張 磊

（中國國際航空股份有限公司西南分公司飛行部，四川 成都 610202）

飛機在空中飛行過程中航線，飛行器的加速度，瞬時速度和瞬時位置等方面都是借助導航系統(tǒng)來鎖定。近年來，隨著航空運輸總量不斷增長，航路航線變得更加的豐富，要保障運行變得完善可靠，導航系統(tǒng)作為一個重要體系，要進行不斷的優(yōu)化。過去，傳統(tǒng)導航應用的比較多，傳統(tǒng)導航的應用是航空器依附于地上導航設施(如VOR、NDB、VOR/DME等)所發(fā)射的信號實現(xiàn)引導與定位，實現(xiàn)的功能并不全面，也有一些缺點。當前，基于性能導航(PBN-Performance Based Navigation) 的出現(xiàn)越來越受到重視，和傳統(tǒng)導航相比，PBN在外部環(huán)境較為惡劣的情況下有效為民航的安全運行、高效率服務及正點運行提供有效保障。該導航是國際民航組織(ICAO)基于在區(qū)域?qū)Ш?RNAV)和所需導航性能(RNP)的基礎上以新航行系統(tǒng)(CNS/ATM)為結構，并參考整合了空域概念后所展現(xiàn)的一類航空運行理念。國際民航領域發(fā)展中，也不斷的強化將性能為基礎的導航技術發(fā)展作為新穎航行技術之一，實現(xiàn)飛機從起飛離場，以及后面的所有飛行環(huán)節(jié)進行飛行指導。與傳統(tǒng)導航最大不同在于導航系統(tǒng)的選用方面，傳統(tǒng)導航設施欠缺ILS、VOR以及DME等設備，可以說是一種陸基導航系統(tǒng)。接下來將分析對比性能導航技術與傳統(tǒng)導航存在的區(qū)別， 達到為導航技術的應用做好指導任務。

1 導航(PBN)與傳統(tǒng)導航的概述

傳統(tǒng)導航是依靠地面VOR、NDB、VOR/DME等導航設施發(fā)出信號，以實現(xiàn)飛機的引導與定位，向背臺航跡指引飛行進行的導航模式，飛機就會沿固定的航路飛行。存在的不足是精度不高、約束性強、局限性大，其主要原因就是地面導航臺布局和導航設施性能的制約導致的。性能導航(PBN-Performance Based Navigation)是飛機在一個確定的區(qū)域、航路或終端地區(qū)里飛行所需要的導航性能精度。RNP滿足了飛機機載導航設備(如FMS)在運行方面的有關要求，而且還達到了滿足RNP類型空域的導航系統(tǒng)(如GPS)相關方面的要求。隨著技術的提升還實現(xiàn)了自主監(jiān)視與告警功能。

2 傳統(tǒng)導航和PBN 技術的原理區(qū)別

傳統(tǒng)導航主要在地面設置非常多的導航設施，規(guī)劃了一定的航路，向背臺航跡指引飛行進行的導航，飛機必須沿著已建立起來的航線飛行，在著陸時要有引導和著陸導航系統(tǒng)、VOR導航以及無線電導航、地標／羅盤導航、ADF導航等。同時飛行流程的建構變得很困難，領空也被嚴格限制了，這種導航如果設置的高原地帶，遠洋區(qū)域，導航信號覆蓋不全，其導航精度大大降低，復雜環(huán)境下導航無法應用，飛機的運行安全受到極大威脅。傳統(tǒng)導航的應用還存在一個資源的浪費，隨著民航科技的發(fā)展，大量機型都配備了IRS、FMS、GPS等有關導航系統(tǒng)，如果繼續(xù)用傳統(tǒng)就會使得資源被浪費。性能導航(PBN-Performance Based Navigation)保留傳統(tǒng)陸基導航系統(tǒng)DME、VOR外還應用了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了機載增強系統(tǒng)、GPs定位系統(tǒng)、星基增強系統(tǒng)以及地基增強系統(tǒng)，這些系統(tǒng)定位精度高，可以讓飛機在更高的精確度下引導航跡，減小導航系統(tǒng)誤差最小。衛(wèi)星作為導航源的優(yōu)勢是減小了地面設備興建、維護成本以及飛機運行過程的運輸成本。同時衛(wèi)星作為導航源能夠達到降低信號受遮擋概率，提升導航信號的連續(xù)性、完好性、可使用性，同時還減小了飛行保護區(qū)域的出現(xiàn)，脫離地面建臺的約束，使得到達率和流量提升，增強了航路設計隨意性。

3 PBN與傳統(tǒng)導航的對比分析

PBN與傳統(tǒng)導航的對比主要從二者的航路結構、位置確定、技術系統(tǒng)導航精度、機載設備配置、機載設備幾個方面進行分析。航路結構方面，PBN主要是由不同的航路點組成，不但能進行逐點飛行，而且同樣可以不逐點飛行，即越過航路點進行飛行；傳統(tǒng)導航主要是由同的電臺組成，只能進行電臺至電臺的逐臺飛行。位置確定方面，PBN主要是確定航空器的絕對位置，且這一位置是通過地理坐標予以標示，而傳統(tǒng)導航主要是確定航空器相對于導航臺的相對位置。技術系統(tǒng)導航精度方面，PBN遠遠大于傳統(tǒng)導航。機載設備配置方面，PBN主要應用的航行系統(tǒng)為RN AV系統(tǒng)，這屬于一種新型的系統(tǒng)，飛行員應用這一系統(tǒng)能夠借助準確的航班飛行痕跡開展系列復雜的飛行，諸如進港飛行、離港飛行等，無需地面導航設備的輔助；而傳統(tǒng)導航主要應用的是單雙套設備，其精度和可靠性比不上PBN。機載設備方面，PBN主要通過接收機和飛行管理系統(tǒng)來選擇合適的導航源，傳統(tǒng)導航則要通過傳統(tǒng)導航來接受新型，這需要地面導航臺和機載接收機的輔助，綜上所述，PBN在各方面均優(yōu)于傳統(tǒng)導航，且飛行更為安全，經(jīng)濟效益更為可觀。

4 傳統(tǒng)導航和PBN技術的效益對比

PBN技術各個方面都會優(yōu)于傳統(tǒng)導航，不但靈活性，精度和可靠性高，而且經(jīng)濟效益更好。用衛(wèi)星導航就可以在任何給定起降點之間自主選擇航線，同時飛行員無需再依靠地面導航設施，只通過精確定義航跡飛行就行。而且在PBN技術下，航路之間的距離將變得更加小，同時還能提升在給定空域內(nèi)更多的容量。