RNP，精密导航技术

黄药师 · 发表于 2009-10-22 11:57:16

RNP

　　涵义

　　RNP（Required Navigation Performance）精密导航技术，是利用飞机自身机载导航设备和全球定位系统引导飞机起降的新技术，是目前航空发达国家竞相研究的新课题和国际民航界公认的未来导航发展的趋势，也是中国民航局大力推进的一项技术。与传统导航技术相比，飞行员不必依赖地面导航设施即能沿着精准定位的航迹飞行，使飞机在能见度极差的条件下安全、精确地着陆，极大提高飞行的精确度和安全水平。利用RNP导航对于地形复杂、气候多变的我国西部高原机场意义重大，加装精密导航系统的飞机亦能突破机场目前的起飞天气标准和最低下降高度限制，大幅度减少天气原因导致航班延误、返航的现象，极大增强机场航空客货运输能力。

　　RNP 代表所需导航性能。它是一种飞机导航方法，使用现代化的飞行计算机，全球定位系统(GPS)技术和创新的程序，使飞机能够按照预定航径精确飞行。RNP通过持续监控以及在位置不确定时提供报警（RNAV不具备此特点），确保准确的导航性能。

　　过去十年间，RNP被精确用于机场进近和离场程序。RNP的航径设计能够缩短飞行距离，减小推力设定值，为航空公司节省几百万美元的油耗，同时还减少噪音和排放，使机场周边区域和环境受益。此外，RNP的准确性和全天候能力能够极大地加强飞行安全。

结合技术、程序和第三方所需的RNP运行批准是一项重要工作，类似于CAT III进近的批准工作。部署RNP设备以及付出培训努力之后，再分阶段实施，这样可使规章当局对用户的RNP能力充满信心。

VOR/DME区域导航(RNAV)允许在飞行员确立的点之间的任何直接航路上进行电子的航向引导。尽管RNAV是一个适用于很多导航设施的一般术语，如LORAN-C，GPS或其他的，本节将涉及基于VOR/DME的RNAV。VOR/DME RNAV不是一套单独的地基(gournd-based)导航设施，而是一个使用VOR/DME和VORTAC信号的导航方法，这些信号经过了飞机的RNAV计算机特别处理。

　　按其最简单的形式，VOR/DME RNAV允许飞行员电子地VORTAC到更为方便的位置上。一旦电子地重新布置后，它们就被称为航路点(waypoint)。这些航路点被描述为所用的VORTAC服务范围内选定的方向和距离的组合。【以VOR为中心，用距离和方位就可以确定其服务范围内的任意一个唯一的点的位置，这个点就可以定义为航路点。】这些航路点允许几乎任何出发点和目的地之间以径直航线飞行，而不用考虑VORTAC的方位或航路的存在。

　　尽管VOR/DME RNAV单元的实际能力和运行方法不同，但是基本的运行原理都是一样的。强烈建议飞行员在使用VORDME RNAV或任何不熟悉的导航系统之前研究制造商的操作指南和接收指令。也应该从标牌或者飞机飞行手册/飞行员操作手册(AFM/POH)的附录部分查找运行信息和限制。

　　基于VOR/DME的RNAV单元至少以三种模式运行：VOR，航路(En Route)，和进近。也可能在某些型号上发现第四种模式：VOR平行(parallel)。区域导航单元需要VOR和DME信号才能运行在任一RNAV模式。如果选择的导航设施是一个没有DME的VOR，那么RNAV模式是不起作用的。

　　在VOR (或非RNAV) 模式中，RNAV单元的功能只是一个有DME能力的VOR接收机。如图14-30。VOR指示器上单元的显示在各方面都是按惯例的。对于在确立的航路或任何其他常规VOR导航上的运行，就使用了VOR模式。

　　要使用单元的RNAV功能，飞行员要选择一个航路点或者一系列航路点以确定一条航线。要运行在任一RNAV模式，这个单元需要方向和距离信号；因而，需要选择一个VORTAC作为导航设施。为确立一个航路点，位于一个VORTAC服务范围内的某个点根据方向和距离而被定义。一旦航路点被输入到单元，就选择了RNAV的航路(En Route)模式，航向偏差指示器就会显示到航路点的航向指引，而不是原有的VORTAC。【在航路模式中，航向偏差指示器指示到航路的方向指示，不是航路所属的范围的VORTAC。】DME也会显示到航路点的距离。很多单元都有存储几个航路点的能力，允许在飞行前对它们进行计划，如果想要的话，就可以在飞行中调出。

