[發明專利]一種基于性能導航的飛行程序設計系統及驗證平臺和驗證方法

無效

• 申請號: 201110191755.0
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102867073A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 何運成;李娜;李旭;王冠宇;王仲
• 申請（專利權）人: 中國民航科學技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明屬于航空導航領域，具體涉及一種基于性能導航的飛行程序設計系統及驗證平臺和驗證方法。

背景技術

中國經濟的高速發展促進了民航業的迅速增長，1978年以來，中國民航運輸總周轉量年增長率為18％，約為同期GCP增長速度的2倍左右。2000年中國民航運輸總周轉量為世界第九位，2003年為第五位，2004年為第三位，2005年躍居到世界第二位。近年來一直保持著第二的位置，已成為民航大國。雖然中國民用航空運輸系統整體保持著快速穩步發展，然而中國民航的快速發展也面臨諸多挑戰，主要包括：

(1)特殊機場眾多

特殊機場是指飛行環境復雜、機場保障條件不足，為保證飛行安全，需要采取特別應對措施的機場。我國目前有38個特殊機場，海拔2438米(8000英尺)以上的高高原機場有8個，還有更多的高原和復雜機場正在建設中。受地形和地理條件的影響，這些機場和區域的傳統地基導航設施難以滿足運行需要，且投資巨大，維護成本高。

(2)東西部發展不平衡

由于我國地區經濟發展的不平衡，東部地區擁有較完善的基礎設施和地基導航系統，監視雷達可實現多重覆蓋。但西部地區的基礎設施和地面導航臺建設不完善，導航臺和監視雷達的信號覆蓋不完全。隨著西部經濟的快速發展，西部地區民航基礎設施的建設面臨嚴峻挑戰。

傳統導航時利用接收地面導航臺的信號，通過向臺和背臺飛行實現對航空器的引導，其航路和飛行程序受地面導航臺的布局與設備種類的制約，精度有限，現在的運行概念和技術手段不能解決上述問題。隨著機載設備能力的提高以及衛星導航及其它先進技術的不斷發展，國際民航組織(ICAO)提出了“基于性能的導航(PBN：Performance?Based?Navigation)”概念。PBN的引入體現了航行方式從基于傳感器導航到基于性能導航的轉變。PBN較傳統程序具有如下優勢：

●精確地引導航空器，提高飛行運行安全性；

●提供垂直引導，實施連續穩定的下降程序，減少可控撞地的風險；

●改善全天候運行，保障地形復雜機場運行的安全；

●實現靈活而優化的飛行航徑，增加飛機業載，減少飛行時間，節省燃油。

PBN原型源于RNAV(區域導航)和RNP(所需性能導航)概念。其概念是九十年代初期國際民航組織研究發展新航行系統(FANS)時提出的，最初是應用在跨洋飛行的空域管理和空中交通間隔調配。隨著機載導航技術的不斷創新，PBN的定義和內涵也在不斷變化。國際民航組織在整合已有研究成果的基礎上，2008年正式提出了基于性能的導航概念，明確了RNAV和RNP是兩種不同形式的PBN，其應用范圍也拓廣到了飛行的各個階段。PBN是航空強國目前正在研究的熱門課題，也是國際航空界公認為未來航行發展的趨勢。

最早應用PBN技術的是美國阿拉斯加航空公司。在朱諾機場使用PBN程序后實現了地形復雜和低天氣標準運行。目前美國有近10個復雜程度不同的機場使用了PBN程序，僅阿拉斯加航空公司2003-2004年間，經統計減少備降返航603個航班，并每年節約500萬美元。基于性能的導航技術的應用為航空公司帶來了高安全可靠性和巨大的經濟效益。國際上除美國外，加拿大、新西蘭、澳大利亞也開展了PBN技術的研究與應用。歐盟國家也在積極關注PBN技術的發展，并在積極推動這些技術在歐洲的實施，并將PBN作為歐洲天空一體化的重要技術支撐之一。

PBN技術的日臻成熟與完善，為中國民航的快速、安全發展提供了有效解決問題的途徑。國際民航組織第36屆大會決議指出：“各締約國應在2009年完成PBN實施計劃，確保在2016年之前，以全球一致和協調的方式過渡到PBN運行”。中國民航局為此發布了《中國民航基于性能導航(PBN)實施路線圖》，在中國大力推廣PBN航行新技術。中國民航PBN實施路線圖也于2009年出臺。其實施策略將分為三個階段，即近期(2009-2012)、中期(2013-2016)、遠期(2017-2025)。近期實行PBN重點應用，中期實行PBN全面應用，遠期實行PBN與CNS/ATM系統整合。