AVIATION NAVIGATION

PBN基于性能导航深度解读

Performance-Based Navigation — In-Depth Analysis

基于民航规〔2025〕11号《PBN运行和批准指南》、ICAO Doc 9613《基于性能导航手册》、AC-91-FS-2018-05-R1《RNP AR适航和运行批准指南》及九元航空PBN初始培训课件(213页,邵磊编写),全面深度解读PBN技术体系

12核心章节
60+知识要点
4权威来源
213培训课件页数
01

CH01 PBN概述与背景

本章介绍PBN的基本概念、发展历程、核心优势以及整体框架,帮助读者建立对基于性能导航的全面认识。

1.1 什么是PBN(基于性能导航)

PBN(Performance-Based Navigation,基于性能导航)是国际民航组织(ICAO)提出的一种新型导航概念。根据ICAO Doc 9613的定义:

PBN定义:基于性能导航是指在沿航路、仪表进近程序或空域运行时,航空器区域导航系统应满足的、以特定精度、完好性、连续性和功能性能要求表述的一系列导航规范。

PBN的核心思想是从"基于传感器"转向"基于性能"。传统导航方式要求航空器配备特定的导航设备(如VOR、DME、ILS等),而PBN则规定航空器必须达到的导航性能标准,至于使用何种传感器来实现这些性能标准,则由运营人自行决定。

根据民航规〔2025〕11号,PBN运行是指航空器在沿航路、终端区飞行程序、进近程序运行时,其机载导航系统和飞行机组应满足相应导航规范要求的运行。

PBN的三大支柱

  • 导航规范(Navigation Specification):定义了精度、完好性、连续性、功能性等性能要求及必要的机载功能
  • 导航基础设施(Navigation Infrastructure):包括GNSS、DME、VOR等地面和星基导航设施
  • 导航应用(Navigation Application):基于导航规范设计的航路、SID、STAR、进近程序等

PBN的四个性能要求

  • 精度(Accuracy):航空器位置与期望位置之间的偏差,以95%概率不超过规定值
  • 完好性(Integrity):系统在不能使用时及时发出告警的能力,RNP要求10-5/h
  • 连续性(Continuity):系统在预定运行期间持续提供导航服务的能力
  • 可用性(Availability):系统在需要时提供满足性能要求导航服务的能力

1.2 PBN与传统导航的区别

对比项目传统导航(Sensor-Based)PBN(Performance-Based)
导航理念基于传感器,要求配备特定设备基于性能,规定必须达到的性能标准
航路设计受限于地面导航台位置,航路曲折灵活设计,可实现直线航路和优化剖面
精度要求取决于地面台覆盖范围和质量明确规定(如RNP 1表示95%时间内误差不超过1NM)
完好性监控依赖地面设备监控机载OBPMA功能实时监控(RNP规范)
飞行效率较低,需要绕飞导航台高,可实现最优航径,节省燃油和时间
空域利用率低,需要较大间隔高,可缩小间隔,增加空域容量
运行灵活性低,受地面设备制约高,可使用多种传感器组合
环境效益燃油消耗大,排放多减少燃油消耗和碳排放
进近能力依赖ILS等精密进近设备可实现APCH和AR进近,无需地面设备
维护成本需大量地面导航设施维护减少对地面设施的依赖,降低维护成本
关键转变:PBN实现了从"航空器必须有什么设备"到"航空器必须达到什么性能"的根本转变。运营人可以根据自身条件选择最经济有效的导航传感器组合,只要满足规定的性能标准即可。

1.3 PBN的发展历程

1994年
ICAO成立区域导航(RNAV)研究小组,开始制定RNAV标准和推荐措施(SARPs)
1998年
ICAO发布RNP概念手册(Doc 9613第一版),正式提出RNP概念
2003年
ICAO第十一届航行会议提出全球PBN实施计划,将RNAV和RNP统一纳入PBN框架
2007年
ICAO发布Doc 9613第三版,正式确立PBN概念框架,整合RNAV和RNP两大规范体系
2009年
中国民航发布《中国民航PBN实施路线图》,计划分三个阶段实施PBN
2013年
中国民航完成主要航路的RNAV 5/RNAV 2运行实施
2018年
民航局发布AC-91-FS-2018-05-R1《RNP AR适航和运行批准指南》
2020年
中国民航基本完成PBN路线图目标,实现主要机场RNP APCH运行全覆盖
2025年
民航局发布民航规〔2025〕11号《PBN运行和批准指南》,全面更新PBN运行和批准要求
民航规〔2025〕11号的重要意义:该文件是中国民航PBN运行的最新顶层规范,整合了此前多项文件的内容,形成了统一的PBN运行和批准框架。

1.4 PBN的优势

1

提高飞行安全

Enhanced Safety
  • 减少可控飞行撞地(CFIT)风险
  • 机载OBPMA实时监控导航性能
  • 缩小航路间隔,降低空中相撞风险
  • 标准化的飞行程序减少人为差错
  • 垂直导航(VNAV)提供更精确的下降剖面
  • RF航段实现固定半径转弯
2

提升运行效率

Improved Efficiency
  • 实现直线航路,缩短飞行距离
  • 优化进离场程序,减少等待时间
  • 增加空域容量,提高航班正常率
  • 减少雷达引导需求,降低ATC工作负荷
  • 支持连续下降运行(CDO)
  • 在低能见度条件下保持运行能力
3

节约运营成本

Cost Reduction
  • 缩短航程,减少燃油消耗(约3%-8%)
  • 降低发动机维护成本
  • 减少对地面导航设施的依赖
  • 降低机场和空管的基础设施投资
  • 减少航班延误造成的经济损失
  • 延长飞机使用寿命
4

保护生态环境

Environmental Protection
  • 减少燃油消耗,降低碳排放
  • 优化噪声敏感区域避让程序
  • 支持绿色进近(Green Approach)
  • 减少地面滑行时间和发动机运行时间
  • 降低氮氧化物和颗粒物排放
  • 支持航空业可持续发展目标

1.5 PBN的内容框架

PBN内容框架三层次

第一层:导航设备基础设施

  • GNSS(GPS、BDS、GLONASS、Galileo)
  • DME(测距仪)、VOR(甚高频全向信标)
  • IRS/IRU(惯性基准系统)
  • ADS-B(广播式自动相关监视)

第二层:导航规范

  • RNAV规范:RNAV 10、RNAV 5、RNAV 2、RNAV 1
  • RNP规范:RNP 10、RNP 4、基本RNP 1、RNP APCH、RNP AR APCH

第三层:导航应用

  • 航路(En-route)、离场程序(SID)、进场程序(STAR)
  • 进近程序(Approach):RNP APCH(LNAV/LNAV/VNAV/LPV)、RNP AR APCH

1.6 空域概念(Airspace Concept)

空域概念的核心要素

  • 空域组织:空域分类、航路结构、飞行高度层
  • 导航基础设施:可用的导航设施及其覆盖范围
  • 导航规范:各空域适用的导航规范
  • 通信要求:所需的通信能力和冗余
  • 监视要求:所需的监视能力和间隔标准
  • ATC程序:管制程序和应急程序

空域概念与PBN的关系

  • 空域概念决定了需要什么样的导航性能
  • 导航规范的选择必须与空域概念匹配
  • 不同飞行阶段可能需要不同的导航规范
  • 空域概念应考虑未来发展和扩展需求
  • 过渡期需要考虑混合运行(传统+PBN)
  • 空域概念应有利于安全、效率和容量的平衡
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CH02 PBN核心概念

本章深入解析PBN的核心概念体系,包括RNAV与RNP的关系、导航规范的构成要素、导航应用的定义以及PBN运行的完整链路。

2.1 RNAV与RNP的关系

RNAV(区域导航)

