则： 飞行程序设计应遵守以下原则：
1、与当地的飞机流向相一致； 与当地的飞机流向相一致； 2、不同飞行阶段尽量使用不同的飞行航线 3、当不同飞行阶段的航空器必须使用同一 飞行航线时，应尽可能使起飞离场的航 空器在进场、进近的航空器之上飞行； 空器在进场、进近的航空器之上飞行； 4、尽量减少对起飞航空器爬升的限制； 尽量减少对起飞航空器爬升的限制； 5、进场的航空器尽可能连续下降； 进场的航空器尽可能连续下降； 6、尽量减少迂回航线。飞行程序设计的结果以航图的形式加以公布。
飞行程序设计
飞行程序设计概述飞行程序设计是指为飞行器编写程序，控制其飞行行为和执行任务。
飞行程序设计涉及到飞行器的导航、自动驾驶、飞行模式切换等功能，是飞行器能够完成各种任务的重要组成部分。
飞行程序设计原则在进行飞行程序设计时，需要遵循一些基本原则，以确保飞行器的安全和性能。
1. 模块化设计：将飞行程序分解为多个模块，每个模块负责完成特定的功能。
这样做可以提高程序的可维护性和可扩展性。
2. 容错设计：在程序中引入适当的容错机制，以应对可能出现的意外情况，如传感器故障、通信中断等。
容错设计可以增加飞行器的鲁棒性。
3. 优化算法：使用高效的算法来处理飞行器的导航和控制问题，以提高飞行器的性能和响应速度。
4. 人机交互设计：考虑到飞行程序的操作性和可用性，设计人机界面，使操作员可以方便地进行程序的设置和调整。
飞行程序设计流程飞行程序设计通常包括以下几个步骤：1. 需求分析：明确飞行器的任务和功能需求，确定需要实现的飞行程序功能。
2. 界面设计：设计人机界面，使操作员可以方便地进行程序的设置和调整。
3. 算法设计：设计飞行控制算法和导航算法，用于控制飞行器的姿态和路径。
4. 模块设计：将飞行程序分解为多个模块，并对每个模块进行详细设计。
5. 编码实现：根据设计完成对应的编码工作，实现飞行程序。
6. 调试优化：进行系统调试和优化工作，确保飞行程序的正确性和稳定性。
7. 测试验证：对飞行程序进行全面的测试验证，确保程序能够按照预期完成飞行任务。
飞行程序设计工具进行飞行程序设计时，可以使用一些专门的工具来辅助开发工作。
1. 集成开发环境（IDE）：使用IDE可以提供代码编辑、调试、编译和运行等一体化的开发环境，提高开发效率。
2. 仿真工具：仿真工具可以模拟飞行器的运行环境，帮助进行飞行程序的调试和测试。
3. 数据分析工具：使用数据分析工具对飞行器的传感器数据和飞行记录进行分析，以评估飞行程序的性能和稳定性。
飞行程序设计的挑战飞行程序设计面临一些挑战，需要解决一些问题。
飞行程序设计
6
T或Y型程序
居中的起始进近航段可从IF开始。 如果一侧或两侧没有IAF，则不能全向直接进入。这时，可
在IAF设置等待航线，以便加入程序。 为便于下降和进入程序，可提供终端进场高度（TAA）。 IAF、IF和FAF均为旁切航路点。复飞航段起始于飞越航路
程序检查
机载设备是否达到要求； 所有地理坐标数据都在WGS84坐标系统下定义； 标称航迹：最短距离；
航段类型； 最小高度：MOC；
下滑梯度； 飞行模拟验证; 保护区：XTT－ATT；
转弯区的KK线和SS线； 速度限制； 风螺旋； 航路点连接
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46
保护区举例
30NM
30 °
5NM
3.5NM 2.5NM
IAF
IF
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保护区举例
FAF
1.45NM
2.5NM
1.45NM
MAPt 30 °
0.95NM
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复飞航段设计
复飞航段设计
复飞程序可使用如下方式 复飞程序
使用传统导航方式 使用应急区域导航程序 指定高度转弯
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复飞点（MAPt）必须规定为飞越航路点。
•以 IAF为圆心的梯 级下降弧线
20
进场程序设计
航路至进近的过渡
21
哪里是航路阶段?
ROUTE
airport A
TERMINAL
IAF
approach
landing
airport B
22
进场航段设计准则
PBN可用于进场航段的标准有Basic RNP1, RNAV1, RNAV2.
