1,RNAV 原理,,,2,目标,RNAV是什么 ? 航路点(Waypoint)是什么 ? RNAV 定位 为什么使用GNSS 而不用GPS做名称 ? RNAV 运行 垂直引导进近,3,夜航和天气 机场围界灯光 旋转照明灯标 航路照明,最初的导航,IFR 我跟随通路.,飞行通路 铁路轨道 别的可以看出什么,4,Radio: 1920-30 无线电导航信号发射台 4 航向无线电信标系统 VOR: 1930-40 ILS: 1940-50 (进近辅助) DME: 1960,无线电导航,VOR 在过去的几十年做了很大贡献,ILS 现在依然贡献很大,自动调整功能现在依然贡献很大,5,传统导航,地基导航辅助设施 (航空器飞越导航辅助设施或交叉定位点) 精度取决于距离 (保护区变大) 设计的灵活性有限,Radio Ranges(4 Course) Non Directional Beacons VORs ILS DME(Pilot tuned),6,RNAV的发展,惯性导航系统(自助式) GPS/GLONASS & 增益(星基),LOng RAnge Navigation远距离导航 (LORAN) OMEGA 无线电导航系统 VOR/DME & DME/DME (自动的),飞行管理系统 (多传感器),,,航空器飞的是航路点,7,RNAV 航线,RNAV: AREA NAVIGATION（区域导航）,航线更短 …. 更多的航线容量 .,关键 : RNAV :导航方法,9,RNAV 系统,飞机实际位置,Space based,Ground based,Self contained,10,RNAV 定位方法,RNAV系统 识别下一个航路点（waypoint）, 选择最恰当的导航源确定其位置 将导航信息提供给自动驾驶仪，以便其控制飞机飞向下一个航路点 可以手动飞行RNAV 路线,11,‘导航’ 功能将计算包括飞机位置，速度，航迹角度等参数。
这些数据在导航显示器 (ND)或 偏航指示器 (CDI)上有时这些数据也可能显示在飞行指引仪(FD)并输入到自动驾驶仪中 CDI:偏航指示器 （Course Deviation Indicator）. 用于显示飞机位置和预计航迹或径向线 偏差的仪器导航功能和显示设备,12,EFIS,PFD,ND,MCDU,ND,PFD,ND:导航显示器 （Navigation Display）, 座舱中用于显示和记录与飞行有关的信息的仪表,13,FD飞行指引仪 vs 自动驾驶仪 AP,FD: Flight Director. FD接通时, 控制指令 (引导指令) 使用导航计算机给出的数据，由自动驾驶仪完成指令计算 显示在主用飞行显示器(PFD)上 但是需要手工操作飞机以保持航迹14,FD飞行指引仪 vs 自动驾驶仪 AP,AP: Autopilot 无需人工干预的，用来引导飞机的机械，电子或液压系统 AP接通时 控制指令, 由导航计算机给出, 传输给飞行控制系统以引导飞机完成飞行. 这种信息也显示在主用显示器上 (PFD).,15,飞行计划的平面图,开始下降点,下降信号截获点,下一个航路点,,,,,,16,GPS PRIMARY,CLB FLT4567890 CRZ OPT REC MAX FL350 FL370 FL390 REPORT UPDATE AT *[ ] BRG /DIST ---° /----.- TO [ ] PREDICTIVE GPS GPS PRIMARY REQUIRED ACCUR ESTIMATED 2.1NM HIGH 0.16NM GPS PRIMARY,传感器,旁切 转弯,,,,,导航性能,17,,,所有的RNAV航迹都要编码输入到导航数据库中。
机载导航数据库 机场信息 可用的导航设施 遵循的飞行路径 (航图),18,航路点（WAYPOINT）,航路点使用WGS84坐标系统 IAF, IF, FAF, MAPt, MAHF 进场或离场航路点,旁切（Fly-by/FB）航路点,图标 : :,飞越（Fly-over/FO）航路点,图标 :,IAWP, IWP, FAWP, MAWP,在第 12次修订已经删除这些缩写,19,航路点,,Fly-by waypoint,Fly-over waypoint,,,20,,,,,WP1 : FLY-OVER WP2 : FLY-BY,,21,关键点No. 1,航空器位置可以从不同的导航传感器获得,航路点可以定义成 flyby 或 flyover,22,我们在哪里 ?,23,RNAV VOR-DME 定义,,D,,,,,D2,,21,,,DME DME 定位,25,INS : 惯导导航系统 IRS : 惯性参考系统,根据起始位置提供飞机的实际位置 使用非常精确的加速计测量水平加速度 位置积分运算 , -加速度 地速 目前位置 / 起始位置 INS: 具有一个在飞行全程都保持水平的水平台 ( 使用陀螺仪) -为水平导航提供数据 IRS : 平台与飞机结构相连，通过计算获得虚拟水平台 ( 使用陀螺仪信息, 同时检测俯仰变化 ) -为水平导航和垂直导航提供数据 ( 垂直加速度),26,RNAV 定位 GNSS,卫星的测量范围允许用户来计算位置:,27,GNSS导航电文,每个卫星发送的导航电文包括 卫星Id 卫星位置 时间 其它信息,28,,,,,,,,,,,,,29,,,,,,,,,,,,,5 校正站,3 注入站,1 个主控站,GPS地面控制站,30,位置是否满足导航需求？！