1、中國民航大學空中交通管理學院第十三章 區域導航（RNAV：Area Navigation）區域導航概述VOR/DME，DME/DME區域導航INS/IRS區域導航GNSS區域導航FMS(綜合區域導航）中國民航大學空中交通管理學院第一節 區域導航概述 區域導航概念 區域導航是一種導航方式，它使航空器在臺基導航設備信號的覆蓋范圍內，或在機載自主導航設備的能力范圍內，或在兩者的配合下，沿任意希望的路徑飛行。中國民航大學空中交通管理學院 The FANS Committee did develop a new concept called RNP not a specific a navigation

2、 system. Aircraft operators can thus select a variety of navigation systems to meet RNP. GNSS(GPS, GLONASS, Galileo, with its augmentation systems) Barometric Altitude DME/DME IRS/INS ILS/MLS中國民航大學空中交通管理學院區域導航與傳統導航的對比分析項目傳統導航區域導航航路結構電臺逐臺飛行航路點脫離電臺臺址而自行定義的任何地理位置點導航設施NDB、VOR、DMEVOR/DME 、DME/DME、INS/IRS

3、、GNSS機載設備無線電導航接收機導航傳感器RNAV計算機（包括導航數據庫）定位相對法：相對與電臺絕對法：地理坐標（飛機在地球上的絕對位置）導航計算在地圖投影平面上計算RNAV按照飛行計劃轉換到航線坐標，計算出向前方航路點的已飛距離或待飛距離及航跡偏離；所有計算在大圓航線上計算中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通管理學院 區域導航精度要求 RNP (Required Navigation Performance)：對于在規定的空域內運行所需要的導航性能的描述。RNP類型根據航空器至少由95的時間內預計能達到的導航性能精度的數值來確定。中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通

4、管理學院中國民航大學空中交通管理學院 區域導航的基本工作原理導航計算機單元l選定和編排飛行計劃l修改飛行計劃l計算大圓航線期望航跡l在地理坐標上定位l導航計算，輸出導航參數VOR/DMEDME/DMEGNSS/INSTASALTMH飛行數據存儲單元自動數據輸入單元控制顯示單元普通儀表電子移動式航圖顯示導航數據空中數據中國民航大學空中交通管理學院 導航數據庫 硬數據（VOR/DME等導航臺的位置、標高、頻率等） 軟數據（從導航設備如GPS接收機、INS等來的實時導航數據；從空中傳感器來的大氣數據、空速、磁航向等實時數據；飛行中修改的飛行計劃數據）中國民航大學空中交通管理學院 區域導航航路 固定航

5、路 在該區域內永久的區域導航航路，只能由具備區域導航能力的飛機做RNAV運行。如L888航路，三亞飛行責任區RNP10航路，京滬平行航路中國民航大學空中交通管理學院 偶然航路 在該區域內公布的短期性RNAV航路 隨機航路 非公布航路，在指定的隨機RNAV區域內由飛行計劃自行確定的航路 終端區（航站）航路 RNAV標準進場航線 RNAV進近程序 RNAV標準離場航線 RNAV等待程序 天津/濱海（2003年2月試飛，2004年2月19日生效） 北京/首都（2003年7月試飛，2006年使用） 拉薩/貢嘎（RNP進近2005.4.25）中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通管理學院中國民

6、航大學空中交通管理學院第二節VOR/ DME區域導航 VOR/DME RNAV系統，是一種利用VOR測向、DME測距以及氣壓高度作為基本輸入信號，來計算飛機到某個航路點的航向和距離的導航引導系統。 工作原理 通過連續測得飛機到VOR/DME地面信標臺的方位和距離信息，而計算出飛往某個航路點的航線角和距離。中國民航大學空中交通管理學院 RNAV三角形 航路點計算WPT: ( 2 ,2) (2,2) 定位： ( 2 ,2) (2,2) 應飛距離D：正弦定理 應飛磁航跡MTKMCNm12DNm12WPTMTK中國民航大學空中交通管理學院 航線偏差三角形 XTK sin（2-1） XTK根據測得高度數

