时隔8年，局方发布了最新的PBN咨询通告

2018年2月6日，民航局飞标司下发咨询通告AC-91-FS-2018-036《小型航空器实施非传统仪表飞行的运行要求》。

什么是“非传统仪表飞行”？说白了，就是目前国际民航组织积极推行并在发展中的PBN（基于性能的导航Performance Based Navigation）——根据在特定运行或空域所要求达到的精确性、完好性、可用性、连续性以及相应功能来确定航空器的系统性能要求，由基于传感器的传统导航向基于性能的现代导航转变。

从传统导航到基于性能导航的方式转变

PBN作为一项新技术，业界对它的理解也是与日俱增的。在此咨询通告之前，局方发布过两个相关咨询通告，分别是2006年发布的AC-91FS-05《要求授权的特殊航空器和机组(SAAAR)实施公共所需导航性能(RNP)程序的适航和运行批准准则》，和2010年发布的AC-91-FS-2010-01R1《在终端区和进近中实施RNP的运行批准指南》。

此次时隔8年发布的关于PBN的新通告，虽然通告名称是针对“小型航空器”的，但是其中很多内容值得包括航空公司飞行员在内的所有飞行人员，以及管制员、程序设计员和签派员仔细阅读。

下面，我们将其中的重点内容摘录出来，供大家一睹为快。有PBN基础的朋友会发现一些熟悉内容，可自行快速掠过。但相信我，不论老司机还是新司机，你一定可以发现不少“新内容”。

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PBN优点

     传统的仪表飞行，是依靠NDB、VOR或ILS等传感器和指针实现导航，对地面设备要求较高，无法实现全空域仪表运行。随着新的航行技术发展，基于卫星等导航源的导航方式，正在快速普及，它可提供直观精确的“地图导航”方式，有效增强驾驶员的航空器位置情景意识，减轻驾驶员负担，实现全空域仪表导航，有效提升安全水平。

        

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分类

     PBN包含两类基本导航规范：区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）。基于性能导航将RNAV和RNP等一系列不同的导航技术应用归纳到一起，涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞行阶段。

RNAV和RNP后面所跟的数字代表导航精度值，例如RNP1导航规范，要求在95%的飞行时间内，航空器位置必须满足标称航迹位置左右前后1海里以内的精度值要求。

03

RNAV和RNP的区别

1. RNP导航规范要求航空器具有机载性能监控和告警功能（OPMA），RNAV则不要求具备。

   RNAV1 与 RNP1 主要区别

   
   

2. RNAV需要在雷达及其他监视环境下运行，具有局域特征，而RNP不要求雷达及其他监视，具有广域特征。

3. RNAV运行的航空器应装有应答机设备，无应答机设备航空器只能运行RNP。

4. 导航、通信、监视能力的要求不同。

注：GNSS导航源可为满足性能要求的北斗、GLONASS、GPS等星基导航源。

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运行知识

1.航图标示

a. RNAV或 RNP的离场和进场程序在程序标示中使用RNAV进行标定，在航图上以标注形式增加PBN导航应用类型。当需要时，在航图上以标注形式给出传感器类型。

RNP1进场和离场航图标示

b. RNP APCH程序，在航图上标示为 RNAV (GNSS)。

RNP APCH进近航图标示

c. RNP AR程序，在航图上标示为 RNAV (RNP)。

RNP AR进近航图标示及说明

2.运行标准

RNAV进近程序的运行标准以如下形式标示在航图上：

a. 非精密进近程序（NPA）——LNAV

b. 有垂直引导的进近程序(APV)：

(1)Baro VNAV—— LNAV/ VNAV

(2)SBAS APV-I/II ——LPV

最低运行标准信息

3.GNSS系统

a.GNSS（Global navigation satellite system）即为全球导航卫星系统。GNSS为包含一个或多个星座，能提供定位、测速和授时（PVT）服务的卫星导航系统。当前包含GPS和GLONASS两个核心星座及其增强系统。

b.随着GNSS的不断发展，欧洲的“伽利略”和中国“北斗”全球卫星导航系统正在建设，可以预见未来将出现多种卫星导航系统兼容运行的局面，以进一步增强GNSS系统的精度、连续性、完好性、可用性和功能。