　　RNAV航路点以精确到十分之一的磁方位度数(例如275.5度)和距离海里数(例如25.2海里)输入到单元中。在航图上绘制RNAV航路点的时候，飞行员会发现测量到那种水平的精确度是很困难的，而在实践应用中，大多数时候是不不要的。很多飞行规划出版物以这样的精度发布机场坐标和航路点，RNAV单元可以接受这些数字。在CDI运行和在RNAV模式中的显示有一个难于理解的但是很重要的差别。

　　在RNAV模式中，航向偏差是根据直线的偏差来显示的。在RNAV航路模式中，CDI的最大偏转典型地表示选择的航线每边5海里，不考虑距离航路点的距离。在RNAV进近模式中，CDI的最大偏转典型的表示选择的航线每边1.25海里。在飞机以RNAV模式接近一个航路点时，CDI的灵敏度并没有增加。

　　RNAV进近模式用于仪表进近。它的精密的刻度宽度(四分之一航路模式)可以非常精确的向背跟踪一个选择的航路点。在目视飞行规则越野导航中，以进近模式跟踪一个航向是不值得的，因为它需要很多注意力，很快就变得让人厌烦。

　　第四种在一些单元上很少使用的模式是VOR平行模式。在飞机向背VORTAC时，这允许CDI显示直线(不是角度的)偏差。它是由于飞行员在所选的一个固定距离处(如果想要的话)偏移一个选择的航向或航线而得名的。VOR平行模式和直接把一个航路点放在VORTAC上有相同的效果。一些飞行员为了附近的VORTAC之后的航线更加平滑，在利用他们的自动驾驶导航跟踪功能时选择VOR平行模式。

　　在使用基于VOR/DME的RNAV导航一架飞机时，混淆是可能的，飞行员熟悉安装的装置是必须的。已经知道有的飞行员由于漏看开关位置或信号器而导致非预期的操作，从而没注意以一种RNAV模式运行。相反的也反生过，由于飞行员漏看开关位置或信号器而疏忽把单元设定在一种运行模式。自始至终，谨慎的飞行员不仅熟悉所用的设备，而且在可以使用其他方法交叉检查时不能就完全相信一种导航方法。

RNP和RNAV运行能力正迅速成为对各航空公司的标准要求。RNP性能水平决定其能否在世界范围内更大的空域运行。RNAV的运行，提高导航的灵活性、允许更经济的运行，这样就直接为航空公司提高经济效益。
以下，将讲解RNP和RNAV运行、概念和各种RNP空域类型的定义等基本信息。还将介绍RNAV空域结构、运行考虑因素以及应急处置程序。
注意：飞行人员和相应的地面保障人员需要掌握RNP/RNAV知识。

RNP概念
RNP 概念是91、92 年间由FANS 委员会向ICAO 提出的。94 年，ICAO 在正式颁布RNP 手册(Doc 9613-AN/937)中定义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，既影响空域，也影响飞机。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。要求飞机在95％的飞行时间内，机载导航系统应使飞机保持在限定的空域内飞行。

提出RNP 的目的
ICAO 提出RNP 概念并作出相应规定的目的是：改革以往对机载导航设备管理方式，从无休止的设备审定和选择工作中解脱出来；在规定的航路空域内运行的飞机，要求其导航性能与相应空域能力相一致，使空域得到有效利用；不再限制机载设备最佳装备和使用；作为确定飞行安全间隔标准的基本参考。

RNP概念下的RNAV运行
在RNP运行条件下，大多数航空器需携带RNAV机载设备,这在各国或地区有相关要求。为满足RNP运行批准要求，RNAV设备必须有相对应的性能和功能。具体在后面有详细说明。
RNAV运行不需要航班飞越地面导航设施，允许在一定精度范围内按预设航线飞行。RNAV设备根据一个或多个不同导航源自动定位。典型的机载系统可以沿航迹计算距离，计算到选择的航路点的预计时间，并提供持续的航行指引。RNAV设备还可以提供大范围内相关导航数据。

RNAV优点
大量的实际运行表明，RNAV运行有诸多优点。这其中有：直飞航路减少飞行时间，建立双或平行的多航路以增加交通流量，为飞越高流量终端区的航班设定迂回航路。基于RNAV的备用或应急航路同样减少了地面导航设备的数量。

RNP空域规定
RNP可设定在：
1.某固定航路。
2.某区域
3.空域的某一部分，如指定航路某些高度层。
4.指定尺度的任意空域。
RNP 可用于从起飞到着陆的各个飞行阶段，但需要不同的RNP类型。

RNP和最小间隔
RNP仅仅是导航精度要求，其仅作为决定最小间隔的一部分。独立的RNP并不代表任何最小或标准间隔。
RNP空域的构成
为更深入了解RNP运行带来的好处和运行要求，作为飞行机组、飞行签派员和公司运行人员需要掌握RNP空域的构成。

