Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Навигация, основанная на характеристиках ( PBN ) ИКАО, указывает, что требования к характеристикам систем бортовой навигации (RNP) и зональной навигации (RNAV) должны быть определены с точки зрения точности, целостности, готовности, непрерывности и функциональности, необходимых для предлагаемых операций в контексте конкретное воздушное пространство, если оно поддерживается соответствующей навигационной инфраструктурой. [1]

Описание [ править ]

Исторически сложилось так, что навигационные характеристики воздушных судов определялись непосредственно в терминах датчиков (навигационных маяков и / или путевых точек ). Навигационная спецификация, которая включает дополнительные требования к мониторингу бортовых навигационных характеристик и предупреждению, называется спецификацией требуемых навигационных характеристик (RNP). Спецификация, не имеющая таких требований, называется спецификацией зональной навигации (RNAV).

Требования к характеристикам определены в навигационных спецификациях, которые также определяют выбор навигационных датчиков и оборудования, которые могут использоваться для удовлетворения требований к характеристикам. В навигационных спецификациях содержится конкретное руководство по реализации, чтобы облегчить глобальную гармонизацию.

В рамках PBN общие навигационные требования сначала определяются на основе эксплуатационных требований. Затем власти гражданской авиации оценивают варианты в отношении доступных технологий и навигационных услуг. Выбранное решение было бы наиболее рентабельным для полномочного органа гражданской авиации, в отличие от решения, устанавливаемого как часть эксплуатационных требований. Технология может развиваться со временем, не требуя пересмотра самой операции, если требуемые характеристики обеспечиваются системой RNAV или RNP.

PBN предлагает ряд преимуществ по сравнению с методом определения воздушного пространства и критериев пролета препятствий на основе конкретных датчиков:

  1. снижает необходимость поддерживать маршруты и процедуры для конкретных датчиков, а также снижает их стоимость. Например, перемещение одного VOR может повлиять на десятки процедур, как ВОР может быть использован на маршруты, ВОР подходы , пропущенные подходы , и т.д. Добавление новых процедур датчика конкретных бы соединение этой стоимости, а также быстрый рост доступных навигационных систем будет скоро сделают недоступными для датчиков маршруты и процедуры;
  2. позволяет избежать необходимости разработки операций для конкретных датчиков с каждой новой эволюцией навигационных систем, что было бы слишком затратно. Ожидается, что расширение услуг спутниковой навигации будет способствовать сохранению разнообразия систем RNP и RNAV на различных воздушных судах. Первоначальное оборудование базовой глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) развивается в связи с развитием дополнений, таких как спутниковые системы функционального дополнения (SBAS), наземные системы функционального дополнения (GBAS) и наземные региональные системы функционального дополнения (GBAS), в то время как внедрение системы Galileo и модернизация Глобальной системы позиционирования США (GPS) и российскойГлобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) еще больше улучшит характеристики GNSS. Также расширяется использование GNSS / инерциальной интеграции;
  3. позволяет более эффективно использовать воздушное пространство ( прокладка маршрутов, топливная эффективность и снижение шума );
  4. поясняет, как используются системы RNAV; и
  5. упрощает процесс эксплуатационного утверждения для органов гражданской авиации , предоставляя ограниченный набор навигационных спецификаций, предназначенных для глобального использования.

В воздушном пространстве на требования PBN будут влиять среда связи, наблюдения и управления воздушным движением (УВД), инфраструктура навигационных средств, а также функциональные и эксплуатационные возможности, необходимые для выполнения приложений ОрВД. Требования к характеристикам PBN также зависят от того, что реверсии , не RNAV средства навигации доступны и какова степень избыточности требуется для обеспечения надлежащей непрерывности операций.

Для достижения эффективности и увеличения пропускной способности, частично обеспечиваемых RNAV и RNP, FAA продолжит использование передачи данных и расширенных функций наблюдения . [2]

Фон [ править ]

Методы и спецификации зональной навигации начали развиваться на региональном уровне без общего руководства ИКАО. Следовательно, это означает, что термины и определения, такие как «RNAV» и «RNP», имеют несколько разные значения в разных регионах мира, и даже другие термины могут использоваться на местном уровне. Примером этого является термин «P-RNAV» (Precision RNAV), который до сих пор используется в Европе (2019 г.), который в других местах называется «RNAV 1».

