新航行技術根本知識

概述一、新航行技術專業用語二、什么是新航行技術三、新航行技術與現行航行系統的區別四、RNAV、RNP及PBN的概念五、總結一、新航行技術專業用語C:1、VHF=VeryHighFrequency甚高頻通訊2、HF=HighFrequency高頻通訊3、AMSS=AeronauticalMobileSatelliteSystem航空移動衛星通訊系統4、SSR-S=SecondarySurveillanceRadar–Select二次監控雷達-選擇呼叫模式5、ACARS=AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem飛機通訊尋址和報告系統6、。。。。。。。。。。。。。。。。。新航行技術專業用語N：1、NDB=nondirectionalbeacon無向信標臺2、VOR/DME=甚高頻全向信標臺/測距設備3、ILS=儀表著陸系統〔盲降〕4、INS/IRS=慣性導航基準系統5、MLS=微波著陸系統6、RNAV/RNP=區域導航/所需導航性能7、GNSS=全球衛星定位系統8、。。。。。。。。。。。。。。。。新航行技術專業用語S：1、PSR=一次監視雷達2、SSR=二次監視雷達3、PMR=精密進近監視雷達4、ADS-B=播送式自動相關監視系統5、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。二、什么是新航行技術

1、新航行技術，也稱為“新航行系統〞，它是相對于現行的航行系統而言的。新航行系統不是特指某一種新技術或新概念，而是一套完整的空中交通運行保障體系，是一個系統工程。2、新航行系統的“新〞是相對的。新航行系統正在經歷著一個不斷開展、不斷完善的過程，不斷有新的概念和技術被應用到這一系統工程中去，以提高整個系統的運行保障能力和運行效能。新航行系統的產生ICAO基于對未來商務交通量增長和應用需求的預測，為解決現行航行系統在未來航空運輸中的平安、容量和效率缺乏問題，1983年提出在飛機、空間和地面設施三個環境中利用由衛星和數字信息提供的先進通信〔C〕、導航〔N〕和監視〔S〕技術。由于當時有些系統設備仍在研制中，尚不具備所需運行條件，ICAO將該建議稱為未來航行系統〔FANS〕方案。新航行系統的產生

隨著各種可用CNS技術的日臻成熟，人們愈加注重由新系統產生的效益，同時認識到在實現全球平安有效航空運輸目標上，空中交通管理〔ATM〕是使CNS互相關聯、綜合利用的關鍵。ATM的運行水平成為表達先進CNS系統技術的焦點。基于這一開展新航行系統的思想，93-94年間，ICAO將FANS更名為CNS/ATM系統。有關系統實施規劃、推薦標準和建議措施等指導性材料的制定進一步加速了新航行系統的實施。1998年，ICAO全體大會再次修訂了全球CNS/ATM實施規劃，其內容包括技術、運營、經濟、財政、法律、組織等多個領域，為各地區實施新航行系統提供了更具體的指導。CNS/ATM系統在航空中的應用將對全球航空運輸的平安性、有效性、靈活性帶來巨大的變革。新航行系統使民用航空進入了新開展時代。新航行系統開展紀年1983年，ICAO提出FANS概念。1988年5月FANS第4次會議，建議采納主要基于衛星技術的全球新CNS/ATM系統，既FANS系統。1990年成立FANS-II委員會，負責制定FANS系統的實施方案和過渡安排。1991年FANS的概念和根本方案在ICAO第十次航行會議上通過，并于1992年10月得到ICAO第29屆大會的批準。1993年FANS-II委員會完成歷史使命，轉入實施階段，同時改稱為CNS/ATM系統，簡稱新航行系統。新航行系統的組成---四大要素C：Communication通訊N：Navigation導航S：Surveillance監控ATM：AirTrafficManagement空中交通管理三、新航行系統和現行航行系統的區別飛機是如何實現飛行的？機組人員的操縱地面的監控與指揮完成飛行使用的設施通訊設施〔Communication〕導航設施〔Navigation〕監控設施〔Surveillance〕

現行航行系統的情況

〔一〕通訊系統〔地空通訊系統〕VHF〔甚高頻〕話音通訊HF〔高頻〕話音通訊現行航行系統的情況1、VHF〔甚高頻〕話音通訊〔1〕組成機載VHF電臺地面VHF通訊終端〔2〕主要技術指標工作頻率：118.00~~136.975MHZ工作距離：250海里以內〔3〕用途地面與飛機及飛機與飛機之間進行話音聯系的工具現行航行系統的情況2、HF〔高頻〕話音通訊〔1〕組成機載HF電臺地面HF通訊終端〔2〕主要技術指標工作頻率：3~~30MHZ工作距離：100~~2000海里以內〔3〕用途在偏遠和海洋區域，管制人員和飛機駕駛員進行話音聯系。現行航行系統的情況〔二〕導航系統航路導航系統NDB(無向信標臺系統〕VOR/DME〔全向信標臺/測距儀系統〕INS/IRS〔慣性導航系統/慣性基準系統〕GPS〔全球定位系統〕終端導航系統NDB,VOR/DME,ILS,MLS,GPS現行航行系統的情況〔三〕監視系統人工相關監視〔話音報告位置〕雷達監視〔雷達監測飛機位置〕當前航行系統存在的缺點

