2018年2月6日，民航局飛標司下發(fā)咨詢(xún)通告AC-91-FS-2018-036《小型航空器實(shí)施非傳統儀表飛行的運行要求》。
什么是“非傳統儀表飛行”？說(shuō)白了，就是目前國際民航組織積極推行并在發(fā)展中的PBN（基于性能的導航Performance Based Navigation）——根據在特定運行或空域所要求達到的精確性、完好性、可用性、連續性以及相應功能來(lái)確定航空器的系統性能要求，由基于傳感器的傳統導航向基于性能的現代導航轉變。
從傳統導航到基于性能導航的方式轉變
PBN作為一項新技術(shù)，業(yè)界對它的理解也是與日俱增的。在此咨詢(xún)通告之前，局方發(fā)布過(guò)兩個(gè)相關(guān)咨詢(xún)通告，分別是2006年發(fā)布的AC-91FS-05《要求授權的特殊航空器和機組(SAAAR)實(shí)施公共所需導航性能(RNP)程序的適航和運行批準準則》，和2010年發(fā)布的AC-91-FS-2010-01R1《在終端區和進(jìn)近中實(shí)施RNP的運行批準指南》。
此次時(shí)隔8年發(fā)布的關(guān)于PBN的新通告，雖然通告名稱(chēng)是針對“小型航空器”的，但是其中很多內容值得包括航空公司飛行員在內的所有飛行人員，以及管制員、程序設計員和簽派員仔細閱讀。
下面，我們將其中的重點(diǎn)內容摘錄出來(lái)，供大家一睹為快。有PBN基礎的朋友會(huì )發(fā)現一些熟悉內容，可自行快速掠過(guò)。但相信我，不論老司機還是新司機，你一定可以發(fā)現不少“新內容”。
01
PBN優(yōu)點(diǎn)
傳統的儀表飛行，是依靠NDB、VOR或ILS等傳感器和指針實(shí)現導航，對地面設備要求較高，無(wú)法實(shí)現全空域儀表運行。隨著(zhù)新的航行技術(shù)發(fā)展，基于衛星等導航源的導航方式，正在快速普及，它可提供直觀(guān)精確的“地圖導航”方式，有效增強駕駛員的航空器位置情景意識，減輕駕駛員負擔，實(shí)現全空域儀表導航，有效提升安全水平。
02
分類(lèi)
PBN包含兩類(lèi)基本導航規范：區域導航（RNAV）和所需導航性能（RNP）?；谛阅軐Ш綄NAV和RNP等一系列不同的導航技術(shù)應用歸納到一起，涵蓋了從航路、終端區到進(jìn)近著(zhù)陸的所有飛行階段。
RNAV和RNP后面所跟的數字代表導航精度值，例如RNP1導航規范，要求在95%的飛行時(shí)間內，航空器位置必須滿(mǎn)足標稱(chēng)航跡位置左右前后1海里以?xún)鹊木戎狄蟆?/span>
03
RNAV和RNP的區別
RNP導航規范要求航空器具有機載性能監控和告警功能（OPMA），RNAV則不要求具備。
RNAV1 與 RNP1 主要區別
RNAV需要在雷達及其他監視環(huán)境下運行，具有局域特征，而RNP不要求雷達及其他監視，具有廣域特征。
RNAV運行的航空器應裝有應答機設備，無(wú)應答機設備航空器只能運行RNP。
導航、通信、監視能力的要求不同。
04
運行知識
1.航圖標示
a. RNAV或 RNP的離場(chǎng)和進(jìn)場(chǎng)程序在程序標示中使用RNAV進(jìn)行標定，在航圖上以標注形式增加PBN導航應用類(lèi)型。當需要時(shí)，在航圖上以標注形式給出傳感器類(lèi)型。
RNP1進(jìn)場(chǎng)和離場(chǎng)航圖標示
b. RNP APCH程序，在航圖上標示為 RNAV (GNSS)。
RNP APCH進(jìn)近航圖標示
c. RNP AR程序，在航圖上標示為 RNAV (RNP)。
RNP AR進(jìn)近航圖標示及說(shuō)明
2.運行標準
RNAV進(jìn)近程序的運行標準以如下形式標示在航圖上：