4.导航系统性能

对卫星导航系统的性能要求主要包括四个方面，即精度、完好性、连续性及可用性。

精度是GNSS的定位误差，指估计位置与实际位置之间的差异。

完好性是衡量整个系统所提供信息正确性的可信程度，系统在不能用于所预期的运行（或飞行阶段）时，向用户提供及时和有效告警的能力。

连续性是指在预计的运行过程中，系统无预期外中断的执行其功能的能力。

可用性是指在导航期间系统提供满足要求的导航信息的时间比例。

5.GNSS增强系统

        为了提高GNSS的精度和完好性，GNSS增加了外部系统以增强其性能。GNSS增强系统有3种类型：机载增强系统（ABAS）、星基增强系统（SBAS）和陆基增强系统（GBAS）。

a. 机载增强系统（ABAS）

        ABAS利用机载GPS信息和其他传感器信息，实现机载导航系统的完好性监控。目前普遍应用的增强系统为接收机自主完好性监视（RAIM），来监测用户定位结果的完好性，也可以使用其他形式的ABAS。在没有其他可用的增强系统时，用于航空的GNSS接收机必须具备ABAS功能，以提供完好性监视和告警。ABAS的主要形式为由RAIM算法提供的失效探测，可以通过多种途径获取RAIM预测值。

(1)RAIM（接收机自主完好性监视）

        RAIM是设置在GPS接收机中的算法，对卫星故障反应迅速并完全自动，且无需外界干预。RAIM为导航设备提供星基导航卫星的完好性监控，并保障导航定位精度。通常要求，4颗有效卫星可进行定位计算，可见卫星数5颗以上才可实现故障检测（FD），如果检测到了故障，飞行员在座舱中就能接收到一个告警标志，指示GPS不可用。如果要实现故障检测和排除（FDE），至少需要6颗可见卫星。这才能将故障星从导航解算中排除，以使得操作可以在不间断的情况下继续。

        RAIM的可用性计算是一个具有卫星数量和它们几何构型的函数。相关卫星在所覆盖区域内的运动（轨迹）和因例行维护或设备故障所造成卫星暂时性的运行中断，共同影响了RAIM可用性的计算结果。

        对于民航用户来说，可以通过RAIM可用性预测的方式来避免飞行过程中遇到RAIM空洞的情况，增强GPS的可用性。RAIM可用性预测的目的是尽可能准确模拟预测机载接收机中RAIM算法在所需预测的当时当地的计算结果。

(2)Baro-Aiding（气压高度辅助）

        气压高度辅助是一个集成的增强系统，允许GPS系统使用一个非卫星信号的输入源（飞机气压高度输入源），代替五分之一的所需卫星数量，同样可以满足RAIM精确度要求和完好性要求。气压高度辅助系统需要4颗卫星和一个气压高度表输入源来检测完好性异常。所需的卫星数量的减少，进一步提高RAIM的可用性，降低卫星故障影响。

(3)IRS-Aiding（惯性参考系统辅助）

        使用惯性参考系统来校正GPS信号，充分发挥各自优势并取长补短，利用GPS的长期稳定性与适中精度，来弥补IRS的误差随时间传播或增大的缺点，利用IRS的短期高精度来弥补GPS接收机在受干扰时误差增大或遮挡时丢失信号等缺点，并借助惯导系统的姿态信息和角速度信息，提高GPS接收机天线的定向操纵性能，使之快速捕获或重新捕获全球定位卫星信号，同时借助全球定位系统连续提供的高精度位置信息和速度信息，估计并校正惯导系统的位置误差、速度误差和系统其它误差参数，实现对其空中传递对准和标定，从而可放宽对其精度提出的要求。

b. 星基增强系统（SBAS）

        星基增强系统，是一种广域覆盖增强系统，通过地球同步卫星搭载的导航增强信号发射器，向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对原有卫星导航系统定位精度的改进。

        星基增强系统主要有SBAS卫星、SBAS机载接收机和地面设备组成。地面设备包括地面地球站（GES）、参考站和主站组成，各站之间利用地面通信网络连接。

        每个参考站有多台GNSS接收机，跟踪并测量到可见卫星的伪距，将观测结果发送到主站。主站证实卫星信号的完好性，计算一系列修正量，同时汇总系统的状态数据。将处理结果通过地球同步卫星数据链发送给广大用户，从而达到提高定位精度的目的。在可预见未来，中国民航不采用SBAS作为GNSS增强系统。

        目前，全球已经建立起了多个SBAS系统。包括美国的广域增强系统（WAAS）、欧洲同步卫星导航覆盖系统（EGNOS）、日本的多功能卫星增强系统（MSAS）和印度的GPS辅助静地轨道增强导航系统（GAGAN）等，但从全球航空器的使用情况来看，还是以WAAS和EGNOS为主。

