衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在民用航空領(lǐng)域應(yīng)用

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)

在民用航空領(lǐng)域的應(yīng)用

2006.11.102/2/20231微波著陸系統(tǒng)是按照傳統(tǒng)導(dǎo)航方法產(chǎn)生的，很早被寫(xiě)入附件10。延續(xù)飛信號(hào)導(dǎo)航方法新航行系統(tǒng)概念的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)模式發(fā)展的前程。新概念新技術(shù)新應(yīng)用其中最具有影響力的是：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和所需導(dǎo)航性能。飛數(shù)據(jù)2/2/20232新航行系統(tǒng)中的兩個(gè)重要標(biāo)志衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)改變了導(dǎo)航方法，飛信號(hào)飛數(shù)據(jù)所需導(dǎo)航性能概念良性發(fā)展，“所需性能的”“基于性能的”

2/2/20233一、關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

的完整概念2/2/20234衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完整概念0.序——智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位

1.GPS系統(tǒng)概況2.四星定位原理3.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差源4.星基導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)5.差分GPS(DGPS)6.本地增強(qiáng)系統(tǒng)（LAAS）2/2/20235衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完整概念(續(xù))7.廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）8.基于航空器的增強(qiáng)系統(tǒng)（ABAS）9.基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS)10.陸基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS)11.全球定位系統(tǒng)比較12.衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用舉例2/2/20236智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位

手機(jī)定位服務(wù)又叫做移動(dòng)位置服務(wù)。通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng)、CDMA網(wǎng))獲取移動(dòng)用戶的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))。2/2/20237手機(jī)定位條件

智能手機(jī)+支持藍(lán)牙連接和擴(kuò)展存儲(chǔ)卡+藍(lán)牙GPS+GPS導(dǎo)航軟件和地圖。擴(kuò)展存儲(chǔ)卡是用來(lái)安裝GPS導(dǎo)航軟件和地圖數(shù)據(jù)。衛(wèi)星信號(hào)是直線傳播的，應(yīng)該盡量讓藍(lán)牙GPS接收設(shè)備處于露天和開(kāi)放的環(huán)境，以保障定位。

2/2/20238智能手機(jī)上的電子地圖2/2/20239智能手機(jī)定位所需設(shè)備2/2/202310智能手機(jī)應(yīng)用環(huán)境2/2/202311智能手機(jī)定位的支持系統(tǒng)2/2/202312智能手機(jī)上的定位顯示2/2/202313顯示中的門(mén)道

智能手機(jī)上顯示數(shù)據(jù)是否都可用？如何定位精度高低判斷？從對(duì)DOP值的認(rèn)識(shí)，理解衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工作的基本原理。

2/2/2023141.GPS系統(tǒng)概況

全球定位系統(tǒng)(Global

Positioning

System

-GPS）是以人造衛(wèi)星組網(wǎng)為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。是美國(guó)在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在海、陸、空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)全球全天候全功能實(shí)時(shí)導(dǎo)航與定位功能。2/2/202315GPS系統(tǒng)的組成GPS衛(wèi)星星座（空間段）地面監(jiān)控系統(tǒng)（控制段）GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶段）2/2/202316GPS衛(wèi)星星座（空間段）GPS是建在天上的導(dǎo)航系統(tǒng)2/2/202317三個(gè)部分有各自獨(dú)立的功能

和作用，缺一不可。

全球監(jiān)控，維持費(fèi)用高。2/2/2023182.四星定位原理

在GPS系統(tǒng)運(yùn)行中，24顆衛(wèi)星周而復(fù)始在軌運(yùn)行，地球任何地方至少都可以收到三顆以上衛(wèi)星信號(hào)。當(dāng)接收機(jī)收到三顆或三顆以上衛(wèi)星信號(hào)后，就可以計(jì)算出接收機(jī)所在位置地理坐標(biāo)。如果收到四顆衛(wèi)星，便能計(jì)算出海拔高程。GPS衛(wèi)星使用的原子鐘，提供最精確時(shí)間。2/2/202319衛(wèi)星定位幾何原理