1、精度低、可靠性差。2、全球難以以統一方式運作。3、通訊采用話音而缺少空地數字數據交換系統。〔1〕傳輸速度慢〔2〕多信宿限制〔3〕易出錯〔4〕業務種類限制4、現行的CNS系統難以適應飛機架次及流量的增加。新航行系統：

是一個以星基為主的全球通信、導航、監視加上自動化的空中交通管理的系統。從新技術的利用上說，主要是衛星技術＋數據鏈技術＋計算機網絡技術的應用。全球CNS系統的關鍵問題是衛星應用問題，ATM系統的關鍵問題是數據化、計算機處理及聯網問題。新航行系統的組成：通信(C)導航(N)監視(S)空中交通管理(ATM)其中CNS是硬件，ATM是軟件新航行系統的目的

－－平安、容量、效率、效益利用新技術適應未來航行的需要，提高系統容量；覆蓋海洋、遙遠地區和高高度，實現全球無縫隙的覆蓋；采用數字式數據交換，改善質量，提高空管自動化水平，促進航空平安；提高空管的靈活性，從程序管制過渡到雷達和ADS監視下管制，使空域的利用動態化；擴展監視的作用，在保證平安的前提下縮小飛行間隔，提高空域的利用率；提高精密定位能力，增大飛行的自由度，逐步實現自由飛行；適應全球航行的需要。新航行系統的實施方案(一)通信系統

關鍵在于雙向數據傳輸。傳輸途徑：VHF數據鏈(話音)航空移動衛星數據鏈二次監視雷達S模式數據鏈HF數據鏈(話音)連接：航空電信網(ATN)

(二)導航系統逐步引入區域導航(RNAV)能力，并使其符合所需導航性能(RNP)；全球衛星導航系統(GNSS)將提供全球覆蓋，用作飛機航路導航和非精密進近；NDB、VOR和DME逐漸退出；慣性導航保存并開展，開展組合導航；采用差分技術實現精密進近。

(三)監視系統A/C模式或S模式的二次雷達(SSR)用作終端區和高交通密度陸地空域的監視；自動相關監視(ADS)用在其他空域，最終將普遍使用自動相關監視，并且可以和二次雷達重疊使用

(四)空中交通管理(ATM)1、空中交通流量管理(ATFM)2、空域管理(ASM)3、空中交通效勞(ATS)(1)空中交通管制ATC(2)航行情報效勞FIS(3)告警效勞AL新航行系統的特點(一)系統特點：1、新航行系統是一個完整的系統2、新航行系統是一個全球一體化的系統3、新航行系統是一個以滾動方式開展的系統

(二)技術方面的特點：衛星技術+數據鏈+計算機網絡+自動化

衛星技術和數據處理技術從根本上克服了陸基航行系統固有的而又無法解決的一些缺陷，如覆蓋能力有限，信號質量差等。計算機應用和自動化技術是實現信息處理快捷、精確，減輕人員工作負荷的重要手段。

(三)實施方面的特點：1、先輔后主初期，新系統在運行中起輔助作用，即在功能上發揮補充能力作用。后期，除少局部優秀的現行系統作新系統的備份外，新系統成為空中交通管理的主角2、先易后難新系統先在對陸基設備影響小的地方或環境實現應用，那些對陸基系統產生較大影響的場合遲后慎重解決四、RNAV、RNP和PBN的根本概念

RNAV區域導航〔AreaNavigation，RNAV〕是一種新的導航方式，它可以使飛機在導航信號覆蓋范圍之內或機載導航設備的工作能力范圍之內或兩者的結合，沿任意期望的航徑飛行。飛機不再必須沿著導航臺飛行，航路可由一系列的地理坐標點定義，既可以選擇更直的航路，也可以在考慮氣象、流量等因素和條件下將航路設計的更加優化。它是通過陸基或星基導航信號的更新，使用飛機的慣導系統連續定位，到達沿任意期望的路徑飛行的能力。RNAV的精度以海里數表示，即在95%的時間內應到達的導航精度。RNAV沒有對機載設備提出導航性能監視和告警的要求。F