  • 定义了区域导航的精度要求
  • 不要求机载性能监控和告警(OBPMA)
  • 完好性由地面设施或外部手段保证
  • 传感器要求:GNSS/DME/DME-VOR等
  • 代表规范:RNAV 10、RNAV 5、RNAV 2、RNAV 1
  • 适用于航路和终端区飞行

RNP(所需导航性能)

  • 在RNAV基础上增加了OBPMA要求
  • 要求机载性能监控和告警功能
  • 完好性由机载系统自主监控
  • 传感器要求:GNSS+IRS等
  • 代表规范:RNP 4、RNP 1、RNP APCH、RNP AR
  • 适用于航路、终端区和进近飞行
核心关系:RNP = RNAV + OBPMA。RNP包含了RNAV的所有要求,并在此基础上增加了机载导航性能监控和告警功能。满足RNP规范的航空器和机组,自动满足同等精度等级的RNAV规范要求。

2.2 RNP = RNAV运行 + 机载导航性能监控和告警功能(OBPMA)

RNP = RNAV + OBPMA
RNP规范 = RNAV运行要求 + 机载导航性能监控和告警功能

OBPMA的功能组成

  • 性能监控:实时计算并显示ANP,评估当前导航精度是否满足要求
  • 告警功能:当ANP超过RNP值时,自动发出视觉和/或听觉告警
  • 完好性监控:检测导航信号的异常和故障
  • 横向偏离指示:在ND上显示航迹偏差(XTK)

OBPMA的实际意义

  • 增强安全裕度:机组可以实时了解导航精度
  • 减少间隔:由于机载监控能力,可以缩小航路和进近间隔
  • 提高可用性:不依赖地面完好性监控设施
  • 支持更小RNP值:RNP 0.3甚至RNP 0.1的运行成为可能
  • 实现特殊进近:RNP AR APCH完全依赖OBPMA功能

2.3 导航规范详解

每个导航规范包含以下四项核心内容

1. 性能要求

Performance Requirements

  • 精度:95%时间内TSE不超过规定值
  • 完好性:RNP要求10-5/飞行小时
  • 连续性:运行期间不中断的能力
  • 可用性:需要时提供服务的能力

2. 功能要求

Functional Requirements

  • 航路点序列存储和执行
  • 侧向航迹引导
  • 垂直航迹引导
  • 航径终止码处理能力
  • OBPMA功能(RNP规范要求)

3. 传感器要求

Sensor Requirements

  • GNSS(主要传感器)
  • DME/DME(辅助传感器)
  • DME/VOR(辅助传感器)
  • IRS/IRU(辅助传感器)
  • 传感器冗余和切换要求

4. 机组要求

Crew Requirements

  • 运行资质和训练要求
  • 飞行前准备程序
  • 飞行中监控程序
  • 应急和备份程序
  • 导航数据库管理要求

2.4 导航应用

导航应用类型适用飞行阶段典型导航规范说明
航路(Airway)航路飞行RNAV 5、RNAV 2、RNP 4点对点航路,替代传统航路
离场程序(SID)起飞离场RNAV 1、基本RNP 1标准化离场航径
进场程序(STAR)进场飞行RNAV 1、基本RNP 1标准化进场航径
进近程序(Approach)仪表进近RNP APCH、RNP AR APCH包括LNAV、LNAV/VNAV、LPV等

2.5 各飞行阶段的可用导航规范

飞行阶段RNAV规范RNP规范精度范围
洋区/偏远地区RNAV 10RNP 10、RNP 44-10 NM
航路RNAV 5、RNAV 2RNP 42-5 NM
终端区RNAV 1基本RNP 11 NM
初始进近RNAV 1RNP APCH(1 NM)1 NM
中间进近RNAV 1RNP APCH(1 NM)1 NM
最后进近RNP APCH(0.3 NM)/ RNP AR(0.1-0.3 NM)0.1-0.3 NM
复飞RNAV 1RNP APCH(1 NM)1 NM
注意:RNP APCH的精度在最后进近段从1 NM缩小到0.3 NM,航空器必须在FAF之前达到更高的导航精度。

2.6 PBN运行示例:一次飞行的完整PBN运行链

完整PBN运行链示例

  • 1. 起飞滑跑 → 传统滑跑(无PBN要求)
  • 2. 离场爬升(SID) → RNAV 1 或 基本 RNP 1(精度1 NM)
  • 3. 航路爬升/巡航 → RNAV 2 或 RNAV 5(精度2-5 NM)
  • 4. 洋区飞行 → RNP 4 或 RNP 10(精度4-10 NM)
  • 5. 航路下降/进场 → RNAV 2 → RNAV 1
  • 6. 进场(STAR) → RNAV 1 或 基本 RNP 1
  • 7. 初始/中间进近 → RNP APCH(精度1 NM)
  • 8. 最后进近 → RNP APCH(0.3 NM)或 RNP AR(0.1-0.3 NM)
  • 9. 复飞 → RNP APCH(精度1 NM)
03

CH03 导航误差与精度

本章深入分析PBN导航误差的组成原理,包括总系统误差(TSE)的三大组成部分、侧向和垂直精度要求以及RNP运行保护区的概念。

3.1 总系统误差TSE的组成

TSE = PDE + NSE + FTE
总系统误差 = 航径定义误差 + 导航系统误差 + 飞行技术误差

PDE 航径定义误差

Path Definition Error

  • 由飞行程序设计产生
  • 取决于航径计算方法
  • 与大圆航线计算精度有关
  • 通常很小,可忽略不计
  • 由程序设计者负责

NSE 导航系统误差

Navigation System Error

  • 由导航传感器产生
  • 取决于传感器类型和质量
  • GNSS精度约0.05-0.1 NM
  • DME/DME精度约0.3-0.5 NM
  • 由导航系统性能决定

FTE 飞行技术误差

Flight Technical Error

  • 由飞行员操纵产生
  • 取决于自动驾驶仪精度
  • 手动飞行约0.5 NM
  • 自动驾驶约0.1-0.2 NM
  • 由飞行员/自动驾驶决定
误差关系:TSE不是三个误差的简单代数和,而是矢量和。PDE通常可以忽略不计,因此TSE主要由NSE和FTE决定。PBN的精度要求是:在95%的飞行时间内,TSE不得超过规定的RNP值。

3.2 航径定义误差PDE

PDE的主要来源

  • 大圆航线计算:地球并非完美球体,使用不同椭球模型(WGS-84)计算大圆航线会产生微小差异
  • 航路点坐标精度:航路点经纬度数据的精度和分辨率(通常为1/10秒或1/100秒)
  • 航段连接算法:不同FMS使用不同的航段连接算法,可能导致航径定义的微小差异
  • 高度/速度转换:气压高度与几何高度的转换误差
实际影响:在现代PBN运行中,PDE通常非常小(远小于0.01 NM),对TSE的贡献可以忽略不计。

3.3 导航系统误差NSE

导航传感器典型NSE(95%)完好性可用性适用场景
GNSS(GPS/BDS)0.05-0.1 NM高(RAIM 10-7所有PBN运行的主要传感器
DME/DME0.3-0.5 NM中等取决于台站布局RNAV 1/2的辅助传感器
DME/VOR0.5-1.0 NM中等取决于台站布局RNAV 5的辅助传感器
IRS/IRU随时间漂移(1-2 NM/h)中等高(自主)短期备份和滤波
GNSS+IRS0.05-0.1 NMRNP AR的主要传感器组合
重要提示:NSE是动态变化的,受卫星几何分布(GDOP)、电离层延迟、多径效应等因素影响。RAIM功能可以检测GNSS信号的异常。