2/2/202320站星距離（空間直角坐標(biāo)系）

2/2/202321偽距概念（等效誤差）

衛(wèi)星到用戶位置點(diǎn)的距離表示：R’=R+C?t其中，R’是偽距。2/2/202322位置解算方程偽距=真實(shí)距離+鐘差影響2/2/202323衛(wèi)星導(dǎo)航可以達(dá)到的精度100m--TodayOnesignal,SA“on”20m--by2006Onesignal,SA“off”5m--by2015Multiplesignals,reducedatmosphericerrors2/2/2023243.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)誤差源與信號(hào)傳播有關(guān)的：電離層對(duì)流層多路徑與衛(wèi)星有關(guān)的：時(shí)鐘漂移衛(wèi)星幾何分布星歷誤差人為誤差與接收機(jī)有關(guān)的：時(shí)鐘誤差電路延遲計(jì)算誤差信號(hào)處理方法2/2/202325衛(wèi)星定位精度

DOP（DilutionofPrecision）是衛(wèi)星定位參數(shù)減精度因子，用來(lái)刻畫(huà)所測(cè)得的經(jīng)度、緯度在各方向或量綱上漂移的程度。

實(shí)際應(yīng)用中，DOP參數(shù)有HDOP、VDOP、TDOP、PDOP和GDOP之分。2/2/202326PDOP的幾何意義及大小一個(gè)空間四面體體積的倒數(shù)：PDOP=1/V

2/2/202327用戶定位誤差用戶定位誤差=用戶等效距離誤差×定位減精度因子

E=URA×PDOP

其中，URA由導(dǎo)航電文給定（人為誤差）90年代期間，URA=32；當(dāng)前URA=2，最差的為4

利用PDOP判斷手機(jī)定位的精度！2/2/202328智能手機(jī)上的定位顯示2/2/202329PDOP值的性質(zhì)

單點(diǎn)定位時(shí)，PDOP值與觀測(cè)到的衛(wèi)星的數(shù)量與分布有關(guān)，表示了衛(wèi)星定位的幾何條件。PDOP值越小，定位的幾何條件好。2/2/202330定位誤差與衛(wèi)星分布有關(guān)2/2/2023314.星基導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)

有別于傳統(tǒng)系統(tǒng)覆蓋(coverage)在地球或接近地球表面的任何一點(diǎn)，在指定時(shí)段內(nèi)處于指定遮擋角以上有足夠衛(wèi)星數(shù)量，且呈現(xiàn)良好幾何分布的比率。（24小時(shí)/5度/4+顆/PDOP≤6/≥99.9%）2/2/2023324.星基導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)（續(xù)）可用性（availability）

在指定時(shí)段內(nèi)，有足夠數(shù)量的可視衛(wèi)星正發(fā)播能用于測(cè)距信號(hào)的比率。或者是，任何時(shí)間任何地點(diǎn)，系統(tǒng)正常并為用戶提供導(dǎo)航能力的統(tǒng)計(jì)概率。（24小時(shí)/30天/SPS可用/≥99.99%）2/2/2023334.星基導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)（續(xù)）完好性（integrity）當(dāng)系統(tǒng)不能用于導(dǎo)航或定位時(shí)，系統(tǒng)向用戶及時(shí)告警的能力。發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)告警的響應(yīng)時(shí)間和空間特性。（告警門(mén)限/示警耗時(shí)/檢測(cè)概率）2/2/2023344.星基導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)（續(xù)）精度（accuracy）

在指定時(shí)間內(nèi)，測(cè)量值與真實(shí)值保持一致的程度。2/2/202335精度定義精密度（precision）：表示測(cè)量值之間接近程度。精密度高低用偏差大小表示，與偶然誤差有關(guān)。準(zhǔn)確度（correctness）：表示測(cè)量結(jié)果和真實(shí)值接近程度。準(zhǔn)確度高低用誤差大小表示，與系統(tǒng)誤差有關(guān)。精確度（accuracy簡(jiǎn)稱精度）：是精密度和準(zhǔn)確度的綜合概念。偶然誤差與系統(tǒng)誤差都比較小時(shí)，稱測(cè)量精度高。打靶彈著點(diǎn)實(shí)例