导航性能精度
导航性能精度是确定RNP类型的界标。这基于水平范围内允许的整体系统误差（TSE），包括侧向和纵向（垂直航路和沿航路方向）。侧向范围方面，TSE被假设为飞机的真实位置和导航系统计划的飞行航路中心线间的差异。纵向范围方面，TSE被假设为到规定航路点的显示距离和到该点真实距离的差异。这两个范围中的TSE必须各自独立评估。TSE是导航系统误差、RNAV计算误差、显示系统误差和飞行技术误差FTE的综合。其中飞行技术误差指机载显示的飞机位置和预设位置的误差。

ICAO RNP
ICAO RNP是区域导航的一项功能。航路点由公布经纬度坐标构成。RNP精度由两个值确定，第一是距离值，单位为海里，其确定RNP类型，第二是总飞行小时的百分比。

RNP类型
RNP类型由相关RNP空域的精度值决定。
<RNP1类型，可提供精密仪表进近和需考虑超障的离场。当前只在经过特别批准的航空公司运行的特别地区，比如仅Alaska航空公司在Juneau机场的RNP运行。
RNP1类型，RNP1 系指以计划航迹为中心，侧向（水平）宽度为±1 海里的航路。RNP1提供最精确的位置信息以支持灵活航路。从机场终端区到航路，对运行、进离港程序、空域管理都是极为有益的。
<RNP1和RNP1也可称为精密RNAV（PRNAV），目前仅有限地应用于特定空域。
RNP4被设计用于一定距离的导航台之间航路和空域，通常在大陆空域。
RNP5，目前在欧洲空域，是要求绝大多数航空运输运行的标准，也被称为BRNAV（基本区域导航），RNP5是过渡性标准，起源于RNP4，该标准允许实施RNP程序来使用目前的导航设备而无需改变航路结构。这旨在使空域设计和有利于潜在使用者方面有着更大的灵活性，如更多的直飞航路和更省油。RNP5可通过传统的航路导航设备（如VOR/DME）来实现。
RNP10应用于远洋和偏远缺少导航台的区域。目前，是北大西洋和中、北太平洋运行标准。
RNP12.6有限用于缺少导航台空域的优化航路。
RNP20提供最低空域容量的ATS。
在实际应用中，RNP12.6和RNP20很少使用，也没有这样分类的空域。

ICAO RNP容量参数
确定水平范围内的总系统误差就决定了RNP类型。有两个部分，侧向和纵向范围。侧向范围方面，TSE被假设为飞机的真实位置和导航系统计划的飞行航路中心线间的差异。RNP类型值就决定了航迹每侧允许的距离误差。纵向范围方面，TSE被假设为到规定航路点的显示距离和到该点真实距离的差异。RNP类型值决定了到规定航路点允许的距离误差。
所谓RNP XX，就是95%总飞行时间不得偏移航道两边XX海里。这就意味着95％总飞行时间内航空器必须在“空域块”内。
以规定的RNP1 类型的航路为例，在95％总飞行小时内航空器真实位置必须保证在规定航迹或前或后、或左或右，1海里以内。RNP1 系指以计划航迹为中心，侧向（水平）宽度为±1 海里的航路。

jf51bb · 发表于 2009-10-22 12:14:07

这个是什么啊，呵呵

283954693 · 发表于 2009-10-22 12:52:22

这个是什么啊，呵呵

cheng3654 · 发表于 2009-10-22 13:05:13

黄师傅？？麻神？这是什么啊

grass.6 · 发表于 2010-8-13 21:55:09

要RNP了，原来是这样

蓝天称雄 · 发表于 2010-8-15 14:18:42

什么东东，看不懂

qingchun · 发表于 2010-8-15 22:50:01

要RNP了，原来是这样

zhang55599 · 发表于 2010-8-17 14:53:11

这个材料很有用啊

chongtian · 发表于 2010-8-17 15:55:21

谢谢楼主，太好了。

雷柏 · 发表于 2011-5-1 20:44:53

讲的很详细，但是有些地方感觉翻译的很生硬不太好理解

英雄一代 · 发表于 2011-5-1 21:09:50

这东西一直没整明白

雷柏 · 发表于 2011-5-20 19:18:34

呵呵，看来要学习的东西真的是很多呀

flylicense · 发表于 2011-5-20 21:27:14

了解一下，充实头脑

apoloc · 发表于 2011-5-21 09:44:11

了解了，谢谢

电音大豆 · 发表于 2011-6-15 16:49:36

一直想学的东西~

过本本 · 发表于 2011-8-9 11:52:10

够细的

天之翼 · 发表于 2011-8-9 13:48:48

太高深了不懂

格利高里 · 发表于 2012-1-7 01:13:05

RNP是趋势~~~

liu5031 · 发表于 2012-3-6 20:56:20

介绍的很好

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[知识面拓展] RNP，精密导航技术

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