3.4 飞行技术误差FTE

飞行方式典型FTE(95%)影响因素PBN规范要求
自动驾驶(LNAV)0.1-0.2 NM自动驾驶仪精度、风满足所有PBN规范
飞行指引(FD)0.2-0.3 NM飞行员跟踪精度、风满足RNAV 1及以上
手动飞行(Raw Data)0.5-0.8 NM飞行员技术水平、风仅满足RNAV 5及以上
手动飞行(CDI)0.3-0.5 NMCDI灵敏度、飞行员技术满足RNAV 2及以上
FTE管理要点:在RNP运行中,FTE应不超过RNP值的50%(即RNP/2),以确保TSE不超过RNP值。使用自动驾驶可以显著减小FTE。

3.5 侧向精度要求

P(TSE ≤ 1 × RNP) ≥ 95%
95%概率下,总系统误差不超过RNP值

精度要求的具体含义

  • RNP 1:95%时间内TSE ≤ 1 NM(约1852米)
  • RNP 0.3:95%时间内TSE ≤ 0.3 NM(约556米)
  • RNP 0.1:95%时间内TSE ≤ 0.1 NM(约185米)
  • 精度要求适用于整个飞行阶段
  • 95%概率基于正态分布的2-sigma值

精度分配原则

  • NSE通常占TSE的50%-70%
  • FTE通常占TSE的20%-40%
  • PDE通常占TSE的不到5%
  • NSE和FTE应各自不超过RNP值的50%
  • 这样TSE有较高概率满足RNP要求

3.6 垂直误差

TSEZ = ASE + FTEZ + HCE
垂直总系统误差 = 高度表系统误差 + 垂直飞行技术误差 + 高度计算误差
误差分量英文全称说明典型值
ASEAltimeter System Error高度表系统误差±50-80 ft
FTEZFlight Technical Error (Vertical)垂直飞行技术误差±30-50 ft
HCEHeight Computation Error高度计算误差±20-40 ft
垂直导航精度:在RNP APCH的LNAV/VNAV运行中,垂直精度要求为:在95%的飞行时间内,垂直TSE不超过75 ft(基于Baro-VNAV)。

3.7 RNP运行保护区

保护区宽度 = 4 × RNP(即 ±2 × RNP)+ 缓冲区
RNP运行保护区为航迹两侧各2倍RNP值,外加缓冲区

保护区参数

  • 主保护区:航迹两侧各 ±1 × RNP
  • 次保护区:航迹两侧各 ±2 × RNP
  • 缓冲区:在次保护区外侧额外增加的区域
  • XTE限制:航空器不应超出 ±1 × RNP
  • 告警阈值:通常为 ±1 × RNP或 ±2 × RNP

不同RNP值的保护区宽度

  • RNP 10:保护区 ±20 NM(洋区航路)
  • RNP 4:保护区 ±8 NM(洋区航路)
  • RNP 1:保护区 ±2 NM(终端区)
  • RNP 0.3:保护区 ±0.6 NM(最后进近)
  • RNP 0.1:保护区 ±0.2 NM(RNP AR最后进近)
安全警示:保护区宽度与RNP值直接相关。RNP值越小,保护区越窄,对障碍物评估的要求越高。RNP AR APCH由于保护区极窄,需要特殊的障碍物评估和运行批准。
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CH04 机载性能监视与告警(OBPMA)

OBPMA是RNP区别于RNAV的核心功能,本章详细讲解OBPMA的定义、完好性要求、ANP/VANP监控原理以及在PFD和ND上的显示方式。

4.1 OBPMA的定义与作用

OBPMA(On-Board Performance Monitoring and Alerting,机载导航性能监控和告警)是RNP规范的核心要求。

OBPMA的两大核心功能:
1. 性能监控(Performance Monitoring):实时计算实际导航性能(ANP),评估当前导航精度是否满足RNP要求。
2. 告警功能(Alerting):当ANP超过RNP值时,自动发出告警,提醒机组采取纠正措施。

OBPMA的监控内容

  • 实际导航性能(ANP)的计算和显示
  • ANP与RNP值的实时比较
  • 导航传感器完好性监控(RAIM)
  • 侧向航迹偏差(XTK)的监控
  • 垂直导航性能的监控(VANP)
  • 导航数据库完整性的验证

OBPMA的告警方式

  • 视觉告警:PFD/ND上的ANP值变色(白色→琥珀色→红色)
  • 听觉告警:导航告警音(取决于航空器型号)
  • 信息告警:FMS CDU上的告警信息(如"UNABLE RNP")
  • 偏离指示:ND上的航迹偏差指示超出刻度范围

4.2 RNP系统的完好性要求

完好性要求:10-5 / 飞行小时
即每小时飞行中,发生未检测到的导航故障的概率不超过0.001%

完好性参数

  • 告警时限(Time to Alert):通常为5-10秒
  • 告警门限(Alert Limit):通常为2×RNP
  • 完好性风险:10-5/h(RNP APCH)、10-7/h(RNP AR APCH)
  • 漏检概率:发生故障但未检测到的概率

RAIM完好性监控

  • RAIM:Receiver Autonomous Integrity Monitoring
  • 需要至少5颗可见卫星执行RAIM检测
  • 需要至少6颗可见卫星排除故障卫星
  • RAIM预测应在飞行前完成
  • RAIM失效时,FMS会发出告警
  • RAIM是GNSS完好性监控的主要手段

4.3 ANP(实际导航性能)的监控

ANP(Actual Navigation Performance,实际导航性能)是FMS实时计算的导航精度估计值,表示当前导航系统估计位置的误差范围(95%概率)。

ANP的含义:ANP表示"当前导航系统认为自己有多准确"。如果ANP=0.3 NM,意味着FMS估计的航空器位置与真实位置的偏差,在95%的概率下不超过0.3 NM。ANP越小,表示导航精度越高。

ANP的计算原理

  • ANP基于当前使用的导航传感器及其误差特性计算
  • GNSS的ANP贡献取决于卫星几何分布(GDOP)和信号质量
  • DME/DME的ANP贡献取决于台站几何布局和距离
  • IRS的ANP贡献取决于上次校准后的时间(随时间漂移增大)
  • FMS使用卡尔曼滤波(Kalman Filter)融合多个传感器的误差估计
  • ANP是动态变化的,受传感器切换、卫星几何变化等因素影响

4.4 ANP与RNP的关系

ANP < RNP — 正常状态

  • 导航精度满足当前RNP要求
  • ANP显示为白色(正常色)
  • 可以继续PBN运行
  • ANP越小,安全裕度越大
  • 理想状态:ANP ≤ RNP/2

ANP ≥ RNP — 告警状态

  • 导航精度不满足当前RNP要求
  • ANP显示变为琥珀色或红色
  • FMS可能显示"UNABLE RNP"信息
  • 机组应评估是否需要采取行动
  • 可能需要申请雷达引导或复飞
ANP状态显示颜色含义机组行动
ANP ≤ RNP白色导航精度满足要求正常监控
ANP > RNP琥珀色导航精度不满足要求评估情况,考虑备用方案
ANP >> RNP红色导航精度严重不足立即采取纠正措施
ANP显示"---"虚线ANP不可计算不应继续RNP运行
关键规则:在RNP运行中,如果ANP超过RNP值,航空器不再满足该RNP规范的要求。在最后进近阶段,如果ANP超过RNP值,必须复飞。

4.5 VANP(垂直ANP)

VANP(Vertical ANP,垂直实际导航性能)是ANP在垂直方向的对应概念。

VANP的应用:VANP主要用于RNP APCH的LNAV/VNAV运行和RNP AR APCH运行中。在Baro-VNAV运行中,VANP受气压高度表误差和温度修正精度的影响较大。

VANP的影响因素

  • 气压高度表误差:静压孔位置误差、气压迟滞
  • 温度修正:非标准温度条件下,Baro-VNAV的垂直精度下降
  • 气压基准:使用错误的气压基准会导致显著垂直误差
  • SBAS增强:使用SBAS可大幅提高垂直精度
  • GNSS几何:卫星几何分布对垂直精度的影响大于侧向精度