2/2/202336ICAOGNSS告警門(mén)限2/2/202337航空類導(dǎo)航系統(tǒng)的三種類別

輔助導(dǎo)航系統(tǒng)（SupplementaryNavigationSystem）

導(dǎo)航系統(tǒng)必須滿足精度和完好性要求，不一定滿足可用性和連續(xù)性要求。2/2/202338航空類導(dǎo)航系統(tǒng)的三種類別(續(xù))

主用導(dǎo)航系統(tǒng)（PrimaryNavigationSystem）在指定的飛行階段，導(dǎo)航系統(tǒng)必須滿足精度和完好性要求，不一定滿足可用性和連續(xù)性要求。2/2/202339航空類導(dǎo)航系統(tǒng)的三種類別(續(xù))單一導(dǎo)航系統(tǒng)（SoleMeansNavigationSystem）

在指定的飛行階段，導(dǎo)航系統(tǒng)必須滿足連續(xù)性、可用性、完好性和精度四個(gè)性能要求。2/2/202340性能與應(yīng)用要求的一致性應(yīng)用完好性可用性精度洋區(qū)航路YesYesYes陸地航路YesNoYes非精密進(jìn)近YesNoYes精密進(jìn)近NoNoNo2/2/202341實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需要依賴的技術(shù)應(yīng)用完好性可用性精度洋區(qū)航路GPSGPSGPS陸地航路GPS/WAASWAASGPS非精密進(jìn)近GPS/WAASWAASGPS精密進(jìn)近WAAS/LAASWAAS/LAASWAAS/LAAS2/2/202342GPS增強(qiáng)技術(shù)和系統(tǒng)

從技術(shù)手段，到應(yīng)用系統(tǒng)，GPS的增強(qiáng)系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)正在發(fā)展著的過(guò)程。

DGPS→LAAS/WAAS→ABAS/SBAS/GBAS

（原理）（美國(guó)應(yīng)用）（ICAO附件10）2/2/2023435.差分GPS(DGPS)

差分GPS定位系統(tǒng)是由一個(gè)基準(zhǔn)站、用戶接收機(jī)和數(shù)據(jù)鏈組成。在基準(zhǔn)站的GPS接收機(jī)計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并利用甚高頻數(shù)據(jù)鏈發(fā)播。在數(shù)據(jù)鏈設(shè)備發(fā)射功率決定的范圍內(nèi)，用戶站接收這個(gè)改正數(shù)，對(duì)其實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，從而獲得更高精度的定位結(jié)果。2/2/202344差分GPS系統(tǒng)示意2/2/202345差分GPS提高精度的緣由差分GPS能夠消除共通性誤差基準(zhǔn)站和用戶站間距與相對(duì)衛(wèi)星的距離不可比擬在基準(zhǔn)站的誤差近似于用戶站的誤差差分GPS提高精度限于有限范圍2/2/2023466.本地增強(qiáng)系統(tǒng)（LAAS）

LAAS由地面和機(jī)載設(shè)備組成。地面設(shè)備包括基準(zhǔn)接收機(jī)、LAAS地面設(shè)施、VHF數(shù)據(jù)廣播發(fā)射機(jī)。LAAS機(jī)載設(shè)備與地面設(shè)備相配合。2/2/202347LAAS的效益飛機(jī)的定位誤差小于1米，覆蓋范圍23NM。LAAS輔助GPS改善航空器在機(jī)場(chǎng)進(jìn)近和著陸期間的安全。LAAS能夠提供I/II/III類精密進(jìn)近所要求的高精度、高可用性和完好性信號(hào)。使服務(wù)靈活性和用戶運(yùn)營(yíng)成本極大改善。2/2/202348LAAS組成示意2/2/202349LAASVDB天線覆蓋范圍示意

2/2/2023507.廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）

WAAS的組成：廣域基準(zhǔn)站（WRS）廣域主控站（WMS）地面地球站（GES）GEO衛(wèi)星2/2/202351通過(guò)GEO衛(wèi)星廣播修正電文2/2/202352位于Alaska的WAAS基準(zhǔn)站2/2/202353WAAS在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

