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21 世纪导航领域 - 所需导航性能的应用于实施 :. 一条通向提高未来安全、 效率及容量的途径 Rob Wayne 机长 Delta 航空公司. Required Navigation Performance, Use and Implementation for 21st Century Navigation:. One path to increase future Safety, Efficiency and Capacity. Capt. Rob Wayne Delta Air Lines Inc. RNP: 结合变化而设计. 年度交通运输增长 5% - PowerPoint PPT Presentation
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21 世纪导航领域 - 所需导航性能的应用于实施 :
一条通向提高未来安全、效率及容量的途径
Rob Wayne 机长 Delta 航空公司
Required Navigation Performance,Use and Implementation for
21st Century Navigation:
One path to increase future Safety, Efficiency and Capacity.
Capt. Rob Wayne Delta Air Lines Inc.
RNP: 结合变化而设计
• 年度交通运输增长 5%
• 年度提高少于 5%
• 必须采用一种新的方法
RNP: designed to embrace change.
• Annual Traffic Growth 5%
• Annual Improvements less than 5%
• A new method must be used.
THEN NOW
20 世纪 20 年代
THEN NOW
1920’s
THEN NOW
Knoxville
Norfolk
20 世纪 40 年代
THEN NOW
Knoxville
Norfolk
1940’s
THEN NOW
20 世纪 60 年代
Knoxville
Norfolk
THEN NOW
1960’s
Knoxville
Norfolk
航空 RNP RNAV 理念(整个系统)RNP RNAV 应用状况:
• 公布的 RNP RNAV 标准作为优化空中间隔及空域的主要决定性因素 • 认为缺少数据、数据库、通话、监督和空中交通管理标准工具
8.0 NM
POPP PLMN
PLWX PWVG
4.0 NM
8.0 NM
4.0 NM
4 x RNP(16 NM)
THEN NOW
20 世纪 90 年代
Aviation RNP RNAV Concept (Total System)Status of RNP RNAV Application
• Published standard for RNP RNAV as a primary determinant of separation and airspace optimization • Considered incomplete tool without data, database, Communication, Surveillance and ATM standards
8.0 NM
POPP PLMN
PLWX PWVG
4.0 NM
8.0 NM
4.0 NM
4 x RNP(16 NM)
THEN NOW
1990’s
什么是所需导航性能( RNP) ?— 定义• RNP 空域
• RNP 航空器 – 全世界范围内 : 7500 架商用航空器,占总数额的
45%– 美国境内 : 商用航空器占到总数额的 50%
• 具体性能参数:– 精确性– 有效性– 完整性– 连续性
RNP: What is it? - Definition
• RNP Airspace
• RNP Aircraft – Worldwide: 7500 commercial, 45% of total– USA : 50% of commercial fleet
• Specific performance parameters:– Accuracy– Availability– Integrity– Continuity
RNP 是一种衡量在特定空域内运行所需的导航性能精确性的一种标准
RNP 是一种程序,是对航线或空域提出的要求
什么是所需导航性能( RNP) ?— 背景介绍
RNP/A c t u a l1. 00NM/ 0.46NM
POS REF
1 NM
1 NM
RNP is a measure of the navigation performance accuracynecessary for operations within a defined airspace.
The RNP is the procedure, route or airspace requirement.
RNP: What is it? - Background
RNP/A c t u a l1. 00NM/ 0.46NM
POS REF
1 NM
1 NM
什么是所需导航性能( RNP) ?— 标准
• RNP 可以达到 95% 的精确性(内圈)• RNP 完整性(两倍 RNP ),外圈标准
半径
RNP: What is it? - Containment• RNP 95% Accuracy (inner circle)• RNP Integrity (two times RNP),
outer circle containment radius
什么是所需导航性能( RNP) ?—— RNP 空域
RNP: What is it? – RNP Airspace
什么是所需导航性能( RNP) ?— RNP 航空器
VNAV 偏移等级 及指示器
垂直ANP-RNP 键
下滑道偏移指示器
LNAV 偏移等级及指示器 水平ANP-RNP 键
航道偏移指示器
偏移等级 ID
RNP: What is it? – RNP Aircraft
VNAV DeviationScale and Pointer
VerticalANP-RNP Bar
G/S GhostPointer
LNAV DeviationScale and Pointer
LateralANP-RNP Bar
LOC GhostPointer
DeviationScale ID
为什么需要所需导航性能( RNP) ?
