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关于性能导航(PBN)技术应用过程中存在的问题研究

热度0票  浏览29次 时间:2021年2月24日 10:10
周 伟
(西藏航空公司 621000 )
摘要:当前,我国航空业在应用关于性能导航 (PBN) 技术时发现该技术太过于依赖 GPS 系统;地理坐标系非常统一,对国防事业安全有很大影响;巨大的机载设备改装任务等问题,因此我们需要针对这些问题进行探究,并提出一定的改善策略。
关键词: (PBN) 技术;民航业;机载设备
前言
基于性能导航( PBN )技术应用于我国的民航运输行业,有效的解决了航班交通流量剧增带来的机场容量饱和、空域受限、特殊机场扩大、地区发展不平衡等一系列的问题,实现了航径灵活飞行,缓解或解决了空中交通拥堵问题,规避了噪音敏感区域等诸多优点。但是将该技术大量应用到我国的民航运输行业中时一些新的问题也暴露了出来,该技术太过于依赖 GPS 系统;地理坐标系非常统一,对国防事业安全有很大影响;巨大的机载设备改装任务等问题非常突出,如果这些问题得不到及时的解决,将会影响该技术在民航运输行业的推广,关于性能导航 (PBN) 技术应用过程中存在的问题成为本文讨论的重点,并因此提出一些解决措施。
一、PBN的阐述
基于性能的导航( PBN )技术由三部分组成,包括导航规范、基础设施、导航应用。导航规范主要是我国民用航空运行的基本标准,是某一特定区域导航的性能要求,导航规范又分为区域导航 RNAV ,该导航能够让航空器摆脱导航设备在上空飞越的限制,增强飞行的灵活性;另种是所需导航性能 RNP ,该导航发挥着记载导航性能监视和告警能力的 RNAV 。其次是基础设施,该设施是为整个导航系统实现基本保障,包括各类导航规范进行设备供应和支持。最后是导航应用,这个是为用户级所构建的一种程序,用户利用该程序在终端点使用该技术来执行区域导航以实现自身的需要。该技术的优点,不但实现了航迹的灵活应用,拓展了使用空间,减小了航空器间空间上间隔,扩大了空域的容纳量,优化了飞行航径,提升了飞机业载。而且还节约了地面设施建设投资,减小了建设成本等众多方面的优点。
二、性能导航(PBN)技术应用过程中存在的问题
1 、太过于依赖 GPS 系统。当前阶段,最成熟的导航系统是美国的 GPS系统,有着极强的稳定性与安全性,根据 RNP 运行要求,飞机在每次放行前都需要向签派部门与飞行机组给予“ GPS 可用性”的信息情况。如果该系统发生问题或者 GPS 信号在特定的机场地形环境被遮蔽,就需要采取延后放飞时间、增加额外的等待燃油等方式,以规避“失去 GPS 信号”的时段,这样根本就不能满足在有限空域中航班流量的各样需要。
2 、保密性问题突出。根据我国民航保密的有关规定,向外是不开放机场跑道的经纬度坐标,是国家的一个保密的范畴。 PBN 飞行程序对经纬度坐标要求精确,这种程序本身就是关于卫星的绝对位置 (WGS 一 84 坐标 ) 进行导航的—种程序。以往,我国是采用地面导航设施的相对位置实施导航的—类程序,机载设备获取地面导航设施的信号,然后对航空器从相对位置与向北距离两个层面给予输导。两者的坐标不同,我们就要对坐标基准进行更改,这样我国国内地理坐标就会被其他国家清楚的被掌握,尤其是国家机密性的地理位置在区域导航航路点的设定过程中被暴露,从而威胁到国家的安全。
3 、巨大的机载设备改装任务。在基于性能导航 (PBN) 技术应用过程中,发现只有接近 82 % 的运输机具有 RNPAPCH 的功能,其他的并不能满足 PBN 运行,航空运营人要采取一定措施,根据《中国民航基于眭能的导航实施路线图》对当前正在飞行器的 PBN 能力评定,科学决策,综合布设,定制飞机的改装方案,这无疑会增大机载设备改装量。
三、基于性能导航(PBN) 技术应用飞机中出现问题的思索基于性能导航( PBN )技术在当前民航应用过程中表现出一些问题,从长远看,依然是将来民航导航发展的主要目标,我们只有不断克服这些问题,才能更好的促进该技术在民航业的应用。
1 、导航源的多样化。单一导航源的问题从某种程度上来讲并不利于民航业的健康有序发展,一个定位系统出现问题就会造成整个机场系统瘫痪,因此寻找多的导航源是有效解决基于性能导航( PBN )技术在使用过程中表现不足的问题。近年来,我国建立的北斗卫星系统,从某种程度上来讲已经非常接近 GPS 。在 45 度以内的中低纬区域范围内,北斗卫星系统动态定位精度和 GPS 定位几乎相等,水平方向可达 10 米左右,高程方向能达到 20 米左右;和 GPS 相等的还有北斗静态定位水平方向精度都是米级,只是高程方向是 10 米左右,落后于 GPS ;比较不足的出现在中高纬度区域,因为这里的北斗可见卫星数不多、分布也不足,使得定位精度差或者出现不能定位的现象,不过 GPS 也有出现不能定位的现象,所以我们应该发现北斗卫星系统的优点,而且随着时间的推移,在我国科技高速发展中北斗卫星系统将会超越 GPS 的可能。当前我们在使用上可以以 GPS 为主,北斗为辅的方式进行,进行多样化应用。
2 、解决国防安全水平低的问题。基于性能导航( PBN )技术的使用,造成国防安全水平低的根本原因是导航数据库的技术不足,当前,导航数据领域的绝对权力是由国外个别垄断企业所掌控,导航数据处理与导航数据库制作都要经过民航当局给予 Type1 和 Type2 认证,获得认证的导航数据处理商( Type1 )只有 JEPPESEN (杰普森)企业与 Lido 企业。没有导航数据库的技术的能力,这和我国民航运输吞吐量已达到全球第二位的位置,已经在迈向民航强国的地位极不相符,因此,我们应尽快突破导航数据库的技术问题。首先最简单的办法就是学习和吸纳国外导航数据服务商的理念和专业技术,其次是踊跃融入到国际导航数据规范、标准的设定,让我国民航在导航数据中拥有一定的发言权,最后是增强我国民航在导航数据处理( Type1 )与数据库制作( Type2 )的认证条件,从而奠定我国在自主方面把握一定的技术。
3 、我国机载设备无法满足 PBN 运转的问题解决。机载机械设备有燃油系统、液压系统、气源系统、导航系统,自动飞行系统,飞行操作系统,指示记录系统,电气系统,防冰和除冰系统、辅助动力装置、机轮刹车系统等多种设备。 PBN 是一种特殊的机载导航设备,国内航空业在使用这种设备时,会涉及到管制员、机务人员、签派员、情报员、飞行员、性能人员等人才,因此,我们需要加强培训出综合能力强的管理人才、市场开拓人才 、专业性的机载设备研发与维修人才,同时国家要从经济上大力支持,构建专业的研发团队,从具体问题入手,通过深入研究,才能突破现实问题,促进发展。
参考文献:
[1] 张会峰 . 西安区域航路 PBN 运行的经验及启示 [J]. 中国民用航空,2016 , ( 5 ): 50-51.
[2] 朱晓辉 , 张鹏 , 顾晓东 . 基于性能的导航 (PBN) 技术及其在军航空管系统中的应用策略研究 [J]. 现代导航 . 2014(05).



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