что такое rnav в авиации

Что такое rnav в авиации

RNAV (Area Navigation) — зональная навигация.

В последнее время методу зональной (внетрассовой) навигации, примененному впервые в США, в мировой авиационной практике уделяется усиленное внимание. Бортовые комплексы современных ВС в своей основе имеют принцип зональной навигации. А Федеральное авиационное управление США разработало программу превращения зональной навигации в основной метод самолётовождения при полётах над территорией США.

Метод RNAV имеет следующие преимущества:

Маршруты RNAV создаются при соответствующих обстоятельствах и условии оборудования ВС системами зональной навигации. Бортовое оборудование для выполнения полётов методом зональной навигации должно включать в себя бортовой вычислитель, обеспечивающий ввод базы данных, и периферийные навигационные устройствы/системы, к которым могут быть отнесены следующие:

Возможны следующие виды применения RNAV:

В Западной Европе возможны следующие маршруты RNAV:

Маршруты RNAV, входящие в региональную систему, обозначаются индексами Q, T, Y, Z. Маршруты RNAV, не входящие в региональную систему маршрутов, обозначаются индексами L, M, N, P. Кроме того, отличительным признаком маршрутов RNAV, является наличие суффикса R в негативном отображении индекса маршрута.

Маршруты зональной навигации по Стандартам ИКАО делятся на 2 категории:

По мере накопления опыта полётов по маршрутам RNAV первой категории требования к точности самолетовождения, возможно, будут снижены с 5 nm до 3nm.

Кроме того, маршруты зональной навигации делятся на:

Источник

otto_pilot

otto_pilot

Утряс для себя некоторые понятия, решил поделиться с читателями.

Средства VOR, DME, GNSS и IRS это сенсоры(датчики) RNAV системы. «Гарминки», например GNS430 или G1000, которые стоят на маленьких самолётах это RNAV системы, основанные на GPS. На транспортных самолётах зональную навигацию обеспечивает FMS, помимо GPS использует и VOR/DME и IRS(если оборудованы ей). Несмотря на комплексное использование сенсоров, наиболее важную роль играет GNSS(GPS) из-за глобальной зоны покрытия и очень высокой точности. Зональная навигация без GNSS возможна, но нменно GNSS сделала зональную навигацию такой какова она есть сейчас.

Если полёт по трассе это полёт от одной точки, заданной координатами к другой, то полет по маршруту прибытия или схеме выхода или может содержать некоторые условные процедуры. Простой пример: набор по прямой 600 метров, далее левой разворот на точку.

Такую траекторию нет смысла определять геоточками, потому что в зависимости от характеристик ВС и погодных условий высота 600 метров может быть достигнута в разных местах.
Или: взлететь, захватить радиал, выполнить разворот и лететь на привод с определенными путевым углом.

Это тоже проблематично закодировать геоточками. Для этого база FMS, хранящаяся в формате ARINC 424 поддерживает 23 вида «траекторий и указателей их окончания» (path and terminators). Например: Направление до абсолютной высоты (VA), Направление до пересечения (VI). Поставщик электронной информации для FMS перерабатывает текстовую и графическую аэронавигационную информацию в электронную и присылает в виде обновления. В FMS такие траектории выглядят так:

Статус PBN в РФ
Ждать ошеломляющих успехов от государства, яростно противящегося новшествам и даже RVSM внедрившего позже всех в мире, не приходится. Де-юре, количество трасс зональной навигации очень мало, но фактически, по большинству трасс без GPS-ки не пролететь, потому что многие привода выведены их эксплуатации. Маршруты прибытия основанные на зональной навигации также используются в очень ограниченном количестве аэропортов. Кстати, буквально на днях к ним добавился Петербург. Так что, не сказать, что работа кипит, но вроде, и не стоит не месте.

Немного о заходах и VNAV
Навигационная система знает место относительно ВПП, высотомер показывает высоту, схема опубликована, можно выполнять RNAV заход. Это неточный заход. Его можно выполнять без дополнительного оборудования.