        WAAS(Wide Area Augmentation System)是由美国联邦航空局开发建立的用于空中导航的一个卫星传播系统，该系统主要是通过解决广域差分GPS的数据通信问题从而提高全球定位系统的精度和可用性。

c. 地基增强系统（GBAS）

        地基增强系统(GBAS)是国际民航组织提出的用于航空飞行器进行精密进近的差分GPS的系统。它通过差分定位提高卫星导航精度的基础上，增加了一系列完好性监视算法，提高系统完好性、可用性、连续性的指标，在机场覆盖空域范围内，配有相应机载设备的飞机可以获得CATI甚至更高标准的精密进近、着陆引导服务。与ABAS和SBAS相比较，GBAS的精度更高，可以达到的着陆标准更低。

        GBAS由地面站、监控设备和机载设备组成。GBAS地面站包括四对参考接收机和天线、地面数据处理设备、甚高频数据广播（VDB）设备和VDB天线等。地面数据处理设备通过结合来自每个参考接收机的测量值产生可见卫星的差分校正值；同时，通过实时监测导航信号本身或者是地面站的异常，形成卫星导航系统和本站自身的完好性信息；然后把FAS数据、校正值和完好性信息通过VDB播发给机载用户。一套GBAS设备可以为其安装所在机场的所有跑道端提供服务。

01

脑洞

• 自动驾驶仪并不是基于性能导航的必需设备；

• 飞行管理系统并不是基于性能导航的必需设备——RNP APCH有两类系统，为独立系统和飞行管理系统。独立系统一般由控制装置、侧向偏离指示器、信号器面板（和地图显示）的全球导航卫星系统接收器组成。飞行管理系统分为飞行管理系统侧向导航系统和飞行管理系统侧向导航/垂直导航系统。小型航空器通常装备的是独立系统，如GARMIN1000。

  
  

• 除了对于全球导航卫星系统唯一要求之外，RNP1与RNAV1和RNAV2规范之间没有太大差异。

附录 PBN运行程序要点

5.1 飞行计划

a. 飞行计划应包括飞行期间预期运行的基于性能导航的能力说明。

b. 导航数据库必须准确有效，并且必须包含适用的程序、航路、航路点和导航设备。

c. 必须检查适当的导航设备是否可用，该检查包括所需导航性能或接收机自主完好性监视预测，并必须关注相关的航行通告。

5.2 飞行前

a. 必须根据航图检查加载的程序。

b. 必须确认选择正确的传感器，如果有要求，必须确认完成了导航设备的抑制。

c. 必须确认选择了适当的所需导航性能值，确认导航性能适合该程序。

d. 必须核查应急程序。

5.3 飞行中

a. 必须遵循制造商的操作说明/程序。

b. 必须已经选择了适当的显示。

c. 侧向和垂直偏离不得超过规定值。

d. 必须遵守高度和速度限制。

e. 如果出现完好性报警、导航显示标识为“无效”或者如果丧失完好性报警功能，必须终止该程序。

5.4 航路——RNP 4

航路RNP导航失能，使用备用导航程序。

5.5 航路与进离场——RNAV2和RNAV1

a. 应特别关注从数据库中选择正确程序、核查程序、与航路的连接以及不连续处理。还应评估程序管理和新程序选择，包括跑道变更，以及机组做出的任何修正，诸如航路点的添加或删除。

b.  RNAV1和RNAV2运行主要在导航设备充分覆盖的区域进行；应急程序一般涉及切换至传统陆基无线电导航。

5.6 进离场——RNP1

全球导航卫星系统数据与其他定位数据整合在一起时有可能会造成位置误差，并且有可能需要抑制其他导航传感器。应该确认当定位精确度降低时，相对于所要求的RNP1导航精确度不大可能产生较大影响，否则需要采取抑制其他传感器的方法。

5.7 进近——RNP APCH

a. 选择正确的进近程序并对数据进行检查。

b. RNP APCH程序依赖全球导航卫星系统定位，开始进近之前，应该检查全球导航卫星系统（以及所需导航性能的可用程度）。

c. 任何时候都有可能由于失去信号而失去全球导航卫星系统更新，但是一般都不会即刻生成报警。失去全球导航卫星系统信号之后，如果可以保持定位完好性，会继续显示一个有效的位置。

d. 如果不能维持所需性能，就会生成报警。则应启动复飞，除非可以目视完成进近。

e. 导航规范允许将其他导航传感器信息同全球导航卫星系统整合在一起，前提是不得超出总系统误差。如果无法确立无线电更新效应，要求抑制无线电更新。如果可以确定无线电更新对所计算位置的精确性没有任何不利影响，便无需采取任何行动。