a. 非精密進(jìn)近程序（NPA）——LNAV
b. 有垂直引導的進(jìn)近程序(APV)：
(1)Baro VNAV—— LNAV/ VNAV
(2)SBAS APV-I/II ——LPV
最低運行標準信息
3.GNSS系統
a.GNSS（Global navigation satellite system）即為全球導航衛星系統。GNSS為包含一個(gè)或多個(gè)星座，能提供定位、測速和授時(shí)（PVT）服務(wù)的衛星導航系統。當前包含GPS和GLONASS兩個(gè)核心星座及其增強系統。
b.隨著(zhù)GNSS的不斷發(fā)展，歐洲的“伽利略”和中國“北斗”全球衛星導航系統正在建設，可以預見(jiàn)未來(lái)將出現多種衛星導航系統兼容運行的局面，以進(jìn)一步增強GNSS系統的精度、連續性、完好性、可用性和功能。
4.導航系統性能
對衛星導航系統的性能要求主要包括四個(gè)方面，即精度、完好性、連續性及可用性。
精度是GNSS的定位誤差，指估計位置與實(shí)際位置之間的差異。
完好性是衡量整個(gè)系統所提供信息正確性的可信程度，系統在不能用于所預期的運行（或飛行階段）時(shí)，向用戶(hù)提供及時(shí)和有效告警的能力。
連續性是指在預計的運行過(guò)程中，系統無(wú)預期外中斷的執行其功能的能力。
可用性是指在導航期間系統提供滿(mǎn)足要求的導航信息的時(shí)間比例。
5.GNSS增強系統
為了提高GNSS的精度和完好性，GNSS增加了外部系統以增強其性能。GNSS增強系統有3種類(lèi)型：機載增強系統（ABAS）、星基增強系統（SBAS）和陸基增強系統（GBAS）。
a. 機載增強系統（ABAS）
ABAS利用機載GPS信息和其他傳感器信息，實(shí)現機載導航系統的完好性監控。目前普遍應用的增強系統為接收機自主完好性監視（RAIM），來(lái)監測用戶(hù)定位結果的完好性，也可以使用其他形式的ABAS。在沒(méi)有其他可用的增強系統時(shí)，用于航空的GNSS接收機必須具備ABAS功能，以提供完好性監視和告警。ABAS的主要形式為由RAIM算法提供的失效探測，可以通過(guò)多種途徑獲取RAIM預測值。
(1)RAIM（接收機自主完好性監視）
RAIM是設置在GPS接收機中的算法，對衛星故障反應迅速并完全自動(dòng)，且無(wú)需外界干預。RAIM為導航設備提供星基導航衛星的完好性監控，并保障導航定位精度。通常要求，4顆有效衛星可進(jìn)行定位計算，可見(jiàn)衛星數5顆以上才可實(shí)現故障檢測（FD），如果檢測到了故障，飛行員在座艙中就能接收到一個(gè)告警標志，指示GPS不可用。如果要實(shí)現故障檢測和排除（FDE），至少需要6顆可見(jiàn)衛星。這才能將故障星從導航解算中排除，以使得操作可以在不間斷的情況下繼續。
RAIM的可用性計算是一個(gè)具有衛星數量和它們幾何構型的函數。相關(guān)衛星在所覆蓋區域內的運動(dòng)（軌跡）和因例行維護或設備故障所造成衛星暫時(shí)性的運行中斷，共同影響了RAIM可用性的計算結果。
對于民航用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)RAIM可用性預測的方式來(lái)避免飛行過(guò)程中遇到RAIM空洞的情況，增強GPS的可用性。RAIM可用性預測的目的是盡可能準確模擬預測機載接收機中RAIM算法在所需預測的當時(shí)當地的計算結果。
(2)Baro-Aiding（氣壓高度輔助）
氣壓高度輔助是一個(gè)集成的增強系統，允許GPS系統使用一個(gè)非衛星信號的輸入源（飛機氣壓高度輸入源），代替五分之一的所需衛星數量，同樣可以滿(mǎn)足RAIM精確度要求和完好性要求。氣壓高度輔助系統需要4顆衛星和一個(gè)氣壓高度表輸入源來(lái)檢測完好性異常。所需的衛星數量的減少，進(jìn)一步提高RAIM的可用性，降低衛星故障影響。