離港和終端區(qū)域?qū)Ш健茈x港、噪聲緩解、更有效的機(jī)場(chǎng)布局、改善低高度監(jiān)控能力、增加IFR離場(chǎng)運(yùn)行能力、減少運(yùn)行中斷。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)——改善場(chǎng)面事態(tài)感知、改善場(chǎng)面導(dǎo)航和監(jiān)視。航路導(dǎo)航——更直接的航路（RNAV）、增加飛機(jī)運(yùn)用自行間隔、改善機(jī)載避撞能力。進(jìn)近——對(duì)所有跑道端口提供垂直引導(dǎo)、儀表進(jìn)近、精密進(jìn)近、靈活進(jìn)近（曲線、偏飛等）、噪聲緩解、平行進(jìn)近、降低最低標(biāo)準(zhǔn)、減少運(yùn)行中斷。

2/2/202354WAAS的效益

垂直和水平定位精度達(dá)到7米；縮小了間隔標(biāo)準(zhǔn)；在無(wú)風(fēng)險(xiǎn)情況下提高了指定空域的容量；使用更直接的飛行航路；提供新的精密進(jìn)近服務(wù)；減少并簡(jiǎn)化了機(jī)載設(shè)備；從老的或更昂貴的陸基導(dǎo)航設(shè)備（包括：NDBs,VORs,DMEs,I類ILS）安裝和維護(hù)中節(jié)約成本投入。2/2/202355LAAS和WAAS在航空中的應(yīng)用

2/2/2023568.基于航空器的增強(qiáng)系統(tǒng)（ABAS）

由于單純的衛(wèi)星信號(hào)不能滿足儀表飛行規(guī)則規(guī)定的導(dǎo)航要求，利用GNSS機(jī)載設(shè)備，綜合GNSS信息與機(jī)上其他可用信息，使衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)得到增強(qiáng)，滿足飛行所需的性能要求。2/2/202357ABAS采用的技術(shù)

RAIM(接收機(jī)自主完好性監(jiān)控)利用多余衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)和判斷，排除故障衛(wèi)星信號(hào)。

（排列組合，五中判一，六中除一）AAIM(飛機(jī)自主完好性監(jiān)控)GPS與機(jī)載設(shè)備組合應(yīng)用，彌補(bǔ)GPS的缺陷。

（GPS/INS，GPS/DME等）2/2/202358ABAS組成示意2/2/2023599.基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS)

利用同步衛(wèi)星（GEOS）在廣闊地理空間，發(fā)播修正衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的電文。目前有5個(gè)SBAS服務(wù)提供者：美國(guó)的WAAS、歐盟的EGNOS、日本的MSAS（廣域增強(qiáng)系統(tǒng)，滿足日本空域內(nèi)航路到精密進(jìn)近導(dǎo)航應(yīng)用）、印度的GAGAN（GSAT-4衛(wèi)星覆蓋印度空域，在亞太區(qū)域提供SBAS無(wú)縫隙覆蓋，2008年投入使用）、澳大利亞的GRAS。2/2/202360SBAS組成示意2/2/202361MTSAT簡(jiǎn)介鑒于航空運(yùn)行中，高性能是對(duì)航空衛(wèi)星系統(tǒng)的基本要求，該系統(tǒng)的衛(wèi)星和地面設(shè)施都是雙系統(tǒng)，運(yùn)行中出現(xiàn)衛(wèi)星干擾，地震引發(fā)災(zāi)害時(shí)有足夠的冗余。MTSAT的多功能體現(xiàn)在：空中交通管理，氣象觀測(cè)。2/2/202362MTSAT結(jié)構(gòu)2/2/202363MTSAT的通信功能

飛機(jī)與地面管制中心依靠衛(wèi)星連通。不受地形障礙的影響。VHF直線傳播，地形遮掩影響信號(hào)傳播HF信道短缺，電離層條件差時(shí)很難利用電離層反射建立通信信道。2/2/2023642/2/202365MTSAT的導(dǎo)航功能改善四個(gè)性能指標(biāo)，為飛行建立靈活航線。發(fā)射類似GPS信號(hào)，有第25顆GPS衛(wèi)星之稱。2/2/2023662/2/202367MTSAT的監(jiān)視功能雷達(dá)監(jiān)視以外區(qū)域，監(jiān)視靠話音報(bào)告。飛機(jī)通過(guò)MTSAT把衛(wèi)星定位信息發(fā)送給地面ATC設(shè)施，能夠?qū)走_(dá)覆蓋范圍以外的飛機(jī)實(shí)施準(zhǔn)確監(jiān)視。減輕飛行員和管制遠(yuǎn)的工作負(fù)荷，改善了飛機(jī)監(jiān)視能力，提高了飛行安全。該功能能夠提高交通容量，還能夠在有限時(shí)間內(nèi)，在空域可用條件下選擇最佳飛行航路。2/2/2023682/2/20236910.陸基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS)

