RNP程序的运行监控

发表时间:2018/5/2   来源:《科技中国》2017年12期   作者:吴磊
[导读] 摘 要:为了规范空域系统的飞行行为和地面导航设备标准,针对航路的性质、用途及运行的地理环境,规定了在一个给定的航路或空域内所有的航空器必须达到的导航精度,即所需导航性能(RNP),从而使采用同样间隔标准的同类航空器和同类飞行活动出现在同一空域内时,既减小了间隔又提高了空域的利用率;

     摘 要:为了规范空域系统的飞行行为和地面导航设备标准,针对航路的性质、用途及运行的地理环境,规定了在一个给定的航路或空域内所有的航空器必须达到的导航精度,即所需导航性能(RNP),从而使采用同样间隔标准的同类航空器和同类飞行活动出现在同一空域内时,既减小了间隔又提高了空域的利用率;同时,提高了空域的运行安全程度。本文通过对RNP 程序和传统导航方式进行比较,找到与传统导航的运行监控的一些不同要求,且分析了在RNP程序非正常情况及处置方法。最后,对RNP的运行监控的注意事项进行了总结。
      关键词:所需导航性能(RNP);传统导航方式;运行监控
      引 言:随着全球航空业的飞速发展,空中交通流量急剧增加,基于传统运行方式的航路结构难以满足航班量增加的要求,航路和终端区空中交通拥堵的现象时有发生,影响了飞行安全,降低了运行效益。
      在我国西部地区陆基无线电导航台稀少,大都无雷达覆盖,如果在这些地区引入RNP 的思想,进行空域再设计,实施区域导航,既可以很好地保证飞行安全,又可以产生明显的效益。在我国的东部地区,航路拥挤,交通流量大,可以实施平行偏置飞行,设计平行航线,增加航路容量,减少飞机等待,提高运行效益,保证飞行安全。RNP程序的运行对航空公司的签派人员也是一个挑战。新的导航技术需要新的运行控制模式,特别是运行监控。
      一  传统导航方式的运行监控
      1.1 运行监控的要求
      根据要求,飞行签派员必须充分利用各种通讯手段或其他适用方法对每架运行中的飞机实施监控,了解飞机的运行动态;在飞行期间机长应通过公司电台等尽量与飞行签派员保持联系以互通信息,如公司位置报告点的联系等。但在飞行关键阶段包括滑行、起飞和着陆的所有地面操作,以及除巡航飞行以外的在 3000米(10000英尺以下进行的所有其他飞行操作)机长与飞行签派员的这种联系应尽量减少或避免,除非这种联系是飞行安全所必需的;飞行签派员承担的监控责任应从飞机起飞、目的地机场着陆或完成与另一名飞行签派员之间的正常换班或接替运行监控的飞行签派员之间的交接协调为止。
      1.2 飞行签派员职责
      飞行签派员在飞机运行过程中必须为机长提供保障飞行安全的更多信息或资料,在运行监控过程中必须负责运行监控的飞行签派员应与机长保持通信联络。及时准确向机长报告任何可能影响飞行安全的补充信息;在非正常情况下,当机长不能执行原定飞行计划时,提供必要协助;掌握起飞机场、航路、目的地机场和备降机场的天气变化情况、航行通告以及相关机场的设施和各导航设备的状况,并及时将最新的信息通报给机长;监控飞机燃油计划执行情况及剩余油量;
      紧急情况、机械或其他操作故障时,帮助机长取得最低延误,并通知相关部门;签派员及时记录与飞行机组的通信内容;保证航班安全、合法和高效率的完成。
      1.3 运行监控的通信手段
      国内的地空通信可以分为数据链通讯和语音通讯。数据链通讯使用较多的是航空器通信寻址和报告系统(ACARS);语音通讯主要包括VHF无线电通信、HF无线电通信、卫星通信系统、语音粘贴(PHONE PATCH)。
      1.4 运行监控程序
      运行监控是签派放行工作的延伸,是飞行签派工作的重要组成部分,责任签派员必须监控其责任区内的每次飞行的进展。