Если улучшить точность GNSS, развернув Систему Дифференциальной Коррекции(GNSS augmentation), то основываясь на спутниковой навигации, можно выполнять точные заходы c наведением не хуже ILS. У нас это называется «заход СНС» и достигается посредством самолётного оборудования в сочетании с наземными Локальными контрольно-корректирующими станциями ЛККС(Ground-Based Augmentation System GBAS). В РФ есть небольшое количество таких заходов. В США таких заходов уже более тысячи.
Приведу цитату представителя американских авиационных властей FAA: «Спутниковая навигация это второе по важности изобретение для авиации после реактивного двигателя»

Источник

RNAV можно определить как метод навигации, который позволяет воздушному судну двигаться по любому желаемому курсу в пределах зоны действия навигационных сигналов, привязанных к станции, или в пределах возможностей автономной системы, или их комбинации.

СОДЕРЖАНИЕ

Задний план

Многие системы RNAV, предлагая очень высокую точность и обладая многими функциями, предоставляемыми системами RNP, не могут гарантировать своих характеристик. Признавая это, и чтобы эксплуатанты не несли излишние расходы, когда требования воздушного пространства не требуют использования системы RNP, многие новые, а также существующие навигационные требования будут по-прежнему определять RNAV, а не системы RNP. Поэтому ожидается, что операции RNAV и RNP будут сосуществовать в течение многих лет.

Однако системы RNP обеспечивают повышение целостности полетов, позволяя, возможно, более близкое расстояние между маршрутами, и могут обеспечить достаточную целостность, позволяющую использовать только системы RNP для навигации в определенном воздушном пространстве. Таким образом, использование систем RNP может дать значительные преимущества в области безопасности полетов, эксплуатации и эффективности. Хотя применения RNAV и RNP будут сосуществовать в течение ряда лет, ожидается, что будет происходить постепенный переход к применениям RNP по мере увеличения доли воздушных судов, оснащенных системами RNP, и снижения стоимости перехода.

Функциональные требования

Спецификации RNAV включают требования к определенным навигационным функциям. Эти функциональные требования включают:

Компоненты ошибок навигации и предупреждения

Боковая навигация

PDE возникает, когда путь, определенный в системе RNAV, не соответствует желаемому пути, т. Е. Пути, по которому предполагается пролететь над землей. Использование системы RNAV для навигации предполагает, что определенный путь, представляющий намеченный путь, загружается в базу данных навигации. Непротиворечивый, повторяемый путь не может быть определен для поворота, который допускает облет путевой точки (поскольку близость к путевой точке и вектор ветра могут быть неповторимыми), требует пролета над путевой точкой (поскольку вектор ветра не может быть повторяемым) или возникает, когда самолет достигает заданной высоты (поскольку заданная высота зависит от тяги двигателя и веса самолета). В этих случаях база данных навигации содержит желаемую траекторию полета от точки к точке, но не может учитывать систему RNAV, определяющую траекторию пролета или пролета и выполняющую маневр. Значимые PDE и FTE не могут быть установлены без определения маршрута, что приводит к изменчивости поворота. Кроме того, детерминированный повторяемый путь не может быть определен для путей на основе курса, и результирующая изменчивость пути учитывается в проекте маршрута.

NSE относится к разнице между предполагаемым и фактическим местоположением самолета.

Продольная навигация

Продольные характеристики подразумевают навигацию относительно позиции вдоль пути (например, четырехмерное управление). Однако в настоящее время нет навигационных спецификаций, требующих четырехмерного управления, и нет FTE в продольном измерении. Текущие навигационные спецификации определяют требования к путевой точности, включая NSE и PDE. PDE считается незначительным. Точность вдоль линии пути влияет на передачу данных о местоположении (например, «10 м. Миль до ABC») и разработку схемы (например, минимальные высоты участка, на которых воздушное судно может начать снижение после пересечения контрольной точки).

Обозначение

Спецификация RNAV обозначается как RNAV X, например, RNAV 1. Выражение «X» (если указано) относится к боковой навигационной точности в морских милях, которая, как ожидается, будет достигаться по крайней мере 95% времени полета населением воздушное судно, выполняющее полеты в воздушном пространстве, маршруте или схеме.

Спецификации захода на посадку по RNAV отсутствуют.