在有限地理區(qū)域范圍內(nèi)，提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的四個(gè)性能指標(biāo)。地面站經(jīng)過(guò)精密定位，將檢測(cè)到的時(shí)鐘和其他誤差通過(guò)VHF數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給機(jī)載設(shè)備。精度達(dá)到5米數(shù)量級(jí)，可用于II/III類儀表精密進(jìn)近。相對(duì)地面站25海里范圍內(nèi)，可供機(jī)場(chǎng)全部跑道使用。但是，GBAS功能不能覆蓋飛行全過(guò)程。2/2/202370GBAS組成示意2/2/20237111．全球定位系統(tǒng)比較2/2/202372增強(qiáng)系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用2/2/20237312.衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用舉例2/2/202374衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用僅受限于人們的想象力?。ň攀甏┕玻╒IP）金融測(cè)量地震形變（水壩位移監(jiān)測(cè)）車輛導(dǎo)航特殊人員跟蹤（老人小孩）2/2/202375北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)

是我國(guó)第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

服務(wù)區(qū)域?yàn)橹袊?guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，為用戶確定其所在的地理經(jīng)緯度信息，并提供雙向短報(bào)文通信和精密授時(shí)服務(wù)

2/2/202376北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)組成北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星：2顆地球同步衛(wèi)星，承擔(dān)地面控制中心與用戶終墻的雙向無(wú)線電信號(hào)的中繼。地面控制中心：無(wú)線電信號(hào)的發(fā)送接收，及整個(gè)工作系統(tǒng)的監(jiān)控管理。用戶終端：接收地面控制中心經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)距信號(hào)。2/2/202377北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的應(yīng)用可廣泛應(yīng)用于船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測(cè)報(bào)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多行業(yè)，以及軍隊(duì)、公安、海關(guān)等其他有特殊指揮調(diào)度要求的單位。2/2/202378北斗系統(tǒng)工作示意2/2/202379

二、先進(jìn)導(dǎo)航技術(shù)

對(duì)空中交通的影響2/2/202380新航行系統(tǒng)組成及其關(guān)系2/2/2023811．區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）

RNAV是AreaNAVigation的縮寫(xiě)。RNAV是一種“導(dǎo)航方法”，允許飛機(jī)按期望的航路飛行?！坝脩羰走x航路”（userpreferredroutes）。2/2/202382RNAV直飛航路2/2/202383RNAV的優(yōu)勢(shì)

根據(jù)空中氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速選擇航路；建立更直接航路，縮短飛行距離；開(kāi)辟平行航路，增加航路流量；迂回繞開(kāi)高交通密度的終端區(qū)；應(yīng)對(duì)計(jì)劃和非計(jì)劃航路的變更；確定最佳等待航線；等。

2/2/202384RNAV的優(yōu)勢(shì)MIA-BOS航線飛行距離縮短了85海里，那么飛行時(shí)間、燃油節(jié)約？2/2/202385RNAV的發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)直接獲得飛機(jī)地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，直接與機(jī)載FMC交連后實(shí)現(xiàn)RNAV。使飛機(jī)建立或選擇所需飛行航線更靈活、更簡(jiǎn)便，并且不再受地面導(dǎo)航臺(tái)站限制。星基導(dǎo)航意義上的RNAV發(fā)展成為RandomNAVigation的縮寫(xiě)。2/2/2023862．所需導(dǎo)航性能（RNP）