飞行程序设计基本参数ppt
1.7 我国飞行程序设计工作组织
程序设计规范 人员资质管理 程序实施监督管理
民航局
具体承办程序 设计管理
民航局空管局
地区空管局
地区管理局
负责本辖区内飞行 程序设计和维护
•本辖区内飞行程序管理， 组织飞行程序的飞行校验； 对本地区飞行程序的实施情 况进行监督检查。
机场
负责组织飞行程序的 设计与修改
1.8飞行程序设计基本步骤
1.2 飞行程序的类型
根据所执行的飞行规则划分： 目视飞行程序和仪表飞行程序
根据航空器定位方式划分： 传统飞行程序和PBN飞行程序
根据发动机工作模式划分： 一般飞行程序设计部门只考虑发动机全部正常工作
情况设计并发布全发飞行程序；对于部分发动机失效的 情况，则由营运人根据航空器性能和具体的飞行环境设 计应急飞行程序。
1.3 飞行程序的组成
(3)进近程序 航空器根据一定的飞行规则，对障碍物保持规定的
超障余度所进行的一系列预定的机动飞行，始于起始进 近定位点（IAF）或规定的进场航线，至能完成着陆的 一点为止，或如果不能完成着陆，则飞至使用等待或航 路飞行超障准则的位置。
进近程序一般由起始进近、中间进近、最后进近、 复飞等五个独立航段和等待程序构成。此外，还应考虑 在目视条件下在机场周围盘旋飞行的区域。
1.3 飞行程序的组成
（2）进场程序 起始于航空器离开航路的那一点，至等待点或起始
进近定位点，提供从航路结构到终端区内的一点的过渡。 ➢ 在为一个机场设计进场程序时，应为每一条可用于着陆
的跑道设计所使用的进场程序。 ➢ 一个机场为所有进场的航空器规定了仪表飞行条件下的
进场航线时，将这些航线统称为标准仪表进场程序 （STAR）。
飞行程序设计2
飞行程序设计2飞行程序设计21. 引言在飞行程序设计中，我们需要考虑到各种飞行情况和条件，以确保飞行的安全和有效性。
本文将介绍一些飞行程序设计的关键方面，包括飞行计划、飞行指令和飞行保障等内容。
2. 飞行计划2.1 飞行任务分析在进行飞行计划之前，我们首先需要进行飞行任务分析。
这包括对飞行任务的目标、执行时间和空间限制进行详细的分析和评估，以确保飞行计划能够满足任务的要求。
2.2 飞行航线规划飞行航线规划是飞行计划中的关键步骤之一。
在进行航线规划时，我们需要考虑到飞行器的类型、飞行高度、飞行速度、气象条件等诸多因素。
同时，还需要考虑到空域管制、航路选择和航路容量等因素，以确保航线的安全和有效性。
2.3 飞行时间和燃油计算确定了飞行航线后，我们需要进行飞行时间和燃油的计算。
这需要考虑到飞机的性能参数、气象条件和航线长度等因素。
通过准确的计算，我们可以确定飞行的时间和燃油消耗量，以便进行后续的燃油准备和补给工作。
3. 飞行指令3.1 起飞指令在进行起飞操作时，飞行指令起到了至关重要的作用。
起飞指令包括了飞机的起飞方式、起飞航路和起飞高度等内容。
在制定起飞指令时，需要考虑到飞机的性能、气象条件和起飞场的限制等因素，以确保起飞的安全和有效性。
3.2 空中交通管制指令在飞行过程中，空中交通管制指令起到了关键的作用。
这些指令包括了飞行航路、高度和速度的调整等内容。
飞行员需要准确地执行这些指令，以确保飞行的安全和顺利进行。
3.3 降落指令降落指令是飞行中最后一个关键环节。
降落指令包括了降落航路、降落方式和着陆点等内容。
在制定降落指令时，需要考虑到飞机的性能、气象条件和着陆场的限制等因素，以确保降落的安全和有效性。
4. 飞行保障4.1 飞行器维护保障飞行器维护保障是飞行过程中的一个重要环节。
在飞行前，需要对飞机进行必要的检查和维护，以确保飞机的完好和正常运行。
同时，在飞行过程中，还需要注意对飞机进行安全监控，及时发现并处理任何潜在问题。
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中国民用航空总局关于修订《航空器机场运行最低标准的 制定与实施规定》（民航总局令119号） 民用航空使用办法（民航总局令122号） 平行跑道同时仪表运行管理规定（民航总局令123号） 民用航空使用空域工作程序（空管局AP-71TM-74） 区域导航飞行程序实施暂行规定（民航空发〔2004〕9号） 特殊航空器和机组（SAAAR）实施所需导航性能（RNP） 程序的适航与运行批准准则（AC-91-02） 使用全球定位系统（GPS）进行航路和终端区IFR飞行以及 非精密进近的运行指南（AC-91FS-01）
2.进场程序：提供从航路结构到终பைடு நூலகம்区内的一点的过渡。 起始于航空器离开航路的那一点，至等待点或起始进近定位 点。