Планирование полета

Смотрите также

Рекомендации

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Точность навигации

Некоторое океаническое воздушное пространство имеет значение возможности RNP 4 или 10. Уровень RNP, который может обеспечить воздушное судно, определяет требуемое эшелонирование между воздушными судами по отношению к расстоянию. Повышенная точность бортовых систем RNP представляет собой значительное преимущество перед традиционными нерадиолокационными средами, поскольку количество воздушных судов, которые могут поместиться в объем воздушного пространства на любой заданной высоте, является квадратом количества требуемого эшелонирования; иными словами, чем ниже значение RNP, тем ниже требуемые стандарты эшелонирования и, в целом, тем больше воздушных судов может поместиться в объем воздушного пространства без потери требуемого эшелонирования. Это не только серьезное преимущество для операций воздушного движения, но и возможность значительной экономии средств для авиакомпаний, летающих над океанами, благодаря менее жестким маршрутам и лучшим доступным высотам.

Заходы на посадку с RNP со значениями RNP, которые в настоящее время ниже 0,1, позволяют воздушным судам следовать точным трехмерным криволинейным траекториям полета через загруженное воздушное пространство, вокруг чувствительных к шуму районов или по сложной местности.

История

Процедуры RNP были введены в PANS-OPS (ICAO Doc 8168), который стал применяться в 1998 году. Эти правила RNP были предшественниками нынешней концепции PBN, в соответствии с которой характеристики для полетов на маршруте определяются (вместо таких элементов полета, как как схемы пролета, изменчивость траекторий полета и дополнительный буфер воздушного пространства), но они не привели к значительным конструктивным преимуществам. В результате не было преимуществ для сообщества пользователей и практически отсутствовала реализация.

В 1996 году Alaska Airlines стала первой авиакомпанией в мире, которая применила подход RNP при заходе на посадку по проливу Гастино в Джуно, Аляска. Капитан авиакомпании Alaska Airlines Стив Фултон и капитан Хэл Андерсон разработали более 30 заходов на посадку по RNP для операций авиакомпании на Аляске. В 2005 году Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, которая применила подходы RNP к национальному аэропорту Рейган, чтобы избежать заторов. В апреле 2009 года Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, получившей одобрение FAA на проверку собственных заходов на посадку по RNP. 6 апреля 2010 года Southwest Airlines перешла на RNP.

Установлено на заходах на посадку по RNP

Описание

Текущие особые требования к системе RNP включают:

RNP APCH поддерживает все типы участков и терминаторы пути, используемые в стандартной RNAV, включая TF и ​​RF. Процедуры RNP AR поддерживают только два типа участков:

Возможности мониторинга производительности и оповещения могут предоставляться в различных формах в зависимости от установки, архитектуры и конфигурации системы, включая:

Система RNP использует свои навигационные датчики, архитектуру системы и режимы работы для удовлетворения требований навигационной спецификации RNP. Он должен выполнять проверки целостности и разумности датчиков и данных, а также может предоставлять средства для отмены выбора определенных типов навигационных средств для предотвращения перехода на неадекватный датчик. Требования RNP могут ограничивать режимы работы воздушного судна, например, для низкого RNP, когда летно-техническая ошибка (FTE) является существенным фактором, а полет экипажа в ручном режиме может быть запрещен. Также может потребоваться установка двойной системы / датчика в зависимости от предполагаемой операции или потребности.

Система RNAV, способная обеспечить выполнение требований к характеристикам спецификации RNP, называется системой RNP. Поскольку для каждой навигационной спецификации определены конкретные требования к характеристикам, воздушное судно, утвержденное для спецификации RNP, не будет автоматически утверждено для всех спецификаций RNAV. Аналогичным образом, воздушное судно, утвержденное для спецификации RNP или RNAV, имеющей строгие требования к точности, не автоматически утверждается для навигационной спецификации, имеющей менее строгие требования к точности.

Обозначение

Для океанических, удаленных, маршрутов и конечных операций спецификация RNP обозначается как RNP X, например RNP 4.