4.6 NPS在PFD的显示

PFD上的导航性能显示要素

  • 航迹偏差刻度(CDI):显示当前XTK,刻度范围通常为±RNP值
  • ANP值:以数字形式显示当前ANP值
  • RNP值:显示当前航段的RNP要求值
  • ANP/RNP颜色指示:ANP<RNP为白色,ANP≥RNP为琥珀色/红色
  • 航径偏差指示器:显示航空器相对于期望航径的位置
  • 垂直偏差指示:在VNAV运行中显示垂直偏差(FTD)
CDI灵敏度:在RNP运行中,CDI的满刻度偏转通常对应±1×RNP。例如,在RNP 1运行中,CDI满刻度为±1 NM;在RNP 0.3运行中,CDI满刻度为±0.3 NM。

4.7 RNP/ANP在ND的显示

ND上的导航性能显示要素

  • RNP/ANP显示:通常在ND的顶部或底部显示
  • 航迹偏差(XTK):显示当前航空器与期望航径的侧向偏差
  • 航路点信息:显示前方航路点的距离、方位和预计到达时间
  • 航径线:显示期望航径,帮助机组监控航迹保持
  • 传感器源指示:显示当前使用的导航传感器

4.8 导航模式的通知、变化与状态监控

监控项目正常状态异常状态机组行动
导航模式LNAV(或LNAV/VNAV)其他模式(HDG/TRK等)确认是否为预期模式
ANP值ANP < RNP(白色)ANP ≥ RNP(琥珀/红色)评估并采取纠正措施
传感器源GNSS(或预期传感器)传感器降级或切换确认传感器可用性
RAIM状态RAIM可用RAIM不可用评估对运行的影响
数据库状态当前周期数据库数据库过期不应继续PBN运行
航径终止码按程序预期异常终止(如VECTOR)确认程序执行正确
模式监控要点:在RNP运行中,机组必须确认导航系统处于正确的横向导航模式(LNAV)。如果导航模式意外退出LNAV,必须立即重新接通LNAV。
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CH05 PBN导航规范详解

本章全面介绍PBN框架下的两大规范家族——RNAV规范和RNP规范。

5.1 RNAV规范家族

规范名称精度(95%)适用阶段OBPMA功能要求典型应用
RNAV 1010 NM洋区/偏远地区不要求航路点间飞行、航路改变洋区航路
RNAV 55 NM航路不要求航路点间飞行、平行偏置大陆航路
RNAV 22 NM航路/终端区不要求航路点间飞行、RF转弯高密度航路
RNAV 11 NM终端区不要求航路点间飞行、RF航段SID、STAR

5.2 RNP规范家族

规范名称精度(95%)适用阶段OBPMA特殊功能典型应用
RNP 44 NM洋区要求ANP监控、2×DME冗余洋区航路
基本 RNP 11 NM终端区要求ANP监控、RF航段SID、STAR
RNP APCH1/0.3 NM进近要求ANP监控、LNAV/VNAV/LPV标准仪表进近
RNP AR APCH1-0.1 NM特殊进近要求ANP监控、RF航段、授权复杂地形进近
RNP APCH详解:包含三个最低标准:LNAV(仅横向导航,MDA非精密)、LNAV/VNAV(横向+垂直导航,DA类精密)和LPV(SBAS增强精密进近,DA)。最后进近段RNP值为0.3 NM。
RNP AR APCH详解:需要特殊批准的RNP进近规范,可实现更小的RNP值(最低0.1 NM),支持RF航段,适用于地形复杂的机场。

5.3 各导航规范的导航传感器要求

导航规范主传感器辅助传感器传感器冗余特殊要求
RNAV 10GNSSINS/IRS不要求至少一种传感器可用
RNAV 5GNSS 或 DME/DME 或 DME/VORVOR、INS不要求传感器组合需满足精度
RNAV 2GNSS 或 DME/DMEDME/VOR、INS建议DME/DME需良好几何布局
RNAV 1GNSS 或 DME/DMEDME/VOR、INS建议终端区DME覆盖需满足
RNP 4GNSSINS要求洋区通信能力
基本 RNP 1GNSSDME/DME、INS要求OBPMA功能必须可用
RNP APCHGNSSDME/DME、INS要求SBAS可选(用于LPV)
RNP AR APCHGNSSINS(强烈建议)要求(双FMS+双GNSS)RAIM预测、特殊批准

5.4 各导航规范的适用飞行阶段对照表

飞行阶段RNAV 10RNAV 5RNAV 2RNAV 1RNP 4RNP 1RNP APCHRNP AR
洋区/偏远适用适用
航路适用适用适用
终端区可选适用适用
SID/STAR适用适用
初始/中间进近适用适用适用适用
最后进近适用适用
复飞适用适用适用适用
06

CH06 导航系统与飞机系统集成

本章讲解PBN对机载区域导航系统的功能要求、导航系统与飞行指引的耦合方法、与其他飞机系统的集成、自测试与初始位置确定以及IRS校准程序。

6.1 PBN对机载区域导航系统的功能要求

支持PBN运行的机载区域导航系统必须满足以下5项基本功能要求

1

航路点序列存储与执行

Waypoint Sequence Storage
  • 存储和执行飞行计划
  • 支持直飞(Direct-To)
  • 支持航路旁路(Abeyance)
  • 支持平行偏置(Parallel Offset)
  • 支持航路插入和删除
2

侧向航迹引导

Lateral Track Guidance
  • 提供沿期望航径的侧向引导
  • 支持大圆航线和等角航线
  • 支持RF(固定半径转弯)航段
  • 支持TF(航路点间)航段
  • 提供航迹偏差(XTK)显示
3

垂直航迹引导

Vertical Path Guidance
  • 提供沿期望垂直剖面的引导
  • 支持等角/固定角下降
  • 支持VPA(垂直航径角)引导
  • 支持高度约束的满足
  • 提供垂直偏差(FTD)显示
4

航径终止码处理

Path Terminator Processing
  • 正确处理各种航径终止码
  • TF、CF、DF、FA、FC、FD等
  • 支持航段之间的平滑过渡
  • 正确显示当前航段类型
5

导航数据库管理

Navigation Database Management
  • 加载和验证导航数据库
  • 数据库有效期检查
  • 支持程序调用和执行
  • 数据库完整性验证
  • 定期更新(每28天周期)

6.2 导航系统与飞行指引的耦合方法

导航模式传感器源精度耦合方式典型应用
GNSS模式GNSS(GPS/BDS)高(0.05-0.1 NM)FMS计算偏差,通过FCC驱动FD/AP所有PBN运行的主要模式
INS/IRS模式IRS/IRU中等(随时间漂移)IRS提供位置,FMS计算偏差GNSS不可用时的备份
DME-VOR模式DME+VOR较低(0.5-1.0 NM)FMS使用DME/VOR定位RNAV 5的辅助模式
耦合原理:FMS作为核心计算单元,接收来自各种导航传感器的位置信息,通过卡尔曼滤波融合后计算最优位置估计,然后与存储的飞行计划航径进行比较,生成航径偏差信号发送给FCC。