Термины RNAV и RNP ранее использовались с небольшими функциональными различиями. RNP требовал определенного уровня характеристик, но не пытался определить, как это должно быть гарантировано.

Две верхние полосы диаграммы показывают текущую норму. Две полосы ниже отражают те же два подхода только с правильным обозначением RNP. «RNAV (GNSS)» становится «RNP», а «RNAV (RNP)» становится «RNP AR». Швеция является одним из примеров государства-члена, которое уже приняло новое правильное обозначение RNP для внедрения PBN.

Навигация, основанная на характеристиках (PBN) - это инициатива ИКАО по стандартизации терминологии, спецификаций и значений. Одним из примеров является стандартизация терминологии, используемой в APV (подходы с вертикальным наведением). Все APV до недавнего времени обозначались как заходы на посадку по RNAV, хотя на самом деле это заходы на посадку по RNP в отношении реализации PBN. Все APV требуют встроенного мониторинга производительности и предупреждений, поэтому система не только способна осуществлять навигацию с требуемой степенью точности, но также должна постоянно отслеживать производительность и быть способной предупреждать вас, если ее производительность упадет ниже установленной. требуется.

У этих подходов были некоторые запутанные названия и обозначения на диаграммах, и в настоящее время переход осуществляется во всех государствах-членах. Два типа заходов на посадку с RNAV традиционно называются RNAV (GNSS) и RNAV (RNP) соответственно, где первый - это традиционный заход на посадку с прямой из конечной контрольной точки захода на посадку, а второй - более сложный заход на посадку с поворотами в горизонтальная плоскость после контрольной точки конечного этапа захода на посадку, для начала которой требуется разрешение ( AR = требуется авторизация ). Правильное название и обозначение для этих заходов на посадку в рамках реализации PBN - RNP и RNP AR.соответственно. На изображениях справа показаны названия текущих используемых диаграмм и их внешний вид в PBN.

Влияние на планирование воздушного пространства [ править ]

Когда разделение минимумы и разделение маршрутов определяются с использованием обычного подхода на основе датчика, данные о производительности навигации используются для определения эшелонирования или разделения маршрутов зависят от точности исходных данных от конкретных навигационных средств , таких как VOR, DME или ОПРС . Напротив, для PBN требуется система RNAV, которая объединяет необработанные навигационные данные для обеспечения решения для определения местоположения и навигации. При определении минимумов эшелонирования и разноса маршрутов используется этот интегрированный "выход" навигационных характеристик.

Навигационные характеристики, требуемые от системы RNAV, являются частью навигационной спецификации. Для определения минимумов эшелонирования и разноса маршрутов специалисты по планированию воздушного пространства полностью используют ту часть навигационных спецификаций, которая описывает характеристики, требуемые от системы RNAV. Специалисты по планированию воздушного пространства также используют требуемые характеристики (точность, целостность, доступность и непрерывность) для определения разноса маршрутов и минимумов эшелонирования.

Ожидается, что в воздушном пространстве с процедурным управлением минимумы эшелонирования и разнесение маршрутов, указанные в спецификациях RNP, принесут больше преимуществ, чем те, которые основаны на спецификациях RNAV. Это связано с тем, что бортовая функция мониторинга характеристик и оповещения может уменьшить отсутствие службы наблюдения ОВД, предоставив альтернативные средства снижения риска.

Переход на PBN [ править ]

Ожидается, что все будущие приложения RNAV и RNP будут определять требования к навигации посредством использования технических характеристик, а не определения конкретных навигационных датчиков.

Долине Мехико будет первым в Мексике , где используется навигации , основанной на ]] система, которая позволит новый международный аэропорт Фелипе - АНДЖЕЛЕС , в международный аэропорт Мехико , и Международный аэропорт Толука работать одновременно без операций один мешает другим. [3]

Сфера [ править ]

По унаследованным причинам, связанным с предыдущей концепцией RNP, PBN в настоящее время ограничивается операциями с линейными требованиями к характеристикам в поперечном направлении и ограничениями по времени. По этой причине операции с требованиями к угловым боковым характеристикам (т.е. заходы на посадку и посадку с вертикальным наведением GNSS - схема захода на посадку с вертикальным наведением APV-I и APV-II), а также система посадки по приборам (ILS) и микроволновая система посадки (MLS) ) не рассматриваются. В отличие от бокового контроля и преодоления препятствий, для барометрическогоВ системах VNAV нет ни предупреждений о вертикальной ошибке, ни двукратного соотношения между требуемой общей точностью системы в 95% и пределом производительности. Следовательно, барометрическая VNAV не считается вертикальной RNP.