Требования к мониторингу производительности и предупреждению

Требования к мониторингу характеристик и предупреждению для RNP 4, Basic-RNP 1 и RNP APCH имеют общую терминологию и применение. Каждая из этих спецификаций включает требования к следующим характеристикам:

Применение мониторинга характеристик и оповещения о воздушном судне

Хотя TSE может значительно измениться со временем по ряду причин, в том числе по указанным выше, навигационные спецификации RNP обеспечивают уверенность в том, что распределение TSE остается подходящим для данной операции. Это вытекает из двух требований, связанных с распределением TSE, а именно:

Обычно требование 10 −5 TSE обеспечивает большее ограничение производительности. Например, для любой системы, которая имеет TSE с нормальным распределением поперечной ошибки, требование мониторинга 10 −5 ограничивает стандартное отклонение 2 × (значение точности) /4,45 = значение точности / 2,23, тогда как требование 95% позволил бы стандартному отклонению быть таким большим, как значение точности / 1,96.

Важно понимать, что, хотя эти характеристики определяют минимальные требования, которые должны быть выполнены, они не определяют фактическое распределение TSE. Можно ожидать, что фактическое распределение TSE, как правило, будет лучше, чем требование, но должно быть свидетельство фактической производительности, если должно использоваться более низкое значение TSE.

При применении требования к мониторингу характеристик к воздушному судну могут быть значительные различия в том, как управлять отдельными ошибками:

Области деятельности

Океанические и отдаленные континентальные

Океаническое и удаленное континентальное воздушное пространство в настоящее время обслуживается двумя навигационными приложениями, RNAV 10 и RNP 4. Оба в основном используют GNSS для поддержки навигационного элемента воздушного пространства. В случае RNAV 10 никакого наблюдения ОВД не требуется. В случае RNP 4 используется контракт ADS (ADS-C).

Континентальный по маршруту

Воздушное пространство терминала: прилет и вылет

Существующие концепции воздушного пространства аэродрома, включая прибытие и вылет, поддерживаются приложениями RNAV. В настоящее время они используются в Европейском (EUR) регионе и США. Приложение RNAV в европейском аэродроме известно как P-RNAV (Precision RNAV). Хотя спецификация RNAV 1 имеет общую навигационную точность с P-RNAV, эта региональная навигационная спецификация не удовлетворяет в полной мере требованиям спецификации RNAV 1. С 2008 года приложение воздушного пространства в аэровокзале Соединенных Штатов, ранее известное как RNAV типа B США, было согласовано с концепцией PBN и теперь называется RNAV 1. Базовая RNP 1 была разработана в основном для применения в нерадиолокационном воздушном пространстве аэродрома с низкой плотностью движения. Ожидается, что в будущем будет разработано больше приложений RNP как для воздушного пространства на маршруте, так и для аэродрома.

Подход

Заходы на посадку по RNP на 0,3 и 0,1 мили в аэропорту Квинстауна в Новой Зеландии являются основными подходами, используемыми Qantas и Air New Zealand как для международных, так и для внутренних рейсов. Из-за ограничений местности заходы на посадку по ILS невозможны, а обычные заходы на посадку по VOR / DME имеют ограничения на снижение более чем на 2000 футов над уровнем аэропорта. Подходы и вылеты RNP следуют изогнутым траекториям ниже уровня местности.

Подход, требующий специального разрешения от самолетов и экипажей

Процедуры захода на посадку по приборам с использованием RNP с обязательной авторизацией или RNP AR (ранее известными как процедуры захода на посадку с особыми требованиями к самолетам и экипажам или SAAAR) основаны на концепции NAS, основанной на характеристиках. Определяются требования к характеристикам для выполнения захода на посадку, и воздушные суда квалифицируются в соответствии с этими требованиями к характеристикам. Обычные зоны оценки препятствий для наземных навигационных средств основаны на заранее определенных характеристиках воздушного судна и навигационной системе. Критерии RNP AR для оценки препятствий являются гибкими и предназначены для адаптации к уникальным условиям эксплуатации. Это позволяет подходить к конкретным требованиям к характеристикам, необходимым для схемы захода на посадку. Эксплуатационные требования могут включать избегание местности и препятствий, разрешение конфликтов в воздушном пространстве или устранение экологических ограничений.