6.3 导航系统与其他飞机系统的集成

与飞行控制系统集成

  • LNAV/VNAV指令发送给FCC
  • 自动驾驶执行航径跟踪
  • 飞行指引仪提供操纵提示
  • 自动油门配合速度管理

与通信系统集成

  • CPDLC数据链通信
  • ADS-B位置报告
  • FMS与ACARS数据交换
  • 自动位置报告

与显示系统集成

  • PFD显示航迹偏差和ANP
  • ND显示航路和航迹
  • EICAS/ECAM显示导航告警
  • FMS CDU显示飞行计划

与推力管理系统集成

  • VNAV速度/高度目标值
  • 成本指数优化
  • 经济巡航/下降剖面
  • 推力限制计算

与大气数据系统集成

  • 气压高度修正
  • 温度补偿
  • 空速/马赫数计算
  • 风数据计算

与着陆系统集成

  • RNP APCH到ILS的衔接
  • 进近最低标准的自动计算
  • 复飞航径的自动引导
  • 着陆形态的自动管理

6.4 导航系统自测试与初始位置确定

导航系统自测试

  • FMS自检:检查硬件、软件和数据库完整性
  • 传感器自检:检查GNSS、IRS、DME/VOR
  • 接口测试:检查FMS与FCC、显示系统的接口
  • 数据库验证:确认导航数据库为当前有效周期
  • 告警测试:验证导航告警功能正常

初始位置确定

  • GNSS定位:接收卫星信号,计算初始位置(30秒-2分钟)
  • IRS对准:输入当前位置和航向,建立导航参考系
  • 位置确认:FMS比较GNSS和IRS位置
  • 位置更新:在推出或滑行时使用已知位置更新IRS
  • RAIM检查:确认GNSS完好性可用

6.5 IRS校准程序详解

IRS校准类型

  • 正常校准:地面静止状态,7-10分钟,输入准确经纬度和航向
  • 快速校准:使用存储数据加速,2-3分钟,精度略低
  • 空中校准:飞行中使用GNSS位置更新IRS
  • 位置更新:滑行或飞行中使用已知位置更新IRS

IRS校准注意事项

  • 校准期间航空器必须保持静止
  • 输入经纬度误差不应超过0.01度
  • 校准完成后IRS开始提供导航数据
  • IRS精度随时间漂移,需定期GNSS更新
  • 在PBN运行中IRS通常作为GNSS的备份
IRS校准失败处理:如果IRS校准失败,不应强行起飞。在RNP AR运行中,双IRS是必需的。如果一台IRS故障,可能需要取消RNP AR运行。
07

CH07 飞行运行程序

本章详细讲解PBN运行的飞行前准备、RNP程序的人工修改规则、导航系统飞行计划操作、航路不连接性、航径终止码以及侧向航迹偏差监控等实际运行程序。

7.1 飞行前准备

导航数据库检查

  • 确认导航数据库为当前有效周期(每28天更新)
  • 核对数据库版本号与最新有效版本一致
  • 确认数据库中包含所需机场和程序
  • 检查NOTAM中是否有导航数据库相关通告
  • 确认数据库完整性(无损坏或缺失数据)

RAIM预测

  • 使用RAIM预测工具检查目的机场和备降机场
  • 确认在预计进近时间内RAIM可用
  • 如RAIM不可用,应制定备用方案
  • 记录RAIM预测结果
  • RAIM预测应在起飞前完成

FPL报文填写要求

  • 在飞行计划(FPL)报文的第18项"备注"中填写PBN能力代码
  • RNAV 1能力:PBN/A1B1(或PBN/B1)
  • RNP 1能力:PBN/A1B1C1(或PBN/C1)
  • RNP APCH能力:PBN/A1B1C1D1(或PBN/D1)
  • RNP AR APCH能力:PBN/A1B1C1D1S1(或PBN/S1)

7.2 RNP程序的人工修改规则

RNP程序人工修改的5个"严禁":

严禁一:人工输入经纬度创建新航路点 — 人工输入的经纬度可能存在错误,且无法经过导航数据库的验证程序。

严禁二:修改RNP程序中的航路点顺序 — 航路点顺序是经过精密计算和障碍物评估确定的。

严禁三:删除RNP程序中的航路点 — 删除航路点会改变航段长度和转弯角度。

严禁四:修改RNP程序中的航径终止码 — 航径终止码定义了航段的飞行方式。

严禁五:修改RNP程序中的速度或高度限制 — 速度和高度限制是障碍物评估的基础。
例外情况:如果ATC指令要求修改航路(如雷达引导、直飞等),机组应按照ATC指令执行,但此时已不再执行原始RNP程序。在RNP AR运行中,一旦偏离程序设计航径,不应尝试重新截获程序。

7.3 导航系统飞行计划操作

改变目的地/备降机场

  • 在FMS CDU上选择新的目的地机场
  • 确认新机场在导航数据库中存在
  • 重新选择进近程序
  • 确认新的最低运行标准
  • 更新性能数据

改变离场跑道/程序

  • 在FMS CDU上选择新的SID程序
  • 确认新程序与ATC指令一致
  • 检查新程序的速度/高度限制
  • 交叉检查航路点的顺序和位置
  • 确认航径终止码正确

验证航路点和飞行计划

  • 逐一核对航路点名称和位置
  • 确认航路点顺序与飞行计划一致
  • 检查每个航段的航径类型
  • 确认速度和高度限制
  • 检查航路不连接性

位置更新与直飞/截获航路

  • 位置更新:在已知位置点执行位置更新
  • 直飞(Direct-To):在ATC指令下直飞某航路点
  • 截获航路:从当前位置截获计划航路
  • 等待航线退出:确认正确的退出方式

插入/删除航路与航路复制/激活

  • 插入航路点:FMS会自动重新计算航径,必须检查插入后的航路不连接性
  • 删除航路点:改变航段长度和类型,必须确认删除后的航径仍然合理
  • 航路复制/激活:使用复制功能保存当前飞行计划,使用激活功能切换
  • 不连接性检查:每次修改飞行计划后,必须检查是否存在航路不连接性

7.4 航路不连接性详解

逻辑断裂(Logical Break)

  • 相邻航段之间没有共同的连接航路点
  • FMS无法自动计算过渡航径
  • 在ND上显示为航路点之间的虚线
  • 需要机组手动插入连接航段
  • 常见于程序转换或航路修改后

规则断裂(Regulatory Break)

  • 航段之间的过渡不符合程序设计规则
  • 可能涉及航径终止码的不兼容
  • 可能导致航径计算错误
  • 需要机组确认过渡是否安全
  • 常见于不同类型程序的衔接处
航路不连接性的处理:在PBN运行中,如果飞行计划中存在航路不连接性,FMS将无法提供连续的航径引导。机组必须识别不连接性的位置和类型,如果是非预期的不连接性,应手动修复或联系ATC确认。

7.5 航径终止码(Path Terminator)

航径终止码英文名称说明典型应用
TFTrack to Fix沿大圆航线飞向下一个航路点航路飞行、SID/STAR
CFCourse to Fix沿指定航向飞向下一个航路点进近航段
DFDirect to Fix从当前位置直飞下一个航路点直飞指令
FAFix to Altitude从航路点飞至指定高度爬升/下降
FCFix to Course从航路点飞至截获指定航向程序过渡
FDFix to DME Distance从航路点飞至指定DME距离等待航线
CACourse to Altitude沿指定航向飞至指定高度离场爬升
CDCourse to DME Distance沿指定航向飞至指定DME距离进近过渡
CICourse to Intercept沿指定航向截获下一航段航路截获
CRCourse to Radial沿指定航向飞至截获VOR径向线传统进近
HA/HF/HMHold to Alt/Fix/Manual在等待航线中飞行等待程序
PIProcedure Turn执行程序转弯传统进近
RFRadius to Fix沿固定半径圆弧飞行RNP AR、RF航段
VA/VD/VI/VMHeading to...沿指定航向飞行雷达引导、复飞
TERMTerminate航路/程序终止程序结束
HOLDHold Pattern进入等待航线等待程序
VECTVector雷达引导段ATC雷达引导
DFADirect to Fix (Approach)直飞进近定位点进近过渡
OBSObservation使用VOR OBS模式飞行非PBN运行
RF航段特别说明:RF(Radius to Fix,固定半径转弯)是RNP运行中最重要的航径终止码之一。RF航段使航空器能够沿固定半径的圆弧飞行,实现平滑的航向改变。广泛应用于RNP AR APCH设计中。