      二  RNP程序的运行监控
      2.1 RNP程序的运行监控
      对于基于GNSS的RNP程序,签派员应增加以下一些方面的监控内容:
      1) GPS性能的监控:运行控制部门应随时将有变化的GPS性能预测信息及时传递给运行中机组。运行RNP程序,利用全球定位系统 (GPS),使飞机按照预定航径精确飞行。所以GPS性能的好坏直接影响了航径的精确性。当导航系统的误差超过允许极限,不能胜任导航工作,及时将信息传达给机组。一般采用接收机完整性自动监视(RAIM)预测GPS性能,该预测考虑已知的或预计的GPS卫星失效,以及对导航系统传感器可能产生的其他影响。预测时使用的遮蔽角不能低于50,因为运行经验表明低高度上的卫星信号不可靠。RAIM可用性预测应考虑最新的GPS星座NOTAM,并与机载设备使用同一种算法,或使用更保守的算法。
      2) ANP的监控:运行控制部门应对RNP运行中的实际导航性能(ANP)实施监控。当ANP小于等于RNP时,飞机能正常向前飞行;当ANP大于RNP时,应该为飞行员提供警告信号。
      3) 航迹偏离监视:运行监控部门对飞机的水平和垂直交叉航迹偏离进行监视,确保航空器保持在程序定义的限度内。对于使用航迹偏差指示器(CDI)作为水平航径跟踪的设备,飞机飞行手册(AFM)或航空器资格指南应声明航空器支持的RNP值和运行以及对CDI刻度的影响。飞行机组必须知道CDI满刻度的偏离值。航空电子设备可以自动调定刻度或者飞行机组人工调定刻度。如对于RNP  AR程序(特殊RNP运行)进近时,要求飞机除非航空器与计划跑道之间存在目视条件否则偏离限制要求不得超过水平1倍的RNP值,垂直75英尺。
      2.2 基于IRS/INS的RNP程序的运行监控
      惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,在载体内部测量载体运动加速度,经积分运算得载体速度和位置等导航信息。一般惯性导航系统由以下几部分组成:(1)加速度计:用来测量载体运动的加速度;(2)惯性导航平台:模拟一个导航坐标系,把加速度计的测量轴稳定在导航坐标系,并用模拟方法给出载体的姿态和方位信息:(3)导航计算机:完成导航相关计算;(4)控制显示器:给定初始参数及系统需要的其他参数,显示各种导航信息。
      与其他导航设备不同,惯性导航系统是一种自主式的导航设备,它完全依靠机载设备自主完成导航任务,因此隐蔽性好,工作不受外部条件(如:气象条件、地理环境等)的限制。也正由于自主式工作这一优点,使惯性导航系统成为机载最基础的必备的导航设备之一。根据结构划分,惯性导航可分为平台式惯性导航和捷联式惯性导航。
      惯性基准系统工作方式:飞行管理计算机(FMC)首先接收来自惯性基准系统(IRS)的飞机当时位置信号,飞机航向和飞机速度数据作为基本的导航数据。IRS自对准完成后,IRS即进入导航工作方式。惯性基准组件(IRU)计算机根据加速度计和陀螺得到的信号对飞机位置和姿态进行更新,并通过积分等计算得到其他导航参数;但经过一定时间的飞行,累积误差越来越大,因此必须用别的信号来对IRS位置数据进行修正。.
      三 小结
      本文通过对基于RNP程序的导航方式与传统导航程序的加以比较,分析了传统导航程序的运行监控方式,得出了基于RNP程序的导航方式的运行监控的一些特殊要求。经过总结,我认为运行RNP程序导航方式的运行监控应当注意以下几点:与机组成员保持密切的联系,实时向机组传达一些需要我们监控的信息;对于监控,要求是全程、迅速可靠、独立于子空管系统;做好航班的动态监控,机组与签派应保持密切联系,掌握飞机的实时状况,保证航班正常运行;出现紧急情况,应该参照公司运行规则中关于特殊运行方式的紧急处理的一些规定。
参考文献
[1] 魏光兴.RNP对我国民航运输的影响[M].民用航空,2006,Vol66:67-69.
[2] 周其焕,所需导航的所需性能(RNP) [M].中国民用航空,1995,第1期:17-23.
[3] 肖川,魏光兴,基于性能导航[J],科技资讯,2010,第11期,2.

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