(3)IRS-Aiding（慣性參考系統輔助）
使用慣性參考系統來(lái)校正GPS信號，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢并取長(cháng)補短，利用GPS的長(cháng)期穩定性與適中精度，來(lái)彌補IRS的誤差隨時(shí)間傳播或增大的缺點(diǎn)，利用IRS的短期高精度來(lái)彌補GPS接收機在受干擾時(shí)誤差增大或遮擋時(shí)丟失信號等缺點(diǎn)，并借助慣導系統的姿態(tài)信息和角速度信息，提高GPS接收機天線(xiàn)的定向操縱性能，使之快速捕獲或重新捕獲全球定位衛星信號，同時(shí)借助全球定位系統連續提供的高精度位置信息和速度信息，估計并校正慣導系統的位置誤差、速度誤差和系統其它誤差參數，實(shí)現對其空中傳遞對準和標定，從而可放寬對其精度提出的要求。
b. 星基增強系統（SBAS）
星基增強系統，是一種廣域覆蓋增強系統，通過(guò)地球同步衛星搭載的導航增強信號發(fā)射器，向用戶(hù)播發(fā)星歷誤差、衛星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實(shí)現對原有衛星導航系統定位精度的改進(jìn)。
星基增強系統主要有SBAS衛星、SBAS機載接收機和地面設備組成。地面設備包括地面地球站（GES）、參考站和主站組成，各站之間利用地面通信網(wǎng)絡(luò )連接。
每個(gè)參考站有多臺GNSS接收機，跟蹤并測量到可見(jiàn)衛星的偽距，將觀(guān)測結果發(fā)送到主站。主站證實(shí)衛星信號的完好性，計算一系列修正量，同時(shí)匯總系統的狀態(tài)數據。將處理結果通過(guò)地球同步衛星數據鏈發(fā)送給廣大用戶(hù)，從而達到提高定位精度的目的。在可預見(jiàn)未來(lái)，中國民航不采用SBAS作為GNSS增強系統。
目前，全球已經(jīng)建立起了多個(gè)SBAS系統。包括美國的廣域增強系統（WAAS）、歐洲同步衛星導航覆蓋系統（EGNOS）、日本的多功能衛星增強系統（MSAS）和印度的GPS輔助靜地軌道增強導航系統（GAGAN）等，但從全球航空器的使用情況來(lái)看，還是以WAAS和EGNOS為主。
WAAS(Wide Area Augmentation System)是由美國聯(lián)邦航空局開(kāi)發(fā)建立的用于空中導航的一個(gè)衛星傳播系統，該系統主要是通過(guò)解決廣域差分GPS的數據通信問(wèn)題從而提高全球定位系統的精度和可用性。
c. 地基增強系統（GBAS）
地基增強系統(GBAS)是國際民航組織提出的用于航空飛行器進(jìn)行精密進(jìn)近的差分GPS的系統。它通過(guò)差分定位提高衛星導航精度的基礎上，增加了一系列完好性監視算法，提高系統完好性、可用性、連續性的指標，在機場(chǎng)覆蓋空域范圍內，配有相應機載設備的飛機可以獲得CATI甚至更高標準的精密進(jìn)近、著(zhù)陸引導服務(wù)。與ABAS和SBAS相比較，GBAS的精度更高，可以達到的著(zhù)陸標準更低。
GBAS由地面站、監控設備和機載設備組成。GBAS地面站包括四對參考接收機和天線(xiàn)、地面數據處理設備、甚高頻數據廣播（VDB）設備和VDB天線(xiàn)等。地面數據處理設備通過(guò)結合來(lái)自每個(gè)參考接收機的測量值產(chǎn)生可見(jiàn)衛星的差分校正值；同時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)監測導航信號本身或者是地面站的異常，形成衛星導航系統和本站自身的完好性信息；然后把FAS數據、校正值和完好性信息通過(guò)VDB播發(fā)給機載用戶(hù)。一套GBAS設備可以為其安裝所在機場(chǎng)的所有跑道端提供服務(wù)。