• 安全• 高效• 容量
标准及
线性飞行航道
RNP: Why it is needed
• Safety
• Efficiency
• Capacity
Containment&
Linear Flight Path
一般 TERPS 最终近进区域RNP 0.15 标准区域进行对比
7:1 转移表面7:1 转移表面
RNP 0.15RNP 0.15 标准区域标准区域
DA (H) / MAPDA (H) / MAP
RNP 为跑道提供垂直和水平引导
如果障碍物进入垂直剖面从而导致颠簸状态出现 RNAV 不提供垂直引导
RNP 为跑道提供垂直和水平引导
如果障碍物进入垂直剖面从而导致颠簸状态出现 RNAV 不提供垂直引导
为什么使用所需导航性能( RNP) ?安全
Generic TERPS Final Approach AreaRNP 0.15 Containment Zones for Comparison
7:1 transitional surface7:1 transitional surface
RNP 0.15 containment zoneRNP 0.15 containment zone
DA (H) / MAPDA (H) / MAP
RNP provides vertical and horizontal guidance to the runway
RNAV provides no vertical guidance if an obstacle penetrates the vertical surface resulting in “dive and drive”.
RNP provides vertical and horizontal guidance to the runway
RNAV provides no vertical guidance if an obstacle penetrates the vertical surface resulting in “dive and drive”.
Why RNP? Safety
为什么使用所需导航性能( RNP) ? 高效
Why RNP? Efficiency
确定航道RNP 95% 跑道入口
图例
RNP 可以减少航路间隔并且使用 RNAV 可以增加在相同空域范围内的交通容量(航线数量)
60 - 100 NM = 航路宽度减少导航错误导航性能、航路、 交通密度、监察通话、空管
5 x RNP, 6 x RNP(20 - 24 NM)
RNP PLMN
PWVG
4.0 NMPOPP
PLWX
Pre-RNP
导航性能
减少导航错误、航路、交通密度、监察要求、通话要求和空管要求
为什么使用必要导航性( RNP) ? 容量
Defined PathRNP 95% Threshold
Legend
RNP enables reduced buffers for route spacing & with RNAV,increased traffic capacity (routes) in the same airspace
60 - 100 NM = RouteWidth,Mitigates Navigation errors,Navigation Performance, Route, Traffic Density, Surveillance,Communication, ATC
5 x RNP, 6 x RNP(20 - 24 NM)
RNP PLMN
PWVG
4.0 NMPOPP
PLWX
Pre-RNP
Navigation Performance
Mitigates Navigation Errors, Route, Traffic Density, Surveillance,Communication, ATC
Why RNP? Capacity
Topo 数据源Topo 数据源
本地 WX本地 WX
ATC 本地流量ATC 本地流量
障碍物清除
障碍物清除航空器
性能航空器
性能
ARINC 424ARINC 424
模拟机工程
模拟机工程
FAA 空管程序及飞行标准
FAA 空管程序及飞行标准
ALPAALPA
计划及标准计划及标准
飞行员培训
飞行员培训
签派员培训
签派员培训
飞行资料飞行资料
FAA 民航规章及指
令AIMAIM
GPS 预报 RAIM
GPS 预报 RAIM
程序设计标准
程序设计标准
航空器系统
航空器系统
环境影响环境影响
测量系统及计算
测量系统及计算
导航数据库开发
导航数据库开发
OPS 规定
OPS 规定
RNP 运行状态
所需导航性能( RNP )的实施状况
Topo data sources
Topo data sources
Local WXLocal WX
ATC local flowsATC local flows
Obstacle clearanceObstacle clearanceAirplane
performanceAirplane
performance
ARINC 424ARINC 424
Simulator EngineeringSimulator
Engineering
FAA process ATC and Flt
Stds
FAA process ATC and Flt
Stds
ALPAALPA
Charting and standards
Charting and standards
Pilot trainingPilot training
Dispatcher training
Dispatcher training
Flight publications
Flight publications
FARs & FAA
OrdersAIMAIM
