简析PBN(基于性能的导航)运行

一、PBN的概念

中国民航业发展速度快，空中交通流量与日俱增，传统的路基导航方式对地面导航台过度依赖，对于空域流量的增加产生瓶颈。区域导航技术应运而生，并体现出了自身强大的优势。但各个国家对新的导航方式的应用程度及水平参差不齐，各国的的导航规范和标准各不相同。为了全面统一规范，阻止概念不断扩张，国际民航组织提出了PBN的概念。

PBN――基于性能的导航（performance based navigation）是RNAV和RNP的总称。

基于性能的导航是国际民航组织（ICAO）在整合各国区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）运行实践和技术标准的基础上，提出的一种新型运行概念。它将飞机先进的机载设备与卫星导航及其他先进技术结合起来，涵盖了从航路、终端区到进近着陆的所有飞行阶段，提供了更加精确，安全的飞行方法和更加高效的空中交通管理模式.

PBN概念明确了特定空域概念下拟实施的运行，对航空器RNAV系统的精度、完好性、可用性、连续性和功能性等方面的性能要求。PBN概念标志着由基于传感器导航向PBN的转变。导航规范中明确了性能要求，以及可选用于满足性能要求的导航传感器和设备。

二、PBN的组成部分及其区别

PBN概念包涵两类基本导航规范，即：区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）。PBN概念的提出体现了目前导航方式从基于传感器导航向基于性能的导航的过渡的一个趋势。

RNAV（regional area navigation）区域导航：能使航空器在导航设施的有效范围内，或在自备领航设备的领航能力限制内，或二者结合，在任何预定航径上运行的领航方法。这样就脱离了传统向台与背台飞行飞行方法，可以实现导航区域的自由飞行。RNAV程序可以采用的导航源包括：INS/IRS、VOR/DME、DME/DME、GNSS。目前RNAV程序主要用于基础终端区的仪表进场程序与仪表离场程序。

RNP（required navigation）所需导航性能：是指对指定空域内运行所需要的导航性能精度的描述。RNP的数值根据航空器至少有95%的飞行时间内能够达到预计导航性能精度的数值来确定。RNP X中的X表示的就是95%的飞行时间内沿规定航迹所不超出的保护范围的数值。X用海里表示，如RNP 0.3、RNP 1等。

三、使用PBN技术对中国民航业的益处

1.精确地引导，提高飞行安全

PBN技术不依赖陆基导航设备，航迹选择灵活，飞行航迹准确，可以实现高精度导航，实现对机场周围障碍物的有效避让，提供垂直引导，实施连续稳定的下降程序，降低可控撞地的风险，提高飞行安全水平。同时也降低了民航管制员的工作负荷，在日益增长的飞行流量下，有效地减少了管制员的通话量，也在安全许可的范围内减少减少飞行员的操作动作，减少差错，保证了飞行的安全。

2.降低高原和复杂机场运行最低标准，提高航班的正常率，减少地面运行和维护成本

我国西部以高原山区居多，地形条件复杂，不少机场没有仪表着陆系统，航路还没有全部实现雷达覆盖，地面辅助导航设备有限，许多（西部）机场没有ILS，若加装地基导航系统会遇到较大困难，一套路基导航设施的减少成本需要上千万元，同时复杂的气象条件和地形条件对安全飞行造成风险，PBN技术不需要建设路基导航设施，不需要急需校验飞行，可以减少地面导航设施的建设和维护成本，以上种种表明引进PBN技术的对高原及复杂机场的迫切性。

3.减少飞行时间，节约油量，增加飞机业载

我国有一部分机场地形条件相对复杂，飞机减载所面临的问题严重，同时也影响航空公司的经济效益。PBN飞行程序设计不依赖路基导航设备，不受地形遮蔽和导航台信号覆盖范围等不利因素影响。其飞行程序设计和一发实现应急程序设计非常灵活，可以根据需要，在飞机性能允许的情况下设计“任意”转弯航迹，选择地形最佳的飞行轨迹，引导飞机避开障碍物而不必飞跃障碍物的上空，从而减少飞行时间、节约油量，增加航空公司的飞机业载。

4.使空域的四维管理成为可能

由于民航业的高速发展，在我国中东部地区航路、空域和机场流量已经趋于饱和。路基导航性能已经不能满足高精度运行要求。如果提高航路和空域利用率、增大飞行流量，航空器必须依赖高精度导航系统。卫星导航可以大大提高导航精度。采用PBN技术可以提高我国空域容量，使空域的四维管理成为可能。

四、目前我国使用PBN技术所面临的困难

1 .过度依赖GPS系统

目前成熟可用的只有美国的GPS系统，PBN运行中所需的GNSS数据备份系统资源匮乏。尽管GPS系统的安全性和稳定性比较高，但是一旦该系统出现问题，势必会影响较大，同时在战略层面上也是被动的。

2 .全面推广任务艰巨

新的导航方式出现，涉及飞行员、签派员、管制员、情报员、性能人员、机务人员等等，培训范围非常大，对于全民航展开培训造成困难。以上人员由了解、掌握到熟练应用需要一个过程，在这段过渡期内势必会对运行产生影响。

3.机载设备参差不齐，设备改装工程艰巨

目前国内机型种类繁多，机载导航设备水平参差不齐，尤其是通用航空机队组成非常复杂。部分机型如MD-11等，由于生产厂商的问题不能对该类设备升级，这就导致在未来数年内必然存在传统导航与PBN导航方式并存的局面。运行种类的复杂性无非增加了飞行运行的难度。这就更要求我们要从实际出发，科学决策，整体规划，逐步实施。

4.PBN航路规划及其终端区程序的设计、试飞工程量巨大

建设新一代民用机场体系，机场的建设需要与空域建设同步展开，空中部分尤为重要。面对新的导航方式，航路、终端区进离场程序都需要重新设计，而且要经过严格的试飞验证，运行审定与批准，以及监督和后续的检查。巨大的工作量决定了PBN的全面实施要经过一个很漫长的过渡期。

五、对PBN的总结与期望

PBN技术，是民航界的一次历史性的革新，是社会生产力的要求，是通过科学实践而得出的产物，同时也是崭新的新生事物，对待新事物，我们必须以辩证的目光去看待，既不能过分吹嘘，也不能盲目贬低。PBN对于民航业扩容，提高飞行安全水平，改善民航企业经济效益有正面且深远的意义。在一系列的困难和阻力面前，希望民航人能够一步一步地去解决，用PBN技术，为我国民航业开创一片光明的未来。