进场程序实际上是进近程序中的进场航段
我国许多机场的进场程序以走廊口作为进场程序的开始点
在为一个机场设计进场程序时，应为每一条可用于着陆的跑 道设计所使用的进场程序
一个机场为所有进场的航空器规定了仪表飞行条件下的进场 航线时，我们将这些航线统称为标准仪表进场程序
等待、反向、直角程序模版手册（DOC9371-AN912）
在平行或接近平行的跑道上同时运行手册（DOC9463） II类仪表着陆系统（民航总局令57号）
中国民航大学空中交通管理学院
中国民用航空空中交通管理规则（民航总局令86号） 航空器机场运行最低标准的制定与实施规定（民航总局令 98号）
由于空域和航路规定的特殊性，许多机场的离场程序以走廊
口作为离场程序的终点。
在为一个机场设计离场程序时，应为每一条可用于起飞的跑 道设计所使用的离场程序。
一个机场为所有起飞离场的航空器规定了仪表飞行条件下的 离场航线时，我们将这些航线统称为标准仪表离场程序(SID)
中国民航大学空中交通管理学院
中国民航大学空中交通管理学院
中国民航大学空中交通管理学院
其他相关文件
国际民航组织附件四——航图 国际民航组织附件六——航空器运行 空中交通规则与交通服务 （DOC4444） 航图手册（DOC8697-AN/899） 危险碰撞模式手册（DOC9274） 全天候运行手册（DOC9365-AN/910） 飞行程序设计手册（DOC9368）
设计文档
验证 公布文档 AIP 数据库提供商 用户
中国民航大学空中交通管理学院
十、我国飞行程序设计工作组织
程序设计规范 人员资质管理 程序实施监督管理 民航局
具体承办程序 设计管理
民航局空管局
地区空管局
地区管理局
机场
负责本辖区内飞行 程序设计和维护 本辖区内飞行程序管理，组 织飞行程序的飞行校验；对 本地区飞行程序的实施情况 进行监督检查。
中国民航大学空中交通管理学院
八、飞行程序设计所需工具
设计规范 ICAO Doc 8168
航行数据 跑道信息、导航设施、空域限制、人工障碍物
等
合适比例尺的地图 绘图工具
直尺、 45°/30°三角板、量角器、圆规 、
计算器、 模板等
中国民航大学空中交通管理学院
九、飞行程序设计的工作过程
信息收集 设计 程序 设计 过程
中国民航大学空中交通管理学院
三、飞行程序的范围
从航空器的飞行阶段来讲，除了巡航阶段外都属于飞行程 序设计范畴；
中国民航大学空中交通管理学院
四、飞行程序的组成
1.离场程序：提供从终端区至航路结构的过渡航线。 从起飞末端DER（跑道或净空道末端）至下一飞行阶段允许
的最低安全高度/高（ 进近、等待、加入航路）
第1 章
序论
一、飞行程序的概念
飞行程序设计是在分析终端区净空条件和空 域布局的基础上，根据航空器的飞行性能， 确定航空器的飞行路径以及有关限制的一门 科学。
中国民航大学空中交通管理学院
二、飞行程序的类型
根据所执行的飞行规则划分：按目视飞行规则设计的程序称为目 视飞行程序；按仪表飞行规则设计的程序称为仪表飞行程序。
中国民航大学空中交通管理学院
用户
按每一条可用跑道最后进近方式不同设计不同的进近程序
发布：仪表进近图
中国民航大学空中交通管理学院
中国民航大学空中交通管理学院
五、飞行程序设计的基本原则
“三个基本原则”
安全
经济
简便
中国民航大学空中交通管理学院
六、飞行程序设计考虑的因素
地形和障碍物特征； 机场设施、设备保障条件；
航空器类别、性能和机载设备；
飞行人员的操作； 空域状况； 与相关航路、航线的衔接； 空中交通服务方式；
航空气象特点；
城市规划和航空器运行对环境的影响。
中国民航大学空中交通管理学院
七、飞行程序设计的规范
目视和仪表飞行程序设计规范（MH/T 4023-2007）
中国民航大学空中交通管理学院
航空器运行－ 空中航行服务程序（DOC8168） 第二卷－目视和仪表飞行程序设计
中国民航大学空中交通管理学院
中国民航大学空中交通管理学院
3.仪表进近程序 ：为使得航空器着陆，参照飞行仪表，对障碍 物保持一定的超障余度所进行的一系列预定的机动飞行。 始于起始进近定位点（IAF）或规定的进场航路开始，至能完 成着陆的一点为止，或如果不能完成着陆，至航空器复飞至等 待或具有航路超障高度为止。
根据航空器定位方式划分：使用传统导航定位方式的飞行程序称 为传统飞行程序，使用PBN进行导航定位的飞行程序称为PBN飞 行程序。
根据发动机工作模式划分：一般飞行程序设计部门只考虑发动机
全部正常工作情况设计并发布全发飞行程序；对于部分发动机失
效的情况，则由营运人根据航空器性能和具体的飞行环境设计应 急飞行程序。