GPS predictive
RAIM
GPS predictive
RAIM
Procedure design criteria
Procedure design criteria
Airplane systemsAirplane systems
Environmental impact
Environmental impact
Geodetic systems and calculations
Geodetic systems and calculations
Nav data base
development
Nav data base
development
OPS specifications
OPS specifications
RNP operations
RNP: Implementation
所需导航性能( RNP )的实施状况空域中航径应该是:
• 确定好的• 确保安全的• 最大限度确保经济、社会以及地
理三方面的协调• 确保合法的• 协调的• 经过训练的
RNP: Implementation
A path in space has to be:
• Defined • Made safe• Optimized: Economic, Social,
Geographic concerns.• Made Legal• Coordinated• Trained
所需导航性能( RNP )的使用状况• 航路上• 近进 / 离场• 终端区域
Current uses of RNP
• Enroute
• Arrival/Departure
• Terminal Areas
航路上的 RNP/RNAV
夏威夷航路 (CEPAC)中太平洋(CENPAC) 航路
北太平洋(NOPAC) 航路
太平洋地区的 RNP-10
* 也应用于塔斯曼海地区
RNP/RNAV Enroute
Hawaiian Routes(CEPAC)
Central Pacific(CENPAC) Routes
Northern Pacific(NOPAC) Routes
RNP-10 in the Pacific
*Also implemented in the Tasman Sea
近进过程中的 RNP/RNAV
STAR
传统状态
STAR
RNAV
RNP/RNAV Arrivals
STAR
CONVENTIONAL
STAR
RNAV
下风
进近
进近门
EA127EA125
EA123
IFTF
RF
TF
进近航径中的 RNP/RNAV
Downwind
Arrival
Approach Gate
EA127EA125
EA123
IFTF
RF
TF
RNP/RNAV Approach Path
科迪亚克岛,阿拉斯加– RWY 36
Kodiak, Alaska – RWY 36
Sitka ,阿拉斯加 – RWY 29
Sitka, Alaska – RWY 29
RNP: 进近应用状况 带头人—阿拉斯加航空公司:
RNAV 26 号跑道 RNP .15
每个跑道适用的 3D 航径 一条确定跑道 (失败后使用的) 经常安全复飞 接近目标: RNP .1 — 一类运行最低 标准 目标:改进安全、进入及机场容量
RNP .15 DA(H) 268’ (250’)
RVR 30
RNAV Rwy 26
RNP: Approach Applications The Start… Alaska Airlines:
RNAV Rwy 26 RNP .15
Suitable 3D Path to each Runway
An Assured Path (after failures)
Always a Safe Missed Approach
Near Goal: RNP .1 - Lowest Cat I
Objective: Improved Safety, Access, and Airport Capacity
RNP .15 DA(H) 268’ (250’)
RVR 30
RNAV Rwy 26
朱诺,阿拉斯加 – RWY 26
Juneau, Alaska – RWY 26
阿拉斯加航空公司是 RNP 仪表进近的带头人• 其他航空承运人也正在推广 RNP 进近• 改良的进近和离场航路• 改进的仪表进近
– 水平和垂直指南 – 发动机失效时的超障保护
Alaska Airlines, RNP Instrument Approach Leaders
• Other carriers are developing these also.
• Improved Arrival and Departure routes
• Improved Instrument Approaches– Lateral and Vertical Guidance – Obstacle Clearance Protection Engine Out.
RNP RNAV 的未来发展
RNP RNAV world for the Future
主动躲避航路上的天气影响
Conflict Probe Adjusted WPs
Dynamic Weather Avoidance Routes
Conflict Probe Adjusted WPs
Communication Surveillance
导航
Done
2002
2004?
2003
2006?
2007?
飞机性能 提高容量和安全
需要支持标准、空域及程序
GPS
RNP
导航性能等级GLS可用性 低 RNP
垂直 RNP...
复杂进近
4-D Nav
I-RNAV VSD 今天
明天
将来
固定角度进近
Communication Surveillance
Navigation
Done
2002
2004?