7.6 速度/高度限制

速度限制类型

  • 最大速度限制:在特定航路点之前不得超过(如250Kt)
  • 最小速度限制:在特定航路点之前不得低于(如210Kt)
  • 推荐速度:建议使用的速度,非强制
  • 速度窗口:允许的速度范围

高度限制类型

  • "At"高度:在航路点必须达到/保持的高度
  • "At or Above"高度:在航路点不得低于的高度
  • "At or Below"高度:在航路点不得高于的高度
  • "Window"高度:在航路点必须处于的高度范围
限制的重要性:速度和高度限制是障碍物评估的基础。违反速度限制可能导致航空器在转弯时超出保护区;违反高度限制可能导致航空器无法安全越障。

7.7 侧向航迹偏差XTK的监控

XTK ≤ ± ½ RNP(正常运行范围)
侧向航迹偏差应控制在RNP值的正负二分之一范围内
XTK范围状态显示机组行动
XTK ≤ ±0.5 RNP正常白色正常飞行,持续监控
±0.5 RNP < XTK ≤ ±1.0 RNP注意琥珀色评估偏差原因,考虑修正
XTK > ±1.0 RNP超出红色立即纠正航迹或复飞
XTK监控要点:使用自动驾驶(LNAV模式)可以显著减小XTK。如果XTK持续增大,应检查导航模式、ANP、侧风和导航数据库是否正确。
08

CH08 RNP运行程序详解

本章详细讲解各类RNP/RNAV运行的具体程序,包括运行最低标准、签派放行要求、各导航规范的运行程序等。

8.1 运行最低标准

最低标准类型引导方式决断高度/最低下降高度能见度/跑道视程说明
LNAV仅横向导航MDA(最低下降高度)根据程序公布非精密进近,无垂直引导
LNAV/VNAV横向+气压垂直导航DA(决断高度)根据程序公布类精密进近,Baro-VNAV垂直引导
LPV横向+SBAS垂直导航DA(决断高度)根据程序公布精密进近,SBAS增强垂直引导
RNP AR (LNAV/VNAV)横向+垂直导航DA(决断高度)根据程序公布特殊授权,RF航段
MDA与DA的区别:MDA(Minimum Descent Altitude)是非精密进近的最低下降高度,航空器在到达MDA时如果不能建立足够的目视参考,必须保持MDA飞行至复飞点。DA(Decision Altitude)是精密进近的决断高度,航空器在到达DA时必须做出继续进近或复飞的决定。

8.2 运行要求

签派放行要求

  • 确认航空器具备相应PBN运行能力
  • 确认机组具备相应PBN运行资质
  • 确认目的机场和备降机场具备PBN程序
  • 确认导航数据库为当前有效周期
  • 确认RAIM预测结果可用
  • 在飞行计划中正确填写PBN能力代码

设备确认要求

  • 确认双FMS正常工作(RNP AR要求)
  • 确认GNSS接收机正常工作
  • 确认IRS正常工作并完成校准
  • 确认自动驾驶和飞行指引正常
  • 确认导航显示器(ND)正常显示
  • 确认RAIM功能可用

8.3 RNP 1运行程序

设备要求

  • 机载区域导航系统(RNAV系统)
  • GNSS接收机(主传感器)
  • OBPMA功能(ANP计算和显示)
  • 导航数据库(当前有效周期)
  • 至少一台IRS可用

运行要求

  • ANP < 1.0 NM(RNP值)
  • XTK ≤ ±0.5 NM
  • 导航模式为LNAV
  • 导航数据库为当前有效周期
  • 机组经过RNP 1运行训练

8.4 RNP APCH进近程序

进近剖面

  • 初始进近段:RNP值1.0 NM,从IAF到IF
  • 中间进近段:RNP值1.0 NM,从IF到FAF
  • 最后进近段:RNP值0.3 NM,从FAF到MAPt
  • 复飞段:RNP值1.0 NM,从MAPt到复飞结束

LNAV/VNAV运行要点

  • 在FAF之前确认ANP < 0.3 NM
  • 确认LNAV/VNAV模式已接通
  • 确认FPA/VPA与程序公布值一致
  • 在DA之前建立足够的目视参考方可继续进近
  • 温度修正:非标准温度条件下需修正DA和MDA

8.5 RNP APCH的RF航段能力运行补充规定

RF航段运行要求:当RNP APCH程序包含RF航段时,航空器和运营人必须具备RF航段运行能力。RF航段要求航空器能够沿固定半径的圆弧精确飞行,对导航系统和自动驾驶有更高的要求。
  • 航空器必须具备RF航段飞行能力(经适航批准)
  • 运营人必须获得RF航段运行批准
  • 机组必须经过RF航段运行训练
  • 在RF航段中,应使用自动驾驶(LNAV模式)
  • RF航段中的速度限制必须严格遵守
  • RF航段中的ANP必须满足RNP要求

8.6 RNP 4运行程序

洋区/偏远地区运行要求

  • 精度要求:RNP 4(95%时间内TSE ≤ 4 NM)
  • OBPMA功能必须可用
  • GNSS为主传感器,至少2个DME或GNSS+IRS冗余
  • 需要ADS-C和CPDLC通信能力
  • 至少30分钟RAIM预测可用性
  • ANP < 4.0 NM

8.7 RNP 10运行程序

运行阶段要求
飞行前确认GNSS可用、导航数据库有效、RAIM预测通过
进入航路前确认ANP满足RNP 10要求、导航模式正确
离开覆盖区前确认有足够的导航冗余、通信能力正常
覆盖区外持续监控ANP、保持位置报告、准备应急程序
回到覆盖区确认导航系统恢复正常、更新位置

8.8 RNAV-1/2运行程序

飞行前要求

  • 确认导航数据库为当前有效周期
  • 确认所需程序在数据库中存在
  • 确认导航传感器可用
  • 确认NOTAM中无影响PBN运行的信息

一般飞行程序

  • 使用LNAV模式跟踪航径
  • 持续监控XTK(建议不超过±0.5 NM)
  • 遵守程序中的速度和高度限制
  • 确认航径终止码正确执行

DP(离场)特殊要求

  • 在起飞前确认SID程序已正确加载
  • 确认跑道与SID程序匹配
  • 起飞后及时接通LNAV模式
  • 遵守SID中的速度和高度限制

STAR特殊要求

  • 在进场前确认STAR程序已正确加载
  • 确认STAR与ATC指令一致
  • 遵守STAR中的速度和高度限制
  • 注意航段之间的过渡

8.9 RNAV-5运行程序

RNAV 5运行要求

  • 精度要求:RNAV 5(95%时间内TSE ≤ 5 NM)
  • 不要求OBPMA功能
  • 传感器:GNSS或DME/DME或DME/VOR
  • 支持航路点间飞行和平行偏置
  • 支持航路改变功能
  • 主要用于大陆航路飞行
09

CH09 SOP标准操作程序

本章提供PBN运行的标准操作程序(SOP),包括RNP离场、进近准备、复飞程序、应急程序和机组报告要求。

9.1 SOP-RNP离场程序

起飞前

  • 确认导航数据库为当前有效周期
  • 确认SID程序已正确加载到FMS
  • 交叉检查SID航路点与航图一致
  • 确认跑道与SID程序匹配
  • 确认ANP满足RNP要求
  • 设置起飞参考速度(V1/VR/V2)

起飞后

  • 在400ft AGL(或公司规定的接通高度)接通LNAV模式
  • 确认LNAV模式已激活(FMA显示LNAV)
  • 确认ANP < RNP值
  • 监控XTK在±0.5 RNP范围内
  • 遵守SID中的速度和高度限制
  • 确认航径终止码按预期执行