ACDRNAV

傳統程序

BEF

ACDRNAV

傳統程序

BEABCDEF現代飛機使用的RNAV飛行方法依靠飛行管理系統〔FMS〕飛行路線和飛行程序儲存在導航數據庫中FMS自動識別下一個有效航路點選擇最適宜的導航源進行定位向自動駕駛儀提供飛向下一個航路點的信息，也可以提供飛行指引儀信息。可用導航源GNSSIRUDME/DMEVOR/DMERNAV的簡要介紹航跡選擇靈活減少陸空通話，減輕管制員、飛行員的工作負荷便于駕駛員操作充分利用空域，增加終端區容量3/6/202534“Candler310Atlantadepartureradarcontact〞“Candler310turnleftheading185〞“Candler310donotexceed250knotsuntilfurtheradvised〞“Candler310turnleftheading120〞“Candler310turnleftheading090〞“Candler310climbandmaintainone4000andgivemeagoodratethrough12〞“Candler310outofone2000turnleftheading060〞“Candler310headingis060contactAtlantaCenterat124.5thankyouforyourhelp〞CAA3103/1/05TRACONDepartureControllerCheck-intoHandoff

管制員需發8個指令DAL8584/25/05“Delta858Atlantadepartureradarcontact〞“Delta858climbmaintainonefourthousand〞“Delta858contactAtlantaCenterat124.5goodday〞管制員只需發三個指令使用區域導航前使用區域導航后減少陸空通話，減輕工作負荷管制員和飛行員通話量大幅減少RNAV的簡要介紹3/6/202535便于駕駛員操作下一個航路點預計的下降點開始下降點截獲點飛行員可以清楚的知道飛機的位置和下一步的動作3/6/202536提高空域使用效率傳統程序在該空域內只能設計一條航線RNAV的簡要介紹3/6/202537增加空域容量RNAV的優點RNAV程序可以在相同的空域內安排兩條航線提高空域使用效率RNAV的簡要介紹RNP

ICAO附件9613提出了所需導航性能〔RequiredNavigationPerformance，RNP〕概念。RNP是“一個指定的空域內運行所必須的導航性能精度的描述〞。RNP使用包含導航傳感器誤差、機載設備誤差、顯示誤差及飛行技術誤差總和的“導航性能精度〞作為衡量標準。RNP的精度以海里數表示，要求飛機在95%的飛行時間內，機載導航系統應能使飛機處于其中。除此之外，RNP還要求機載導航系統確保飛機在99.999%的飛行時間內保持在一個較大的平安容限區域內，平安容限區域的水平數值是2倍的RNP精度值。RNP包括了對機載設備性能監視和告警的要求，并能向飛行員顯示是否到達了預定運行要求。3/6/202539RNP障礙物保護區和ANPANP保護區半徑假設ANP<1XRNP可繼續運行RNP和ANP在FMCCDU上顯示水平界限=2xRNP

(空域和越障)警戒區障礙物3/6/202540PBNPBN、RNP、RNAVRNAV和RNP的區別1、機載導航設備：RNP包括了對機載設備性能監視和告警的要求，并能向飛行員顯示是否到達了預定運行要求。而RNAV運行那么無此要求。2、航路設計精度：RNP航路平安保護區為RNP值得2倍，保護區小，而RNAV航路平安保護區更大，造成平行航路間的航路間隔更大，空域利用率較低。PBN概念產生的背景美國及歐洲等航空興旺國家和地區已積累了豐富的區域導航應用經驗，但由于缺乏統一的標準和指導手冊，各地區采用的區域導航命名規那么、技術標準和運行要求并不一致，如美國RNAV類型分為A類和B類，歐洲RNAV類型分為P-RNAV和B-RNAV，國際民航組織ICAO在當時各地區運行的根底上，從導航應用、導航標準和導航設施三個方面對運行標準和要求進行了整合，制定了統一的區域導航運行標準，并將其命名為“基于性能的導航〞，即PBN。3/6/202543PBNPBN(PerformanceBasedNavigation)基于性能的導航在相應的導航根底設施條件下，航空器在指定的空域內或者沿航路、儀表飛行程序飛行時，對系統精確性、完好性、可用性、連續性以及功能等方面的性能要求。PBN運行的三個根底要素是導航應用、導航標準和導航設施。精確地引導航空器，提高飛行運行平安性提供垂直引導，實施連續穩定的下降程序，減少CFIT的風險改善全天候運行水平，提高航班正常性，保障地形復雜機場運行的平安實現靈活和優化的飛行航徑，增加飛機業載，減少飛行時間，節省燃油躲避噪音敏感區，減少排放，提高環保水平實施平行航路，增加終端區內進、離場航線定位點，提高交通流量縮小航