基于性能导航 (Performance Based Navigation, 简称“PBN”) , 是国际民航组织 (ICAO) 在整合各国区域导航 (RNAV) 和所需性能导航 (RNP) 运行实践和技术标准的基础上, 推出的一种新型运行概念, 涵盖了从航路、终端区到起飞和进近着陆的所有飞行阶段。PBN在导航精度, 完好性适用性以及连续性等方面都超越以往的导航方式, 它代表了从基于传感器的导航到基于性能导航的转变。国际民航组织要求各缔约国在2009年底前制定PBN实施规划, 2 0 1 6年完成全部实施工作, 全球一致地从基于传统地面导航台的飞行过渡到PBN运行。中国民航局决定加快PBN技术的应用, 为了科学有效地组织实施, 民航局成立了以副局长李健为组长的领导小组, 负责统一组织我国PBN的规划和实施工作, 决策重大项目和问题。同时下设PBN办公室, 组织具体实施工作。目前整个民航界都高度重视此项技术, 局方, 公司以及相关院校都深入开展了P B N学习培训, 运行标准也在制定之中。
PBN是建立在RNAV和RNP的基础之上, 它将RNAV和RNP等一系列不同的导航技术应用归纳到一起, 涵盖了从航路到进近着陆的所有飞行阶段。与传统导航相比, PBN展现了巨大的优越性。在传统导航中, 其航线计划是按逐台飞跃的无线电定位只能定出飞机相对于电台的位置, 因此其相应的程序设计受到了地面电台台址的束缚, 造成航线距离过长进离场程序设计难度大, 且往往不合理除此之外, 为保证飞行安全, 飞机运行的保护区余度往往很大, 降低了空域利用率, 这种导航方式效率低、经济性差, 已不能满足日益发展的民用航空需要, 影响了民航强国此目标的实现。反观PBN, 在继承了RNAV和RNP的优点的同时, 也最大程度的消除了这两者的缺点。R N A V与RNP系统基本类似, 两者最大的不同点在于RNP在RNAV的功能基础上具有自备性的监视及告警功能。RNAV允许飞机在台基导航设备的基准台覆盖范围内或在自主导航设备能力限度内或两者配合下, 机组可以自定义的航路点, 按任何希望的飞行路径运行。这种导航方式脱离电台台址束缚, 便于编排短捷的希望飞行路径, 便于发挥多套组合及多种导航系统组合的优势。RNAV定出的是飞机在地球上的绝对位置, 传统导航定出的飞机相对于电台的位置, 反映在导航计算方法上, R N A V按飞行计划转换到航线坐标, 算出向前方航路点飞行的已飞距离或待飞距离和航迹的侧向偏离;所有的计算是大圆航线上进行的, 而传统导航的计算式在当地地图投影平面上进行的。但RNAV存在自身劣势, 首先不同航空公司间用于RNAV导航的机载设备从简单到复杂, 形式及功能都多样, 性能也参差不齐, 比如V O R/D M E, D M E/D M E, I N S, GNSS等系统都能实现区域导航, 因此针对于RNAV导航的仪表飞行程序设计, 没有一个固定的标准。通常完成相同的管制指令, 由于以上诸多原因, 使得飞机飞行轨迹和性能都不一样。另外程序设计的更新对机载设备和导航技术有更高要求, 这使得航空公司不得不为满足需求而进行相应的资金投入及人员资格培训, 造成航空公司运营成本增加。RNP为:飞机在一个确定的航路、空域或区域内运行时, 所需的导航性能精度。RNP是在新通信、导航和监视技术开发应用条件下产生的新概念。在实际应用中, RNP概念, 既对空域提出要求, 也对机载设备提出要求。对空域特性要求而言, 当飞机相应的导航性能精度与其符合时, 便可在该空域运行。P B N尽可能的消除了以上缺点, 其在RNAV基础上做到以下几点。
(1) 减少基于传感器航路建立及相应的程序设计。
(2) 避免因导航系统更新而造成变更运行, 所带来的资金投入。
(3) 提高了空域利用率, 航路规划合理性, 燃油效率, 降噪效应。
(4) 统一的全球导航标准, 简化运行认证流程。
截止到目前, 中国民航约有1200架运输飞机, 其中97%的飞机都具备了RNAV能力。已经具备或基本具备RNP能力的飞机约6 0 0架, 而且由于新进飞机均具有R N P能力, 预计约5年后, 具有R N P能力的飞机将达到75%, 具有RNAV能力的飞机将达到99%。中国民航已经在天津、广州实施了RNAV, 并计划在北京、上海 (浦东、虹桥) 、广州、深圳、武汉、沈阳、成都、西安、乌鲁木齐实施RNAV。已经在拉萨 (包括夜航) 、林芝、九寨、丽江成功实施了RNP, 邦达、康定、延吉、西宁、黄山、张家界的RNP项目正在开展, 对空域复杂的机场论证也正在准备之中。规章方面, 中国民航已经颁布了很多关于RNAV和RNP的咨询通告, 初步建立了PBN的运行规章体系。另外, 我国现有1 6 0个民用运输机场, 到2 0 2 0年, 机场数量将达到2 4 4个, 其中大部分新建机场将是山区机场或处于空域拥挤的地区, PBN新技术将解决地形复杂机场面临的导航难题, 降低地面导航设施的建设成本, 增加拥挤地区机场的空域容量, 并大大提高航班的正常性。
由此可见, PBN在中国的发展具有良好的外部环境, 可行性强。我们应该看到PBN技术的光明未来, 应紧跟民航新技术的前进步伐, 全面深入地展开PBN技术的研究。民航强国重在教育。民航院校应该将PBN纳入理论教学体系, 开设PBN技术相关课程, 在飞行训练中设置PBN训练科目, 以充实提高教学方法, 教学内容, 力求达到能为局方、空管、机场、航空运营人等单位和人员进行PBN培训的能力。我们相信在国家高度重视下, 局方、公司、民航科研院校的通力配合下, PBN在中国必将会得到深入推广及应用, 为实现民航强国这一目标起到巨大的推动作用。
摘要：在民用航空上百年的发展历程里面, 导航方式经历了数次重大变革, 而每次变革在提高民用航空安全的同时, 也带来了巨大的社会经济效益, 而今我们又即将迎来导航方式又一次革命性的转变—基于性能导航。作为我国建设新一代航空运输系统的核心技术之一, 基于性能导航的实施是实现我国民航强国战略计划中的重要组成部分, 它的应用和推广将对我国民航的飞行运行、机载设备、机场建设、导航设施布局和空域使用产生重大影响, 对有效促进民航持续安全、提高飞行品质、增加空域容量、减少地面设施投入和节能减排等具有积极作用。
关键词：PBN,RNAV,RNP