ICAO為了擺脫傳統(tǒng)的強(qiáng)制性的一致性航行設(shè)備規(guī)定和要求的作法，推出新航行系統(tǒng)同時(shí)，提出了嶄新的所需導(dǎo)航性能概念。2/2/202387RNPRNP是對(duì)在指定空域運(yùn)行必需的導(dǎo)航性能精度的表示，是利用導(dǎo)航性能描述空域、航路和程序要求的概念。用RNP描述應(yīng)用非常靈活，可以針對(duì)單獨(dú)一個(gè)進(jìn)近程序，或者是一個(gè)大范圍的空域。2/2/202388在航路運(yùn)用的RNP類型類型定位精度(95%)應(yīng)用RNP1±1.0海里(±1.85km)允許使用靈活航路RNP4±4.0海里(±7.4km)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)臺(tái)點(diǎn)間建立航路RNP10±10海里(±18.5km)地面缺少導(dǎo)航臺(tái)的空域RNP20±20.0海里±37.0km)提供最低空域容量的ATS2/2/202389圖示RNP2/2/202390RNP概念可以用于全部飛行階段

2/2/202391廣義理解RNP飛機(jī)能力+導(dǎo)航服務(wù)層次=空域的享用權(quán)表面看來(lái)，RNP是對(duì)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)精度要求的概念。實(shí)際上，RNP對(duì)一個(gè)區(qū)域、空域、航路、航空器裝備、程序、運(yùn)行等方面都產(chǎn)生著影響

。

2/2/202392對(duì)航空器的影響在737-900技術(shù)驗(yàn)證飛機(jī)上，主飛行顯示器上引入導(dǎo)航性能刻度（NPS）裝置，NPS適合于RNP概念運(yùn)用。

NPS提供上/下，左/右航路指示，使飛行員對(duì)位置感知和導(dǎo)航性能判斷更直接。具有簡(jiǎn)化飛行顯示和通過(guò)使具有更高精度的飛機(jī)占用更窄航道提高空域容量的能力。FMC能力需要升級(jí)和更新。2/2/202393RNP在飛行儀表上的顯示

2/2/202394對(duì)空域的影響-空域塊2/2/202395應(yīng)用RNP產(chǎn)生的效益

減小飛行間隔；增加空域容量；提高空域利用率。

2/2/2023963．RNPRNAV

RNPRNAV是ICAO手冊(cè)中的精度標(biāo)準(zhǔn)與包容（containment）要求、區(qū)域?qū)Ш?、性能?biāo)準(zhǔn)的綜合概念。用RNPRNAV確定的空域，其性能采用包容地帶表示。相關(guān)參數(shù)有：精度、包容地帶完好性、包容地帶連續(xù)性和包容區(qū)域。

2/2/202397RNPRNAV性能指標(biāo)精度與RNP的相同。包容區(qū)域?yàn)?xRNP。包容地帶完好性為每飛行小時(shí)99.999%。連續(xù)性為在預(yù)期運(yùn)行時(shí)間內(nèi)無(wú)未知中斷概率99.99%。實(shí)際應(yīng)用中，終端區(qū)和進(jìn)近運(yùn)行時(shí)，可能有更嚴(yán)格的要求指標(biāo)。2/2/202398RNP與RNPRNAV的區(qū)別2/2/202399RNPRNAV過(guò)渡策略

近期，利用全部可用的導(dǎo)航手段實(shí)現(xiàn)RNAV應(yīng)用。目前可用的導(dǎo)航手段包括：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、陸基導(dǎo)航系統(tǒng)、自主導(dǎo)航設(shè)備等。中期，重點(diǎn)向星基的RNPRNAV過(guò)渡。

2/2/2023100RNPRNAV的優(yōu)勢(shì)

?RNPRNAV能夠使可靠的可預(yù)報(bào)的可重復(fù)的導(dǎo)航功能與標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)載設(shè)備更一致；?RNAV和RNP是改善空域和飛行的工具（超障飛行間隔空域設(shè)計(jì)）；?未來(lái)航行系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境將更多地依賴于地理坐標(biāo)導(dǎo)航，儀表程序和飛行航路將不必一定飛越地面導(dǎo)航設(shè)備規(guī)定的航路點(diǎn)；?可預(yù)報(bào)的可重復(fù)的飛行航路將對(duì)全球CNS/ATM規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)自由飛行概念提供保證。2/2/2023101RNPRNAV的優(yōu)勢(shì)示意2/2/2023102滿足RNPRNAV要求的導(dǎo)航系統(tǒng)