RNP AR APCH определяется как схема захода на посадку по RNP, для которой требуется боковой TSE ниже стандартных значений RNP на любом участке схемы захода на посадку. Подходы RNP включают возможности, требующие специальных разрешений на воздушные суда и летные экипажи, аналогичные полетам ILS категории II / III. Все заходы на посадку с использованием RNP AR имеют уменьшенные площади оценки боковых препятствий и поверхности пролета вертикальных препятствий в соответствии с требованиями к характеристикам воздушного судна и летным экипажам. Следующие характеристики отличаются от РНП АПЧ:

При выполнении захода на посадку по RNP AR с использованием линии минимумов менее RNP 0,3 ни одна точка отказа не может вызвать потерю наведения в соответствии со значением RNP, связанным с заходом на посадку. Как правило, самолет должен иметь по крайней мере два датчика GNSS, двойные системы управления полетом, двойные системы данных о воздухе, двойные автопилоты и один инерциальный эталонный блок.

При выполнении захода на посадку по RNP AR с уходом на второй круг менее RNP 1.0 ни одна точка отказа не может привести к потере наведения, соответствующей значению RNP, связанного с схемой ухода на второй круг. Как правило, самолет должен иметь по крайней мере два датчика GNSS, двойные системы управления полетом, двойные системы данных о воздухе, двойные автопилоты и один инерциальный эталонный блок.

Планирование полета

Ручное или автоматическое уведомление о квалификации воздушного судна для выполнения полетов по маршруту обслуживания воздушного движения (ОВД), по схеме или в воздушном пространстве предоставляется УВД через план полета.

Источник

Навигация, основанная на характеристиках ( PBN ) ИКАО, указывает, что требования к характеристикам систем бортовой навигации (RNP) и зональной навигации (RNAV) должны быть определены с точки зрения точности, целостности, готовности, непрерывности и функциональности, необходимых для предлагаемых операций в контексте конкретное воздушное пространство, если оно поддерживается соответствующей навигационной инфраструктурой.

СОДЕРЖАНИЕ

Описание

Исторически сложилось так, что навигационные характеристики воздушного судна определялись непосредственно в терминах датчиков (навигационных маяков и / или путевых точек ). Навигационная спецификация, которая включает дополнительные требования к мониторингу бортовых навигационных характеристик и предупреждению, называется спецификацией требуемых навигационных характеристик (RNP). Спецификация, не имеющая таких требований, называется спецификацией зональной навигации (RNAV).

Требования к характеристикам определены в навигационных спецификациях, которые также определяют выбор навигационных датчиков и оборудования, которые могут использоваться для удовлетворения требований к характеристикам. В навигационных спецификациях содержится конкретное руководство по реализации, чтобы облегчить глобальную гармонизацию.

В рамках PBN общие навигационные требования сначала определяются на основе эксплуатационных требований. Затем власти гражданской авиации оценивают варианты в отношении доступных технологий и навигационных услуг. Выбранное решение было бы наиболее рентабельным для полномочного органа гражданской авиации, в отличие от решения, устанавливаемого как часть эксплуатационных требований. Технология может развиваться со временем, не требуя пересмотра самой операции, если требуемые характеристики обеспечиваются системой RNAV или RNP.

PBN предлагает ряд преимуществ по сравнению с методом определения воздушного пространства и критериев пролета препятствий на основе конкретных датчиков:

Методы и спецификации зональной навигации начали развиваться на региональном уровне без общего руководства ИКАО. Следовательно, это означает, что термины и определения, такие как «RNAV» и «RNP», имеют несколько разные значения в разных регионах мира, и даже другие термины могут использоваться на местном уровне. Примером этого является термин «P-RNAV» (Precision RNAV), который до сих пор используется в Европе (2019 г.), который в других местах называется «RNAV 1».

Термины RNAV и RNP ранее использовались с небольшими функциональными различиями. RNP требовал определенного уровня характеристик, но не пытался определить, как это должно быть гарантировано.