01
腦洞
自動(dòng)駕駛儀并不是基于性能導航的必需設備；
飛行管理系統并不是基于性能導航的必需設備——RNP APCH有兩類(lèi)系統，為獨立系統和飛行管理系統。獨立系統一般由控制裝置、側向偏離指示器、信號器面板（和地圖顯示）的全球導航衛星系統接收器組成。飛行管理系統分為飛行管理系統側向導航系統和飛行管理系統側向導航/垂直導航系統。小型航空器通常裝備的是獨立系統，如GARMIN1000。
除了對于全球導航衛星系統唯一要求之外，RNP1與RNAV1和RNAV2規范之間沒(méi)有太大差異。
附錄 PBN運行程序要點(diǎn)
5.1 飛行計劃
a. 飛行計劃應包括飛行期間預期運行的基于性能導航的能力說(shuō)明。
b. 導航數據庫必須準確有效，并且必須包含適用的程序、航路、航路點(diǎn)和導航設備。
c. 必須檢查適當的導航設備是否可用，該檢查包括所需導航性能或接收機自主完好性監視預測，并必須關(guān)注相關(guān)的航行通告。
5.2 飛行前
a. 必須根據航圖檢查加載的程序。
b. 必須確認選擇正確的傳感器，如果有要求，必須確認完成了導航設備的抑制。
c. 必須確認選擇了適當的所需導航性能值，確認導航性能適合該程序。
d. 必須核查應急程序。
5.3 飛行中
a. 必須遵循制造商的操作說(shuō)明/程序。
b. 必須已經(jīng)選擇了適當的顯示。
c. 側向和垂直偏離不得超過(guò)規定值。
d. 必須遵守高度和速度限制。
e. 如果出現完好性報警、導航顯示標識為“無(wú)效”或者如果喪失完好性報警功能，必須終止該程序。
5.4 航路——RNP 4
航路RNP導航失能，使用備用導航程序。
5.5 航路與進(jìn)離場(chǎng)——RNAV2和RNAV1
a. 應特別關(guān)注從數據庫中選擇正確程序、核查程序、與航路的連接以及不連續處理。還應評估程序管理和新程序選擇，包括跑道變更，以及機組做出的任何修正，諸如航路點(diǎn)的添加或刪除。
b. RNAV1和RNAV2運行主要在導航設備充分覆蓋的區域進(jìn)行；應急程序一般涉及切換至傳統陸基無(wú)線(xiàn)電導航。
5.6 進(jìn)離場(chǎng)——RNP1
全球導航衛星系統數據與其他定位數據整合在一起時(shí)有可能會(huì )造成位置誤差，并且有可能需要抑制其他導航傳感器。應該確認當定位精確度降低時(shí)，相對于所要求的RNP1導航精確度不大可能產(chǎn)生較大影響，否則需要采取抑制其他傳感器的方法。
5.7 進(jìn)近——RNP APCH
a. 選擇正確的進(jìn)近程序并對數據進(jìn)行檢查。
b. RNP APCH程序依賴(lài)全球導航衛星系統定位，開(kāi)始進(jìn)近之前，應該檢查全球導航衛星系統（以及所需導航性能的可用程度）。
c. 任何時(shí)候都有可能由于失去信號而失去全球導航衛星系統更新，但是一般都不會(huì )即刻生成報警。失去全球導航衛星系統信號之后，如果可以保持定位完好性，會(huì )繼續顯示一個(gè)有效的位置。
d. 如果不能維持所需性能，就會(huì )生成報警。則應啟動(dòng)復飛，除非可以目視完成進(jìn)近。
e. 導航規范允許將其他導航傳感器信息同全球導航衛星系統整合在一起，前提是不得超出總系統誤差。如果無(wú)法確立無(wú)線(xiàn)電更新效應，要求抑制無(wú)線(xiàn)電更新。如果可以確定無(wú)線(xiàn)電更新對所計算位置的精確性沒(méi)有任何不利影響，便無(wú)需采取任何行動(dòng)。
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