9.2 SOP-RNP进近准备

进近准备(通常在下降顶之前完成)

  • 确认进近程序已正确加载到FMS
  • 交叉检查进近航路点与航图一致
  • 确认进近最低标准(MDA/DA和能见度)
  • 确认复飞高度和复飞程序
  • 设置最低温度修正(如适用)
  • 确认ANP满足RNP要求
  • 确认气压基准设置正确(QNH/QFE)
  • 执行进近简令(Briefing)

最后进近段

  • 在FAF之前确认ANP < 0.3 NM(RNP APCH)
  • 确认LNAV/VNAV模式已接通
  • 确认FPA/VPA与程序公布值一致
  • 在DA之前建立足够的目视参考方可继续进近
  • 持续监控XTK和垂直偏差
  • 如未能在DA建立目视参考,立即执行复飞

9.3 复飞程序

复飞决策:在到达DA(决断高度)或MDA(最低下降高度)时,如果未能建立足够的目视参考(跑道环境),必须立即执行复飞。在RNP运行中,如果ANP超过RNP值,也必须复飞。

无TO/GA to LNAV

适用于没有TO/GA按钮的航空器

  • 在DA/MDA宣布"复飞"
  • 设置复飞推力(Go-Around Thrust)
  • 建立正上升率后收轮
  • 按航图规定的复飞航径飞行
  • 在适当位置接通LNAV模式跟踪复飞航径
  • 遵守复飞程序中的速度和高度限制

有TO/GA to LNAV

适用于有TO/GA按钮的航空器

  • 在DA/MDA按下TO/GA按钮
  • 确认复飞推力已设置
  • 确认复飞航径已引导(LNAV或Roll Mode)
  • 建立正上升率后收轮
  • 确认LNAV模式已接通
  • 遵守复飞程序中的速度和高度限制

9.4 应急程序

导航系统故障

  • ANP超过RNP值:评估情况,考虑申请雷达引导或使用备用导航方式
  • GNSS完全失效:切换到DME/DME或DME/VOR模式(如可用),申请雷达引导
  • FMS故障:使用备用FMS(如可用),或申请雷达引导
  • RAIM告警:评估对运行的影响,考虑使用备用导航方式
  • 导航数据库失效:不应继续PBN运行,申请雷达引导

RNP AR特殊应急程序

  • 在RF航段中失去LNAV:立即转为手动飞行,保持航向
  • 在最后进近中ANP超过RNP值:立即复飞
  • 双FMS不一致:使用主FMS,报告ATC
  • 失去垂直引导:转为LNAV only(使用MDA替代DA)

9.5 机组报告要求

需要报告的情况

  • ANP超过RNP值
  • 导航系统故障或降级
  • RAIM不可用
  • 导航数据库过期或损坏
  • 航路不连接性影响运行
  • 无法满足程序中的速度/高度限制
  • 任何影响PBN运行的异常情况
10

CH10 导航数据库管理

导航数据库是PBN运行的基础,本章讲解导航数据库的重要性、数据验证与核查、更新周期、人工输入限制以及不工作导航台的处理。

10.1 导航数据库的重要性

导航数据库是PBN运行的基石:导航数据库包含了所有航路点、航路、SID、STAR、进近程序等导航信息。PBN程序的设计基于导航数据库中的精确数据,任何数据错误都可能导致航空器偏离设计航径,危及飞行安全。

导航数据库的内容

  • 机场数据(位置、跑道、标高等)
  • 航路点数据(位置、类型等)
  • 航路数据(航路结构、航段等)
  • SID/STAR程序数据
  • 进近程序数据
  • 等待航线数据
  • 公司航路数据

导航数据库的重要性

  • PBN程序完全依赖导航数据库
  • 数据库错误可能导致航空器偏离设计航径
  • 过期数据库可能包含已变更的程序
  • 数据库完整性直接影响运行安全
  • 民航规〔2025〕11号对数据库管理有明确要求

10.2 数据验证与核查

飞行前必须确认的数据验证项目

  • 确认数据库版本号与最新有效版本一致
  • 确认数据库有效期覆盖整个飞行计划
  • 确认所需机场和程序在数据库中存在
  • 交叉检查FMS中的航路点与航图一致
  • 确认程序中的速度/高度限制与航图一致
  • 检查NOTAM中是否有导航数据库相关通告
  • 确认数据库完整性(无损坏或缺失数据)

10.3 数据库更新周期

导航数据库更新周期为28天(AIRAC周期)。导航数据库按照ICAO AIRAC(Aeronautical Information Regulation And Control)周期更新,每28天发布一次新版本。
项目说明
更新周期28天(AIRAC周期)
生效时间通常为每28天周期的星期四00:00(UTC)
提前发布新版本通常提前28天发布
过渡期新旧版本之间通常有重叠期
更新方式通过数据加载设备或电子分发方式更新
记录要求应记录数据库更新日期和版本号
严禁使用过期数据库进行PBN运行。如果数据库已过期,不应执行PBN程序,应申请雷达引导或使用传统导航方式。

10.4 严禁人工输入经纬度生成新航路点

严禁人工输入经纬度创建新航路点!

人工输入经纬度存在以下风险:
• 坐标输入错误(如经纬度颠倒、小数点错误)
• 坐标格式错误(如十进制度与度分秒混淆)
• 坐标参考系不一致(如WGS-84与其他椭球模型)
• 无法经过导航数据库的验证程序
• 可能导致航空器偏离设计航径
• 可能导致航空器进入不安全区域

10.5 排除NOTAM中通报的不工作导航台

处理不工作导航台的程序

  • 飞行前查阅NOTAM,确认不工作的导航台
  • 评估不工作导航台对PBN运行的影响
  • 如果GNSS可用,通常不工作导航台对GNSS-based PBN运行影响较小
  • 如果依赖DME/DME定位,不工作的DME可能影响导航精度
  • 确认FMS已排除不工作导航台的影响
  • 如有疑问,应咨询签派或性能工程师
11

CH11 支持PBN运行的条件

PBN运行的成功实施需要空域基础设施、航空器设备、机组人员和运行规范四个方面的条件共同满足。

11.1 空域与基础设施条件

空域条件

  • 空域设计应考虑PBN运行的需求
  • 航路和程序设计应符合ICAO Doc 8168 PANS-OPS要求
  • 障碍物评估应按照PBN标准进行
  • 空域间隔标准应考虑PBN导航精度
  • 应制定PBN运行的应急程序

基础设施条件

  • GNSS信号覆盖应满足运行需求
  • DME/VOR等地面导航设施应满足覆盖要求
  • 通信设施应满足PBN运行区域的通信需求
  • 监视设施(雷达/ADS-B)应满足间隔要求
  • 气象服务应满足运行需求

11.2 航空器与设备条件

设备要求RNAV 1/2RNP 1RNP APCHRNP AR
区域导航系统要求要求要求要求
GNSS接收机要求要求要求要求(双套)
OBPMA功能不要求要求要求要求
导航数据库要求要求要求要求
IRS建议要求要求要求(双套)
双FMS建议建议建议要求
自动驾驶建议建议建议要求
RF航段能力不要求可选可选要求
SBAS接收机不要求不要求可选(LPV)不要求

11.3 机组与人员条件

机组训练要求

  • 完成PBN理论培训(包括PBN概念、导航规范、运行程序等)
  • 完成相应导航规范的模拟机训练
  • 完成航线训练(至少一次实际运行)
  • 定期复训(通常每12个月)
  • 对于RNP AR运行,需要额外的特殊训练
  • 机组应熟悉航空器的导航系统操作

机组资质要求

  • 持有有效的驾驶员执照
  • 通过PBN运行资质检查
  • 在运行规范中具有PBN运行授权
  • 对于RNP AR运行,需要特殊的运行授权
  • 应了解民航规〔2025〕11号的相关要求