Бортовой мониторинг производительности и оповещение [ править ]

Бортовой контроль характеристик и оповещение - это главный элемент, который определяет, соответствует ли навигационная система требуемому уровню безопасности, связанному с приложением RNP. Это относится как к боковым, так и к продольным навигационным характеристикам; и это позволяет экипажу определять, что навигационная система не обеспечивает или не может гарантировать с целостностью 10 −5 навигационные характеристики, необходимые для работы.

Системы RNP обеспечивают повышение целостности полетов. Это может позволить более близкое расстояние между маршрутами и может обеспечить достаточную целостность, позволяющую использовать только системы RNAV для навигации в конкретном воздушном пространстве. Таким образом, использование систем RNP может дать значительные преимущества в области безопасности полетов, эксплуатации и эффективности.

Возможности бортового контроля характеристик и оповещения удовлетворяют две потребности: одна - на борту самолета, а другая - в конструкции воздушного пространства. Гарантия характеристик бортовой системы подразумевается для полетов по RNAV. Основываясь на существующих критериях летной годности , от систем RNAV требуется только демонстрация предполагаемой функции и характеристик с использованием явных требований, которые интерпретируются в широком смысле. В результате, хотя номинальные характеристики системы RNAV могут быть очень хорошими, они характеризуются изменчивостью функциональных возможностей системы и связанных с ними летных характеристик. Системы RNP позволяют свести к минимуму изменчивость и гарантировать надежность, повторяемость и предсказуемость полетов.

Бортовой контроль характеристик и оповещение позволяют летному экипажу определять, удовлетворяет ли система RNP навигационным характеристикам, требуемым в навигационной спецификации. Бортовой контроль характеристик и оповещение относятся как к боковым, так и к продольным навигационным характеристикам.

Бортовой мониторинг производительности и оповещение связаны с работой системы зональной навигации.

  • «на борту» явно означает, что мониторинг характеристик и оповещение затрагиваются на борту воздушного судна, а не где-либо еще, например, при использовании наземного монитора соблюдения маршрута или наблюдения УВД. Элемент контроля бортовых характеристик и оповещения относится к полетным техническим ошибкам (FTE) и ошибкам навигационной системы (NSE). Ошибка определения пути (PDE) ограничивается целостностью базы данных и функциональными требованиями к определенному пути и считается незначительной.
  • «мониторинг» относится к мониторингу характеристик летательного аппарата в отношении его способности определять ошибку позиционирования и / или следовать по желаемому пути.
  • «предупреждение» относится к мониторингу: если навигационная система самолета не работает достаточно хорошо, об этом будет уведомлен экипаж.

Особые функции RNAV и RNP [ править ]

Полеты, основанные на характеристиках, основаны на способности обеспечивать надежные, повторяемые и предсказуемые траектории полета для повышения пропускной способности и эффективности запланированных операций. Для реализации полетов, основанных на характеристиках, требуются не только функции, традиционно обеспечиваемые системой RNAV, но также могут потребоваться определенные функции для улучшения процедур, а также операций в воздушном пространстве и воздушном движении. Возможности системы для установленных траекторий с фиксированным радиусом, зоны ожидания RNAV или RNP и боковых смещений попадают в эту категорию.

Пути с фиксированным радиусом [ править ]

Пути с фиксированным радиусом (FRP) имеют две формы:

  1. Тип участка радиуса исправления (RF) - это один из типов участков, который следует использовать, когда есть требование для определенного радиуса криволинейной траектории в терминале или схеме захода на посадку. Участок RF определяется радиусом, длиной дуги и фиксацией. Системы RNP, поддерживающие этот тип участка, обеспечивают такую ​​же способность обеспечивать точность выдерживания пути во время разворота, что и на прямых участках. Пределы угла крена для различных типов воздушных судов и ветра наверху учитываются при разработке схем.
  2. переход с фиксированным радиусом (FRT) предназначен для использования в схемах полета по маршруту. Эти развороты имеют два возможных радиуса: 22,5 м. Мили для высокогорных маршрутов (выше эшелона полета 195) и 15 м. Миль для низковысотных маршрутов. Использование таких элементов пути в маршруте RNAV позволяет улучшить использование воздушного пространства за счет близко расположенных параллельных маршрутов.

