基于性能导航（PBN）技术现状及存在问题的分析

基于性能导航（PBN）技术现状及存在问题的分析

张琪

(新疆机场（集团）有限责任公司哈密机场，839000)

摘要：基于性能导航（PBN）技术是近年来由国际民航领域开发的一种新型导航技术。它是国际民航组织(ICAO)在对各个国家区域导航（RNAV）以及所需性能导航（RNP）运行实践、技术标准的基础上引出的一个新的运行概念，涉及到起飞、进近着陆、航路至终端区的全部飞行阶段。作为中国建设新一代航空运行系统的关键技术之一，基于性能导航的实施是中国民用航空战略规划的重要构成，该项技术的推广应用将对我国民航的发展产生极大影响。本文着重对基于性能导航（PBN）技术现状及存在问题的分析，以促使不断提升PBN技术的应用水平。

关键词：基于性能导航（PBN）；技术；优势；问题

引言

随着民航业的发展和航班数量的急剧增加，航空交通流量逐渐趋于饱和，航线和航站区的空域资源也变得越来越紧张。空域资源的改善不能较好的满足航班交通流量的增加，已成为航班延误的主要诱因之一。为了不断提高空域容量使用率以及运行效率，更好的满足不断增长的民用航空运输需求，基于性能导航（PBN）技术应运而生。伴随着航空器机载设备能力的提升和卫星导航等现代化先进技术的逐渐发展，国际民航组织（ICAO）提出了PBN的概念，并发布了基于性能的导航手册（PBN手册），以规范区域导航命名和技术标准，用于对各国对PBN技术的实施进行指导，这项新技术已与缔约国以及有关国际组织取得共识，以实现基于性能导航（PBN）技术当作未来全球导航技术的主要发展方向。

1.基于性能导航（PBN）技术现状

基于性能的导航（PBN）技术是中国民航运行过程中采用的新概念，也是全球民航导航系统的重要构成部分。此类导航技术可分为3个部分：导航规范、基础设施以及导航应用。导航规范主要指的是中国民用航空运行的基本标准，它指的是某一地区航行的性能要求；基础设施一般为整个导航系统的基本保障，能够为各类导航规范给予设备供应与支持;而导航应用程序则指在用户级所开发的应用程序，用户可以通过应用程序在终端区域应用该技术来执行区域导航以满足自己的需求。在这个阶段，接近程序大致可以分为RNPAPCH进近程以及RNPARAPCH进近程序。

2.基于性能导航（PBN）技术对我国民航的影响

基于性能导航（PBN）技术规定了航空器沿ATS服务航路和仪表进近程序在区域导航（RNAV）系统中飞行过程中的性能要求，这主要是由空域运行需要的精度进行决定的。PBN实施的2个基本要素分别为导航标准以及导航设施。导航标准主要是在确定的空域概念下对航空器以及机组人员的相关要求，定义了区域导航系统所需的性能和特定功能要求。PBN的概念反映了从导航源到基于性能的导航的过渡。导航标准不但涉及到性能要求，而且界说了导航源以及设备选择方法，可以为运行人员提供切实可行的实施指导。同传统导航方法比较而言，基于性能导航（PBN）技术具备较大优势，在很大程度推动了我国民航事业的发展，主要优势主要表现在下述几个方面。

2.1能够显著提高飞行的效率与效益

在使用PBN技术时，可结合该导航系统制定科学合理的飞行路线，如此能够尽可能地缩短实际飞行时间以及距离。通常情况下，在实际的航线中，其航线往往由传统地面导航系统确定，导航线路往往是固定的;但在PBN导航技术投入应用后，实际民航航行路线能结合特殊航线的实际需要进行决定，所以如此决定导航路线更加灵活。与传统比较而言，使用PBN导航技术飞机能够沿着最理想的飞行路径飞行，从而能够大大缩短飞行距离、时间，减少航班延误问题的出现几率，而且还能够降低飞行中的油耗。由此可知，基于性能导航（PBN）技术能够显著提高航班飞行的效率与效益。