,ICAO GNSS Manual – Doc 9849 First Edition 2005 Advanced 2nd Edition 2012,31,完好性,,GNSS 信息不可用,ICAO GNSS 增强概念,,增强系统,,GAGAN,,,33,ABAS,基于位置计算使用的信号的冗余信息 RAIM : 接收机自主完好性检测（Receiver Autonomous Integrity Monitor） 使用系统信号 ( GPS) 至少收到5颗卫星信号 ( 6 个可以进行故障排除) AAIM : 飞机自主完好性检测（Aircraft Autonomous Integrity Monitor） 多传感器飞机 使用其它导航源信号,,34,,SBAS,,,35,GBAS结构,,36,各种增强系统相对应的着陆标准 ?,ABAS,非精密进近（NPA）,,,+ VNAV: 带有垂直引导的着陆 APV baroVNAV,SBAS,,,带有垂直引导的着陆 APV I and II,GBAS,精密进近（PA）,,,ICAO GNSS Manual – Doc 9849 First Edition 2005 Advanced 2nd Edition 2012,,approach,,,,,,,,,,,,,,,,GNSS 模式,,IMAL 是与GNSS 模式相关联的,37,38,关键点2,飞机位置的可用性应满足完好性要求,实际导航性能应提供给飞行员,ATC 和程序设计人员不考虑导航信号丢失的情况,39,我们能作什么 ?,40,,,,航路,终端区,进近,AIRWAYS PDR,SID/STAR INITIAL,PA,NPA,CAT I,,,,,CAT II,CAT III,,,APV,BaroVNAV,APVI,,,APVII,,,,使用GNSS的RNAV 运行,,没有设计规范,,要求使用SBAS,,要求使用GBAS,41,不同GNSS性能的报警限制区域示意。
基于飞机位置概率10-7,,不同的GNSS导航性能等级,,42,RNAV NPA :LNAV 进近,2D RNAV = LNAV RNAV 系统在最后进近阶段仅提供水平引导 ABAS为最低设备需求 导航设备 GNSS,,,,,IAF,IF,FAF,MAPt,,43,精密进近 ( PA),在最后进近阶段提供水平引导和垂直引导 只能使用 GBAS 程序标识 GLS,标识 : GLS RWY 13 GNSS Landing System,- 信道号,- Channel number - GBAS VHF data broadcast (VDB),title : GLS RWY 13 GBAS Landing System,44,带有垂直引导的进近程序（APV）,在最后进近阶段提供水平引导和垂直引导 2 个子类： APV BaroVnav ABAS + VNAV 功能 APV SBAS 机载SBAS接收机,APV： Approach Procedure with Vertical guidance: 可以提供水平和垂直导航，但是导航能力不符合精密进近的要求的仪表进近程序,45,Approach Types PA - APV- NPA,PA,水平引导 垂直引导,DH,MDH,NPA,水平引导 (最后航段),,,带有垂直引导的进近,,46,APV SBAS LPV,,垂直引导如何飞行 ?,APV BAROVNAV LNAV VNAV,NPA LNAV,NPA CDFA,CDA,47,APV :带有垂直引导的进近 Approach with Vertical Guidance,48,哪些系统能够提供垂直引导?,GNSS + VNAV,BARO VNAV,WASS / EGNOS + SBAS Receiver,APV SBAS,计算的出的垂直引导信息 基于气压高度,几何垂直引导信息 基于卫星信息,50,,baroVNAV : LNAV / VNAV,,最低温度,标示: RNAV (GNSS),程序标题,最低运行标准表,,,RNAV (GNSS),NPA: LNAV,51,小结,52,RNAV (GNSS),,,,APV SBAS,APV Baro VNAV,NPA,53,关键点,只有RNAV 运行才能应用APV 很多飞机都有BaroVNAV 装备 APV程序的类型取决于垂直引导的计算方法： APV I or II ( SBAS) : 使用卫星导航信息 几何垂直引导 APV baroVNAV VNAV 功能 依赖于气压导航,强烈建议实施 APV 程序,54,NPA如何进行垂直运行 ?,两种飞行方式 : ‘俯冲下降法’ ‘稳定进近’ 飞行程序设计不对飞行方式进行考虑,55,DIVE AND DRIVE 俯冲下降法,立即下降至梯级下降定位点高度，或相应的MDA/H 下降率 15% 在MAPt或其之前开始复飞,56,STABILIZED APPROACH 稳定进近,使用连续稳定的下降率直到： 跑道头上方 50 ft 适当修正过FAF 和SDF的最低过点高度 复飞开始于 : 在MDA/H时未能建立目视参考 不低于MDA/H 不晚于MAPt,57,在NPA最后进近阶段使用的稳定进近飞行技术 在FAF和跑道头之间 使用连续的下降角 可以使用飞控生成的垂直航迹 (使用FMC VNAV 功能),CDFA :连续下降最后进近 CONTINOUS DESCENT FINAL APPROACH,58,,,,,,,,,,,,,,CDFA,,50 FT,MOC,MDA,MAPt,,DIVE and DRIVE,CDFA : NPA最后进近阶段特殊的飞行方式。
使用连续进近方法直到DA（H）,CDFA,3°,FAF,59,CDFA,NPA 程序使用 BaroVNAV 功能作为 参考 = CDFA 在FAF和SDF使用同一 ‘计算’ 得到的下滑角 气压高度表是控制垂直下降的主用设备 垂直系统只是飞行员运行的辅助 辅助/ 参考 引导 运行中的其它问题 : 如何将MDA 转换为 DA ? 温度修正 ? QNH 检查程序 ?,60,Stabilized approach,各航段事故统计,提供垂直引导 ILS , APV BARO-VNAV, APV SBAS 在最后进近阶段使用连续下降,CFIT 预防措施,关键。