GNSSGNSS/INSDME/DME/INS

2/2/2023103美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的RNPRNAV類別RNPRNAV類別典型應(yīng)用標(biāo)稱精度95%空中包容區(qū)域RNP2RNAV航路2NM±4NMRNP1RNAV終端區(qū)1NM±2NMRNP0.3RNAV進(jìn)近0.3NM±0.6NM2/2/2023104三、關(guān)注新技術(shù)和應(yīng)用

作好迎接新系統(tǒng)準(zhǔn)備

2/2/2023105附件10變厚了2/2/2023106未來(lái)航空運(yùn)輸發(fā)展對(duì)導(dǎo)航的要求提高定位精度，提供位置預(yù)報(bào)能力，使飛機(jī)精確飛行，并在最佳剖面飛行。導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的提高有助于減小間隔的最低標(biāo)準(zhǔn)。GNSS是無(wú)縫隙導(dǎo)航的解決方案。

2/2/2023107“所需性能”概念的發(fā)展RNP是新航行系統(tǒng)中新的重要概念。根據(jù)RNP成功應(yīng)用，ICAO正在制定RCP、RMP、RATMP、RTSP?！盎谛阅堋备拍钫跐B透。2/2/2023108新航行系統(tǒng)新增成分2/2/2023109衛(wèi)星導(dǎo)航支持新的進(jìn)近方式

橫向?qū)Ш?LNAV)進(jìn)近——類似傳統(tǒng)的非精密進(jìn)近。由于沒(méi)有垂直引導(dǎo)，進(jìn)近最低標(biāo)準(zhǔn)比其他的要高。飛機(jī)采用增量下降而不是沿下滑道到達(dá)決斷高度上。決斷高度值比LNAV/VNAV進(jìn)近的大。橫向?qū)Ш?垂直導(dǎo)航(LNAV/VNAV)進(jìn)近——類似具有垂直引導(dǎo)的傳統(tǒng)的非精密進(jìn)近。98年提出，垂直引導(dǎo)飛機(jī)到達(dá)距觸地點(diǎn)3800米處，平均決斷高度為350米，具有垂直告警功能，具有20-50米的精度解算能力。因?yàn)楸萀NAV更安全，將被廣泛應(yīng)用。GNSS著陸系統(tǒng)(GLS)精密進(jìn)近——高精度的進(jìn)近。2/2/2023110新的進(jìn)近方式LNAV/VNAV350’LPV250’ILS200’3o2/2/202311118種儀表進(jìn)近類別ILS,LOC,LOC-DME,LDA,BCRS,SDF,VOR,機(jī)場(chǎng)VOR,VOR-DME,VOR-ARC,NDB,機(jī)場(chǎng)NDB,NDB-DME,NDB-NDB,ASR,PAR,RNAV3-D,和RNAV2-D。2/2/2023112綜合進(jìn)近導(dǎo)航概念I(lǐng)ntegratedApproachNavigation（IAN）把18種進(jìn)近逐漸減少到幾種或一種。實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在“隧道”里飛行，在“針狀”航道上進(jìn)近和著陸。2/2/2023113現(xiàn)在明天未來(lái)VOR-DMESDFLDANDBVORLOC-DMEBCRSVOR-ARCILSNDB-DMEPARLOCNDB-DMERNAV3-DRNAV2-D機(jī)場(chǎng)NDBNDB-NDBRNAV(RNP)ASRILS/GLS(xLS)SpecialsSpecialsRNAV(RNP)III類進(jìn)近類別的演進(jìn)(多→少)機(jī)場(chǎng)VOR2/2/2023114“新技術(shù)”(部分)?GlobalPositioningSystem(GPS)LandingSystems(GLS)?Ground-based/Space-basedAugmentationSystems?Datalinkcommunication?Alertingforrunwayawareness?RVSM(ReducedVerticalSeparation)?Turbulencedetectionsystems?VerticalSituationDisplays?Surfacemapdisplays?RNP(Req’dNavPerf)?Highway-in-the-skydisplays?RCP(Req’dCommPerf)?Trafficdisplays?RMP(Req’dMonitoringPerf)?Graphicalflightplanning?RNAV(AreaNavigation)?Cursorcontroldev