11.4 运行规范与程序条件

运行规范要求

  • 运营人的运行规范(AOC/CCAR-121部)中应包含PBN运行授权
  • 运营人应制定PBN运行手册和标准操作程序(SOP)
  • 运营人应建立导航数据库管理程序
  • 运营人应建立PBN运行训练大纲
  • 运营人应建立PBN运行监督检查程序
  • 对于RNP AR运行,需要民航局的特殊批准

运行程序要求

  • 飞行前准备程序(数据库检查、RAIM预测等)
  • 飞行中监控程序(ANP、XTK、导航模式等)
  • 应急和备份程序(导航系统故障、复飞等)
  • 导航数据库更新和管理程序
  • 机组报告和记录程序
  • 运行质量保证程序
12

CH12 PBN与CRM及总结

本章探讨PBN运行与CRM(机组资源管理)各胜任力要素的关系,并提供PBN术语表、核心要点回顾和快速参考检查单。

12.1 PBN与情景意识(SAW)

PBN对情景意识的影响

  • 增强空间意识:精确的导航信息帮助机组更好地理解航空器在空域中的位置
  • 增强系统意识:ANP/XTK等参数帮助机组了解导航系统状态
  • 增强时间意识:精确的航径计算帮助机组更好地管理时间
  • 潜在风险:过度依赖自动化可能降低机组的情景意识

保持情景意识的要点

  • 持续监控ANP和XTK
  • 定期交叉检查FMS位置与外部参考
  • 关注导航模式的变化
  • 了解当前飞行阶段和即将到来的变化
  • 保持对ATC通信的监听
  • 使用"大声思维"(Think Aloud)分享观察

12.2 PBN与沟通(COM)

PBN运行中的沟通要点

  • 进近简令:包含PBN特定的信息(ANP、RNP值、最低标准等)
  • 标准喊话:ANP变化、导航模式变化、XTK超限等
  • ATC沟通:正确使用PBN术语,准确报告位置和意图
  • 机组间协调:明确分工,监控飞行员(PM)和操纵飞行员(PF)的职责
  • 应急沟通:导航系统故障时的清晰、简洁的沟通

12.3 PBN与问题处理决策(PSD)

PBN运行中的常见问题与决策

  • ANP超过RNP值:评估原因→考虑备用方案→决定继续或复飞
  • 导航模式意外退出:立即重新接通LNAV→评估影响→报告ATC
  • RAIM不可用:评估对运行的影响→考虑延迟或更改计划
  • 数据库过期:不应继续PBN运行→申请雷达引导
  • 程序与ATC指令冲突:遵循ATC指令→确认新航径安全

12.4 PBN与工作负荷管理(WLM)

PBN对工作负荷的影响

  • 降低工作负荷:自动化航径跟踪减少手动操纵
  • 增加监控负荷:需要持续监控ANP、XTK等参数
  • 增加认知负荷:需要理解PBN概念和系统逻辑
  • 关键阶段高负荷:进近准备和最后进近阶段工作负荷较高

工作负荷管理策略

  • 提前完成进近准备,避免在高负荷阶段匆忙操作
  • 合理分配PF和PM的职责
  • 使用自动化减轻工作负荷
  • 在高负荷阶段减少不必要的任务
  • 保持良好的CRM沟通

12.5 PBN术语表(中英文对照)

英文缩写英文全称中文
PBNPerformance-Based Navigation基于性能导航
RNAVArea Navigation区域导航
RNPRequired Navigation Performance所需导航性能
OBPMAOn-Board Performance Monitoring and Alerting机载性能监视与告警
ANPActual Navigation Performance实际导航性能
VANPVertical Actual Navigation Performance垂直实际导航性能
TSETotal System Error总系统误差
PDEPath Definition Error航径定义误差
NSENavigation System Error导航系统误差
FTEFlight Technical Error飞行技术误差
XTKCross-Track Error侧向航迹偏差
GNSSGlobal Navigation Satellite System全球导航卫星系统
RAIMReceiver Autonomous Integrity Monitoring接收机自主完好性监控
FMSFlight Management System飞行管理系统
IRSInertial Reference System惯性基准系统
RFRadius to Fix固定半径转弯
DADecision Altitude决断高度
MDAMinimum Descent Altitude最低下降高度
MAPtMissed Approach Point复飞点
FAFFinal Approach Fix最后进近定位点
IFIntermediate Fix中间定位点
IAFInitial Approach Fix初始进近定位点
SIDStandard Instrument Departure标准仪表离场
STARStandard Instrument Arrival标准仪表进场
APCHApproach进近
ARAuthorization Required需要授权
LNAVLateral Navigation横向导航
VNAVVertical Navigation垂直导航
LPVLocalizer Performance with Vertical guidanceSBAS增强进近
CDICourse Deviation Indicator航迹偏差指示器
FTDFlight Technical Deviation (Vertical)垂直飞行技术偏差
SBASSatellite-Based Augmentation System星基增强系统
AIRACAeronautical Information Regulation And Control航空信息管理
WGS-84World Geodetic System 1984世界大地测量系统1984
GDOPGeometric Dilution of Precision几何精度衰减因子
CDOContinuous Descent Operation连续下降运行
ASEAltimeter System Error高度表系统误差
HCEHeight Computation Error高度计算误差
Baro-VNAVBarometric Vertical Navigation气压垂直导航
FPAFlight Path Angle飞行航径角
VPAVertical Path Angle垂直航径角

12.6 核心要点回顾

1

PBN核心公式

Core Formulas
  • RNP = RNAV + OBPMA
  • TSE = PDE + NSE + FTE
  • TSEZ = ASE + FTEZ + HCE
  • 保护区 = ±2 × RNP + 缓冲区
  • 95%概率 TSE ≤ RNP
2

ANP监控规则

ANP Monitoring Rules
  • ANP < RNP = 正常(白色)
  • ANP ≥ RNP = 告警(琥珀色)
  • ANP >> RNP = 危险(红色)
  • 最后进近ANP超RNP必须复飞
  • 目标:ANP ≤ RNP/2
3

5个严禁

Five Prohibitions
  • 严禁人工输入经纬度
  • 严禁修改航路点顺序
  • 严禁删除航路点
  • 严禁修改航径终止码
  • 严禁修改速度/高度限制
4

导航规范体系

Navigation Specifications
  • RNAV: 10/5/2/1
  • RNP: 10/4/1/APCH/AR
  • RNP APCH: LNAV/LNAV/VNAV/LPV
  • RNP AR: 最低0.1 NM
  • 数据库每28天更新

12.7 快速参考检查单

飞行前检查单

  • 导航数据库为当前有效周期
  • RAIM预测结果可用
  • 所需机场和程序在数据库中存在
  • FPL报文PBN代码正确
  • NOTAM中无影响PBN运行的信息
  • 航空器PBN设备正常
  • 机组PBN资质有效

进近准备检查单

  • 进近程序已正确加载
  • 航路点与航图交叉检查一致
  • 最低标准(DA/MDA)已设置
  • 复飞高度和程序已确认
  • ANP满足RNP要求
  • 气压基准设置正确
  • 进近简令已完成

最后进近检查单

  • ANP < 0.3 NM(RNP APCH)
  • LNAV/VNAV模式已接通
  • FPA/VPA与程序一致
  • XTK在±0.5 RNP范围内
  • 导航模式为LNAV
  • 稳定进近标准已满足

复飞决策检查单

  • 到达DA/MDA未建立目视参考→复飞
  • ANP超过RNP值→复飞
  • XTK超过±1.0 RNP→复飞
  • 导航模式退出LNAV→评估/复飞
  • 失去垂直引导→使用MDA
  • 确认复飞推力和航径