Облетные повороты [ править ]

Разворот с облетом - ключевая характеристика траектории полета по RNAV. Система RNAV использует информацию о скорости воздушного судна, углу крена, ветре и изменении угла пути для расчета разворота по траектории полета, который плавно переходит от одного участка траектории к другому. Однако, поскольку параметры, влияющие на радиус разворота, могут варьироваться от одной плоскости к другой, а также из-за изменения условий скорости и ветра, точка начала разворота и площадь разворота могут меняться.

Схема удержания [ править ]

Система RNAV упрощает определение схемы ожидания , позволяя определять входящий курс до точки ожидания , направление разворота и время или расстояние участка на прямых участках, а также возможность планировать выход из зоны ожидания. Для систем RNP возможно дальнейшее улучшение удержания. Эти усовершенствования RNP включают в себя вход в зону ожидания, минимизируя необходимое защищенное воздушное пространство на стороне зоны ожидания, не относящейся к зоне ожидания, в соответствии с предоставленными пределами RNP. Если применяется режим ожидания RNP, рекомендуется максимум RNP 1, поскольку менее строгие значения отрицательно влияют на использование и конструкцию воздушного пространства.

Смещение траектории полета [ править ]

Системы RNAV могут предоставлять возможность летному экипажу определять боковое смещение от определенного маршрута. Как правило, боковые смещения можно указывать с шагом от 1 до 20 м. Миль. Когда в системе RNAV активировано боковое смещение, воздушное судно с RNAV вылетает по заданному маршруту и ​​обычно перехватывает смещение под углом 45 ° или меньше. Когда смещение отменяется, дрон возвращается на заданный маршрут аналогичным образом. Такие смещения могут использоваться как стратегически, т.е. фиксированное смещение для длины маршрута, так и тактически, то есть временно. Большинство систем RNAV прекращают смещения в районе аэродрома или в начале схемы захода на посадку, в зоне ожидания RNAV или при изменении курса на 90 ° или более.

Минимальные характеристики навигации [ править ]

Воздушные суда, выполняющие полеты в воздушном пространстве Северной Атлантики, должны соответствовать минимальным требованиям к навигационным характеристикам (MNPS). Спецификация MNPS была намеренно исключена из PBN из-за ее обязательного характера и из-за того, что реализация MNPS в будущем не предусмотрена. [4]

Будущие разработки [ править ]

Вероятно, что навигационные приложения будут переходить от двумерных к трехмерным / четырехмерным приложениям, хотя в настоящее время трудно определить масштабы времени и эксплуатационные требования. Следовательно, бортовой контроль характеристик и оповещение еще предстоит разработать в вертикальной плоскости (вертикальная RNP), и текущая работа направлена ​​на согласование продольных и линейных требований к характеристикам. Требования к угловым характеристикам, связанные с заходом на посадку и посадкой, будут включены в сферу применения PBN в будущем. Точно так же могут быть включены спецификации для поддержки специфичной для вертолета навигации и функциональных требований к зоне ожидания.

Ссылки [ править ]

  1. ^ ИКАО. Doc 9613, Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN) , 2008 г. ISBN  978-92-9231-198-8
  2. ^ FAA. Дорожная карта для навигации, основанной на характеристиках: развитие возможностей зональной навигации (RNAV) и требуемых навигационных характеристик (RNP) на 2006–2025 годы . 2006 г.
  3. ↑ Эдуардо Мурильо (29 января 2020 г.). «Tendrá tecnología de punta el aeropuerto de Santa Lucía» [в аэропорту Санта-Лючия будут установлены самые современные технологии]. Ла Хорнада (на испанском языке) . Проверено 30 января 2020 года .
  4. ^ Требования к MNPS изложены в Сводном инструктивном и информационном материале по аэронавигации в Североатлантическом регионе (NAT Doc 001) (доступен по адресу http://www.paris.icao.int/documents_open/show_file.php?id) = 209 [ постоянная неработающая ссылка ] )

Внешние ссылки [ править ]

  • Боинг. Эксплуатационные преимущества навигации, основанной на характеристиках, 2008 г.

 В эту статью включены  материалы из открытых источников с веб-сайтов или документов Федерального управления гражданской авиации .