Влияние на планирование воздушного пространства

Навигационные характеристики, требуемые от системы RNAV, являются частью навигационной спецификации. Для определения минимумов эшелонирования и разноса маршрутов специалисты по планированию воздушного пространства полностью используют ту часть навигационных спецификаций, которая описывает характеристики, требуемые от системы RNAV. Специалисты по планированию воздушного пространства также используют требуемые характеристики (точность, целостность, доступность и непрерывность) для определения разноса маршрутов и минимумов эшелонирования.

Ожидается, что в воздушном пространстве с процедурным управлением минимумы эшелонирования и разнесение маршрутов, указанные в спецификациях RNP, принесут больше преимуществ, чем те, которые основаны на спецификациях RNAV. Это связано с тем, что бортовая функция мониторинга характеристик и оповещения может уменьшить отсутствие службы наблюдения ОВД, предоставляя альтернативные средства снижения риска.

Переход на PBN

Ожидается, что все будущие приложения RNAV и RNP будут определять требования к навигации посредством использования технических характеристик, а не определения конкретных навигационных датчиков.

Сфера

Бортовой мониторинг производительности и оповещение

Системы RNP обеспечивают повышение целостности полетов. Это может позволить более близкое расстояние между маршрутами и может обеспечить достаточную целостность, позволяющую использовать только системы RNAV для навигации в конкретном воздушном пространстве. Таким образом, использование систем RNP может дать значительные преимущества в области безопасности полетов, эксплуатации и эффективности.

Бортовой контроль характеристик и оповещение позволяют летному экипажу определять, удовлетворяет ли система RNP навигационным характеристикам, требуемым в навигационной спецификации. Бортовой контроль характеристик и оповещение относятся как к боковым, так и к продольным навигационным характеристикам.

Бортовой мониторинг производительности и оповещение связаны с работой системы зональной навигации.

Специальные функции RNAV и RNP

Полеты, основанные на характеристиках, основаны на способности обеспечивать надежные, повторяемые и предсказуемые траектории полета для повышения пропускной способности и эффективности запланированных операций. Для реализации полетов, основанных на характеристиках, требуются не только функции, традиционно обеспечиваемые системой RNAV, но также могут потребоваться определенные функции для улучшения процедур, а также операций в воздушном пространстве и воздушном движении. Возможности системы для установленных траекторий с фиксированным радиусом, зоны ожидания RNAV или RNP и боковых смещений попадают в эту категорию.

Пути с фиксированным радиусом

Пути с фиксированным радиусом (FRP) имеют две формы:

Пролетные повороты

Образец удержания

Смещение траектории полета

Системы RNAV могут предоставлять возможность летному экипажу определять боковое смещение от определенного маршрута. Как правило, боковые смещения можно указывать с шагом от 1 до 20 м. Миль. Когда в системе RNAV активировано боковое смещение, воздушное судно с RNAV вылетает по заданному маршруту и ​​обычно перехватывает смещение под углом 45 ° или меньше. Когда смещение отменяется, дрон возвращается на заданный маршрут аналогичным образом. Такие смещения могут использоваться как стратегически, т.е. фиксированное смещение для длины маршрута, так и тактически, то есть временно. Большинство систем RNAV прекращают смещения в районе аэродрома или в начале схемы захода на посадку, в зоне ожидания RNAV или при изменении курса на 90 ° или более.

Минимальные характеристики навигации

Воздушные суда, выполняющие полеты в воздушном пространстве Северной Атлантики, должны соответствовать минимальным требованиям к навигационным характеристикам (MNPS). Спецификация MNPS была намеренно исключена из PBN из-за ее обязательного характера и из-за того, что реализация MNPS в будущем не предусмотрена.

Будущие разработки

Вероятно, что навигационные приложения будут переходить от двумерных к трехмерным / четырехмерным приложениям, хотя в настоящее время трудно определить масштабы времени и эксплуатационные требования. Следовательно, бортовой контроль характеристик и оповещение еще предстоит разработать в вертикальной плоскости (вертикальная RNP), и текущая работа направлена ​​на согласование продольных и линейных требований к характеристикам. Требования к угловым характеристикам, связанные с заходом на посадку и посадкой, будут включены в сферу применения PBN в будущем. Точно так же могут быть включены спецификации для поддержки специфичных для вертолетов навигационных требований и функциональных требований к зоне ожидания.

использованная литература

внешние ссылки

Источник