7、據轉化為水平偏航距離XTKNmNm標稱航跡12TKD=2-1中國民航大學空中交通管理學院MSLVOR/DMEELEVALTXTKXTK22)(ELEVALTXTKXTK中國民航大學空中交通管理學院 VOR/DME區域導航系統組成導航計算機（導航數據庫）控制顯示單元HSIA/P導航數據ALTVOR/DME接收機ADC導航信息飛行計劃航線偏差橫向操縱指令中國民航大學空中交通管理學院 VOR/DME RNAV的優點 成本低。 航線多。 有效增加空域容量（直線航線、平行航線） RNAV能夠在VOR/DME的覆蓋范圍內，對任何航線提供導航能力。 精度高。中國民航大學空中交通管理學院第五節 FMS實施區域

8、導航 FMS組成及功能 FMS系統導航功能的實現中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通管理學院中國民航大學空中交通管理學院 一、飛行管理系統FMS FMS是現代飛機上一個獨立、完整的系統，是高級區域導航系統和性能管理系統的組合，能夠對飛機進行綜合管理，連續、自動地提供導航、制導和性能管理，控制飛機從起飛機場到目的地機場按照最優水平剖面和垂直剖面飛行飛行，大大減輕飛行員負荷，節約燃油，確保飛行安全。中國民航大學空中交通管理學院 FMS的功用 導航與制導 FMS發送操縱指令到飛行控制計算機和推力管理計算機完成導航制導功能。 FMS計算兩航路點之間的大圓航線，實

9、現四維制導。 編排飛行計劃，實施性能管理 根據飛行員輸入的飛行計劃進行最低成本的爬高、巡航、下降計算，控制飛機沿最佳垂直飛行剖面飛行。 全自動著陸 實現全自動的、b級著陸能力 快速診斷故障能力 FMS內的自檢設備可以連續監控系統的健康狀況，快速診斷故障。中國民航大學空中交通管理學院 FMS的組成 飛行管理計算機系統FMCS 自動飛行控制系統（AFCS） 自動油門系統A/T 傳感器系統FMCSFMCCDUA/TA/PF/D AFCSMCP3FCC傳感器系統中國民航大學空中交通管理學院 FMCS 協調、處理并控制其他分系統的工作 FMC 導航處理機 導航計算：水平操縱引導（航向等） 性能處理機 性

10、能計算：垂直操縱引導（速度、爬升下降率等） 輸入輸出處理機 有規則的在計算機和各飛機設備之間傳遞信息中國民航大學空中交通管理學院 CDU FMCS進行人機聯系的重要部件。飛行員主要通過CDU控制各種不同的輸入數據，顯示不同的頁面，轉換各種數據，執行各種功能。中國民航大學空中交通管理學院 AFCS FCC接收來自飛機各傳感器的信號，根據要求的飛行方式對信息進行處理，并產生輸出指令去操縱各種操縱面。 A/T 接收FMC計算的性能選擇數據，為油門機構輸出操縱指令。 傳感器系統（為FMS提供飛行、導航、大氣數據參數） IRS（位置、航向、加速度、姿態、高度、升降速度、地速等） ADC（高度、空速、M、

11、溫度等） VOR/DME接收機（方位、距離） GPS接收機（四維參數，速度，時間等） ILS接收機（航道偏離、下滑偏離） 時鐘 油量 其他中國民航大學空中交通管理學院 FMS的數據庫 導航數據庫（導航計算，導航臺的自動調諧管理等） 導航設備、機場、航路、終端區程序 性能數據庫（縱向、垂直導航性能計算） 飛機空氣動力模型 發動機數據模型中國民航大學空中交通管理學院 FMS導航功能的實現 FMS的導航功能將無線電導航、 ILS 、 INS/IRS 、GNSS的功能結合在一起，由FMS提供綜合導航功能。 飛機起飛前通過CDU引入飛機位置的經緯度、飛行計劃數據，整個系統就開始工作；飛行過程中FMS采集來自導航系統的導航信號，由導航計算機計算導航參數，為飛行員提供飛機的精確位置、飛行速度、飛行高度、應飛航向、應飛航跡等，并控制AFCS，操縱飛機舵面改變飛行姿態，確保飛機準確準時安全的到達目的地。中國民航大學空中交通管理學院 導航計算方法 位置計算 根據IRS、無線電導航信號、GNSS信號，計算飛機在任何瞬時的精確位置（，） 計算飛機該瞬時的航向偏差MH及應飛航向MH應，把航向偏差轉化通過AFCS的FCC為舵面操縱指令，改變飛機的橫向飛行姿態，實現制導功能閉環Nm標稱航跡Nm（，）MH應MHMHXTK中國民航大學空中交通管理學院 飛行速度計算 根據IRS的南北、東西速度分量或ADC的