2003
2006?
2007?
Airplane Capability Improving Capacity and Safety
Need Supporting criteria, airspace and procedures
GPS
RNP
Nav Perf Scales
GLSUsability Low RNP
Vertical RNP...
Complex Approaches
4-D Nav
I-RNAV VSD Today
Tomorrow
The Future
Constant Angle Approaches
减少近进类型
今天 “ 明天” 将来
VOR-DME
SDF LDA
NDBVOR
LOC-DME
BCRS
VOR-ARC
VOR on Arpt
ILS
NDB-DME
PAR
LOC
NDB-DMERNAV 3-D
RNAV 2-DNDB on Arpt
NDB-NDBRNAV (RNP)
ASR
ILS/GLS (xLS)
Specials
Specials
RNAV (RNP)III 类运行
减少训练支出
Fewer Approach Types Flown
Today “Tomorrow” Future
VOR-DME
SDF LDA
NDBVOR
LOC-DME
BCRS
VOR-ARC
VOR on Arpt
ILS
NDB-DME
PAR
LOC
NDB-DMERNAV 3-D
RNAV 2-DNDB on Arpt
NDB-NDBRNAV (RNP)
ASR
ILS/GLS (xLS)
Specials
Specials
RNAV (RNP)Cat III
Opportunity for decreased training costs
优化运行状况需要改变以下因素:
优化运行状况
飞机
进近程序 管制员 空中交通管理
驾驶舱程序
飞行员
所有因素均是优化运行状况所必需的
Operational Benefits Require Change
OperationalBenefit
Airplanes
ApproachProcedures
Regulators Air Traffic Services
Flt DeckProcedures
Pilots
All are Required to Receive Benefits
结论:现在需要什么?• 教育• 转变计划• 带头人
Conclusion: What is needed now?
• Education
• Transition Plan
• Leadership
ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
IPACG
FAA SOIT
IATC Oceanic Conference
JAA CNS ATM Steering Group
Free FlightSelect/Steering
GATM
C/AFT
标准及指南标准及指南 规章标准规章标准 航空器实航空器实施状况施状况
运行实施状况运行实施状况 应用推广应用推广 协调协调
RNP业内行动 职能交换
RTCA SC-181
ICAO OCP
ICAO SASP
ICAO ATMCP
AWO WG ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ATA FMS TF ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
IPACG IPACG
FAA SOIT
FAA WestPacWorking Group
TSA – ASA, UAL
ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
EURO RAIG
FAA SOIT
AvHWG
AWO WG
FAA TAOARC
ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
IPACG
FAA SOIT
IATC Oceanic Conference
JAA CNS ATM Steering Group
Free FlightSelect/Steering
GATM
C/AFT
Standards &Standards &GuidanceGuidance
RegulatoryRegulatoryCriteriaCriteria
AircraftAircraftImplementationImplementation
OperationsOperationsImplementationImplementation
ApplicationsApplicationsDevelopmentDevelopment
CoordinationCoordination
RNP Industry Activities Functional Interaction
RTCA SC-181
ICAO OCP
ICAO SASP
ICAO ATMCP
AWO WG ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ATA FMS TF ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
IPACG IPACG
FAA SOIT
FAA WestPacWorking Group
TSA – ASA, UAL
ATA FMS TF
EURO TARA/NSG
ISPACG
EURO RAIG
FAA SOIT
AvHWG
AWO WG
FAA TAOARC
问题
Questions?
谢谢!
Thank You
通过使用标准半径更好地确保飞机定位航空 RNP RNAV 理念(整个系统)
Rc = 以预计位置为中心形成的圆圈半径,实际位置位于该圆圈的可能性为 99.999%/hr
Rc实际位置
预计位置
实际位置
标准航道
确定航道
预计位置
Additional positioning assurance by Containment Radius
Aviation RNP RNAV Concept (Total System)
Rc = radius of a circle centeredon an estimated positionsuch that the probability that the actual position liesin the circle is 99.999%/hr
RcActualPosition
EstimatedPosition
ActualPosition
DesiredPath
DefinedPath
EstimatedPosition