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小飞心得|RNAV和RNP的区别

 呦呦名字没见过 2021-03-18
我们从飞行航校学习的基础领航技术是目视地标罗盘领航(地图作业),陆基导航台原始数据领航(VOR,DME,NDB,ILS等)。但是这样的技术受限于气象条件,导航台定位容差,安装地形位置原因,造成空域的资源不得充分利用,无法满足我国日益增长的航班流量需求。为了有效的提高空域的高效利用率,大约从2013年开始,我国民用航空机场逐步实施PBN中的RNAV1或RNAV-1运行程序。
 

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PBN (Performance

Based Navigation)是RNAV和RNP的总称。
需要指出的是,PBN并不等同于区域导航。
回顾区域导航(RNAV):它是一种导航方式,允许航空器在陆基或星基导航设备覆盖范围内,或二者组合,沿任一期望的航径飞行。

RNP和RNAV也是有区别的

回顾RNP:具有机载导航性能监视和告警能力的RNAV。
RNAV的主要导航源是GNSS和DME/DME,最小运行精度是RNP-1,而RNP的主要导航源是GNSS,最小运行精度的RNP-0.3。
简单理解就是:RNP比RNAV精度要高,虽然不依赖地面导航设施提供精确导航,但对于机载设备要求较高(机载导航性能监视和告警能力)
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由于各种原因造成的误差,RNP在精度上用数值来表示其精度值
RNP精度值:在仪表飞行运行时95%概率的水平导航精度值(以海里表示)。RNP-1适用于进离场,起始进近,中间进近和复飞航段,RNP-0.3适用于最后进近航段(FAF)。

ICAO是这样对其定义的:
它规定了区域导航内航空器沿ATS航路,仪表进近程序和指定空域飞行时的性能要求,包括运行所需的精度,完整性,持续性,可用性和功能的方面的要求。
 
所以在航路上ANP值应小于RNP值,以保证水平方向上的精度。
如:RNAV5要求航路上RNP值为5,ANP值小于5;
RNAV5要求航路上RNP值为2,ANP值小于2;
RNAV5要求航路上RNP值为1,ANP值小于1。
 
以下用两张图片来阐述PBN在飞行各个阶段的精度值

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导航设备基础设施

俗称的导航源,主要分为陆基星基导航设备。
陆基导航设备(VORDEM
星基导航设备是指GNSS(Global Navigation Satellite System),即全球导航卫星系统。
有人会说就是GPS,正确的说GNSS包含GPS,它还包含了俄罗斯的Glonass系统,欧洲的“伽利略”系统和我国最新研发的“北斗”系统,以及相关的增强系统(ABAS,SBAS,GBAS)
 
ABAS机载增强系统:是一种使用机载信息对于来自GNSS系统的信息进行增强和整合的系统。典型的ABAS技术包括接收机自主完好性监测(RAIM)和机载自主完好性监测技术(AAIM),利用气压高度系统(Baro-VNAV)。
RAIM接收机自主完好性监视功能:RAIM是ABAS最常用的一种方式,它使用GPS信号或利用气压高度辅助GPS来确定导航信号的完好性。
 
SBAS 星基增强系统:是利用地球静止轨道上的卫星建立的地区性广域差分增强系统。
 
GBAS陆基增强系统:对GNSS进行差分校正和完好性监测,以提供安装机场周边大约23NM半径范围内的导航和精密进近服务。
 
综合以上的描述,我们可以总结出一下结论;

RNAV
1、导航源:GNSS和DME/DME
2、RNAV主要用于终端区的进离场运行
3、RNAV雷达覆盖且有足够的导航设施
4、RNAV运行需要实时进行通讯
5、沿任意期望的路径飞行,机载设备要求低。
6、应用:地面导航设施齐备的中大型机场
7、最小运行精度RNP1.0
8、缺点:需要二次雷达监视,偏差靠管制员监控,只能引导到FAF点,需要地面导航台站完成最后进近航段和复飞航段飞行,多数机场RNAV进场以后衔接ILS仪表进近程序。

RNP
1、导航源:GNSS。
2、RNP APCH主要用于进近阶段的运行
3、RNP APCH不需要雷达覆盖,但需要对机载雷达自身导航设施有较高要求,独立完成离场、进近、航路、复飞的所有阶段
4、只要按程序自主进近无需和管制员报告任何状态指令
5、优点:不依靠外部设备(无需雷达和导航台),
6、不仅提供水平引导,同时提供垂直引导
7、缺点:机载设备必须具备监视和告警的性能要求
8、最小运行精度RNP0.3
9、RNP程序可以在缺乏地面设备的山区或高原机场运行
 
程序的应用

在运行方面,RNP程序又分为RNP APCH和RNP AR(AuthorizationRequired)两种。

目前我司在实际航班运行生产中使用的RNP程序为RNP APCH程序为主,而RNP AR是一种高性能的RNP程序,程序不仅提供水平引导,同时提供垂直引导。RNP AR程序所提供的水平保护区窄,没有额外的缓冲区,其次RNP AR程序能够提供固定转弯飞行模式,所以保护区的范围较传统程序保护区及飞行模式灵活的多。对于某些机场公布的RNP AR程序,是需要中国民航局特殊授权批准的,若无相关AR授权资质,机组请勿执行。
 
在实际航班运行中,有时会发现进离场图中的名称起飞机场是RNAVRWYxx,落地机场却是RNP RWYxx。有些人会问这些名称有什么不同吗?确实有些许不同之处。
 
STAR/SID中:在去年的航图更新过程中,很多机场都更新了进/离场,进近图的名称和程序(程序点,磁航迹,距离,高/速度限制)。过去无论是RNP-1还是RNAV-1进/离场图标题均为RNAV。而现在的航图会跟随航图的导航规范。如图中所示,海口机场PBN程序导航规范为RNP-1,所以规范与标题统一,则为RNP RWY 09

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如图中包含了RNAV-1和RNP-1两种规范时,标题为RNAV
 
ILS进近图中:盲降图基本分为PBN程序和传统程序。而PBN进近图为RNAV ILS/DME xx。
而实际上进近图的导航规范和进场图是一致的,所以进近图也有RNAV与RNP之分。仍以海口为例,上图进场为RNPRWY09标题,故进近图标题为RNP ILS/DMERWY09。

文字/王辔寒
排版/凶凶の天子
图片/原创,网络,相关技术手册 

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