国际民航组织发布基于性能的导航规范PBN
来源标题:Performance-Based Navigation
国际民航组织(ICAO)发布了基于性能的导航(PBN)规范,按精度、完整性、可用性、连续性和功能性定义航空器的RNP与RNAV系统性能要求。其中RNP规范要求机载导航性能监控与告警,RNAV规范则不含此要求。导航规范同时明确可用的导航传感器与设备选项,并提供具体实施指导。
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在航空领域,基于性能的导航(PBN)是国际民用航空组织(ICAO)发布的一项规范。在PBN框架下,飞机所需的导航性能(RNP)和区域导航(RNAV)系统的性能要求,需在特定空域环境下、在适当的导航基础设施支持下,针对拟议运行所需的精度、完整性、可用性、连续性和功能性加以界定。[1]
从历史上看,飞机导航规范一直是直接依据传感器(导航信标和/或航路点)来制定的。包含机载导航性能监视与告警附加要求的导航规范,称为所需导航性能(RNP)规范。不具备此类要求的规范则称为区域导航(RNAV)规范。
性能要求在导航规范中予以明确,导航规范同时确定了可用于满足性能要求的导航传感器和设备的选择。导航规范提供具体的实施指导,以促进全球协调统一。
在PBN框架下,首先根据运行需求确定通用导航要求。随后,民航当局结合可用技术和导航服务来评估各种方案。所选方案对民航当局而言应是最具成本效益的,而非作为运行要求的一部分被预先设定的方案。只要RNAV或RNP系统能够提供所需性能,技术可以随时间演进,而无需重新审视运行本身。
与针对特定传感器制定空域和障碍物间隔标准的方法相比,PBN具有多项优势:
在一个空域内,PBN要求将受到通信、监视和空中交通管制(ATC)环境、导航设施基础设施以及满足ATM应用所需的功能和运行能力的影响。PBN性能要求还取决于可用的非RNAV备用导航手段,以及为确保运行充分连续性所需的多余度程度。
为部分实现RNAV和RNP所带来的效率和容量提升,FAA将致力于使用数据通信和增强监视功能。[2]
区域导航技术和规范在没有ICAO总体指导的情况下开始在各地区各自演进。这导致“RNAV”和“RNP”等术语和定义在世界不同地区含义略有差异,甚至各地还可能使用其他术语。一个例子是欧洲仍在使用(截至2019年)的术语“P-RNAV”(精确RNAV),在其他地方则称为“RNAV 1”。
RNAV和RNP这两个术语早期使用时功能差异很小。RNP要求一定水平的性能,但并未试图界定如何保证该性能。
基于性能的导航(PBN)是ICAO为统一术语、规范和含义而发起的举措。一个例子是统一围绕APV(带垂直引导的进近)所使用的术语。直到最近,所有APV都被指定为RNAV进近,而就PBN实施而言,这些实际上是RNP进近。所有APV都要求机载性能监视与告警,因此系统不仅需要能够导航至所需精度水平,还需要持续监视性能,并在性能降至所需水平以下时能够向飞行员告警。
这些进近在航图上曾有一些令人困惑的名称和标识,目前所有成员国正在开展名称变更工作。两类RNAV进近传统上分别命名为RNAV(GNSS)和RNAV(RNP),前者是从最后进近定位点开始的传统直线进近,后者是更为复杂的进近,在最后进近定位点之后在水平面内弯曲飞行,且需要获得授权方可实施(AR = 需要授权)。在PBN实施下,这些进近的正确命名和标识分别为RNP和RNP AR。右侧图片展示了当前所用航图的命名以及PBN下航图的样子。[3]
当使用传统基于传感器的方法确定间隔标准和航路间距时,用于确定间隔标准或航路间距的导航性能数据取决于来自特定导航设施(如VOR、DME或NDB)原始数据的精度。相比之下,PBN要求RNAV系统整合原始导航数据以提供定位和导航解决方案。在确定间隔标准和航路间距时,使用的是这一整合后的导航性能“输出”。
RNAV系统所需的导航性能是导航规范的一部分。为确定间隔标准和航路间距,空域规划人员充分利用导航规范中描述RNAV系统所需性能的部分。空域规划人员还利用所需性能(精度、完整性、可用性和连续性)来确定航路间距和间隔标准。
在程序管制空域中,基于RNP规范的间隔标准和航路间距预期比基于RNAV规范的带来更大效益。这是因为机载性能监视与告警功能可以通过提供另一种风险缓解手段,来弥补ATS监视服务的缺失。
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