2.2能够提供航路容量

当前，我们中国的发动机技术以及机载系统的设计水平还相对较低，这就制约了航空器飞行的高度，致使航路较为拥挤。在中国民航的实际运行中，大部分航空器没有办法达到自己所设计的额定高度，这会导致航班运行成本有所增加。若应用PBN技术，便能够为民用航空航班设计一些平行路线或为一条路线设计多个航道。通过这种方式，就能够借助于PBN技术优势以及相关技术，在未来近距离实现多架航班的编队运行。

2.3能够解决特殊的地理区域的通航问题

通过使用基于性能导航（PBN）技术，能够大大减轻以往航班在飞行期间受地形以及导航设施的影响。实际上，在利用PBN技术之后，能够在无法开通路线的山区、高原开辟路线，甚至能够在这些地区建设机场。换句话说，PBN技术的使用能够较好的解决山区以及高原地区等特殊地理区域的通航问题，对整体社会效益取得了良好的效果。例如2009年2月，南航成功在丽江机场和延吉机场完成了空客A319机型RNPAR，RNPAR飞行程序试飞，并于3月18日，装配着RNPAR导航设备的南航空客A330-300宽体飞机，运用基于GPS卫星导航系统的精确导航技术，在拉萨贡嘎机场高原上空顺利完成了世界最高难度的试飞以及验证飞行。

3.基于性能导航(PBN)技术存在的问题

任何新事物均具备两面性，基于性能导航(PBN)技术也不例外，虽说该技术的应用具有很大的优势，但是在推广应用过程中也存在一些问题，具体如下几个方面。

3.1对GPS系统依赖性太强

当前，虽说在欧洲、日本以及我们中国均在发展自己的星基导航系统，但是都不够成熟，现阶段成熟可用的为美国的GPS系统，该系统虽说具备一定的稳定性与安全性，但假如该系统发生问题，那么有限的空域便无法较好的满足航班流量的各种需求。

3.2地理坐标系比较统一，使得国防安全水平降低

因为对星基导航的广泛使用，所以需要对我们中国的坐标基准进行更改，全面采取84坐标系，该坐标系的使用会导致我国国内地理坐标可以更清楚的被其他国家掌握，并且因为区域导航航路点的设置极有可能会对国家机密性的地理位置有所涉及，从而威胁到国防安全。

3.3机载设备改装任务量大

现阶段我国的机型种类冗多且比较繁杂，机载导航水平也参差不齐，运行类型的繁琐性无疑使得航班运行难度系数大幅度增加，这就要求我们应该结合实际，科学决策，综合布设，逐步实施。

3.4全面推广应用中，培训工作艰巨

全新的导航方式的衍生，会涵盖管制员、飞行员、签派员、机务人员、情报员、机务人员以及性能人员等，培训范围比较大，对整个民航范围开展培训比较困难。要想全面掌握以及熟练使用需要一个过渡期，而在这一过程中势必会对航班的运行造成不同程度的影响。

3.5PBN终端区程序的设计、航路的规划和试飞工工程量均较大

面临着新的导航方式，终端区进离场程序、航路均需重新进行设计,同时还应经过比较严格的试飞验证，运行审定以及批准，以及监督、后续的检查等一系列工作，这些工程量均非常庞大，需要很长的时间。

4.结语

总之，基于性能导航（PBN）技术是未来民航导航发展的主要目标，为未来民航发展提供了有利指导。今后，我国民航需要结合中国空域资源、地面导航台站布局以及机场条件等相关特点，制订与中国民航实际保持相符的PBN发展计划，不断推动PBN技术在我国民航领域的有效运用。

参考文献：

[1]王党卫.基于性能导航（PBN）技术研究[J].现代导航,2013年2月(1):5-6.

[2]王伟拴.基于性能导航(PBN)浅析[J].硅谷，2013（2）：253.

作者简介：张琪（1985-），男，汉族，新疆维吾尔自治区哈密市人，本科学历，航行管制助理工程师，从事空中交通管制工作，