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.

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1 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

2 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.

3 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

4 RNP: designed to embrace change. Annual Traffic Growth 5% Annual Improvements less than 5% A new method must be used.

5 THEN NOW 20 世纪 20 年代

6 THEN NOW 1920’s

7 THEN NOW Knoxville Norfolk 20 世纪 40 年代

8 THEN NOW Knoxville Norfolk 1940’s

9 THEN NOW 20 世纪 60 年代 Knoxville Norfolk

10 THEN NOW 1960’s Knoxville Norfolk

11 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 PLWXPWVG 4.0 NM 8.0 NM 4.0 NM 4 x RNP (16 NM) THEN NOW 20 世纪 90 年代

12 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 PLWXPWVG 4.0 NM 8.0 NM 4.0 NM 4 x RNP (16 NM) THEN NOW 1990’s

13 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

14 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

15 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 l 1. 00NM/ 0.46 NM POS REF 1 NM

16 RNP is a measure of the navigation performance accuracy necessary 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 l 1. 00NM/ 0.46 NM POS REF 1 NM

17 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

18 RNP: What is it? - Containment RNP 95% Accuracy (inner circle) RNP Integrity (two times RNP), outer circle containment radius

19 什么是所需导航性能（ RNP) ？ —— RNP 空域

20 RNP: What is it? – RNP Airspace

21 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

22 RNP: What is it? – RNP Aircraft VNAV Deviation Scale and Pointer Vertical ANP-RNP Bar G/S Ghost Pointer LNAV Deviation Scale and Pointer Lateral ANP-RNP Bar LOC Ghost Pointer Deviation Scale ID

23 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

24 RNP: Why it is needed Safety Efficiency Capacity Containment & Linear Flight Path

25 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 RNP 0.15 标准区域 DA (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

26 Generic TERPS Final Approach Area RNP 0.15 Containment Zones for Comparison 7:1 transitional surface RNP 0.15 containment zone DA (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

27 为什么使用所需导航性能（ RNP) ？ 高效

28 Why RNP? Efficiency

29 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 NM POPP 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

30 Defined Path RNP 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 NM POPP PLWX Pre-RNP Navigation Performance Mitigates Navigation Errors, Route, Traffic Density, Surveillance, Communication, ATC Why RNP? Capacity

31 Topo 数据源 本地 WX 本地 WX 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 424 模拟机 工程 模拟机 工程 FAA 空管程序 及飞行标准 ALPA 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 FAA 民航 规章及指 令 AIM 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 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

32 Topo data sources Local WX ATC local flows Obstacle clearance Airplane performance ARINC 424 Simulator Engineering FAA process ATC and Flt Stds ALPA Charting and standards Pilot training Dispatcher training Flight publications FARs & FAA Orders AIM GPS predictive RAIM Procedure design criteria Airplane systems Environmental impact Geodetic systems and calculations Geodetic systems and calculations Nav data base development OPS specifications OPS specifications RNP operations RNP: Implementation

33 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

34 RNP: Implementation A path in space has to be: Defined Made safe Optimized: Economic, Social, Geographic concerns. Made Legal Coordinated Trained

35 所需导航性能（ RNP ）的使用状况 航路上 近进 / 离场 终端区域

36 Current uses of RNP Enroute Arrival/Departure Terminal Areas

37 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

38 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

39 近进过程中的 RNP/RNAV STAR 传统状态 STAR RNAV

40 RNP/RNAV Arrivals STAR CONVENTIONAL STAR RNAV

41 下风 进近 进近门 EA127EA125 EA123 IF TF RF TF 进近航径中的 RNP/RNAV

42 Downwind Arrival Approach Gate EA127EA125 EA123 IF TF RF TF RNP/RNAV Approach Path

43

44 科迪亚克岛，阿拉斯加 – RWY 36

45 Kodiak, Alaska – RWY 36

46

47 Sitka ，阿拉斯加 – RWY 29

48 Sitka, Alaska – RWY 29

49 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

50 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

51 朱诺，阿拉斯加 – RWY 26

52 Juneau, Alaska – RWY 26

53 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

54 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.

55 目标：简化机组使用 RNP 的程序 1. 选择进近 CDU 2. Set DA on Alt Tape 3. 选择 LNAV/VNAV 4. 选择 APP on MCP 5.Dial in MA Altitude 进近飞行或者 TOGA ，如果有必要 一般进近程序 1. 地面训练 -4 小时 2. 模拟机介绍 -2 小时 3. 模拟机 -2 小时 4. 学员信息反馈 -1 小时 5. 每个章节 5. 一天的 IOE 6. 飞行每个进近 7. 3 ea PAJN, PASI,... 8. 3 ea 离场 9. 复训 10. 特殊机组 PAJN Rwy 26 提高安全： 更加容易避免或 减少人为错误 简单的程序 标准训练 安全：减少错误 前景展 望 开始阶段 复杂且是唯一的机组使用程序 特殊且重要的额外训练

56 The Goal: Simplified Crew Procedures for RNP 1. Select Approach CDU 2. Set DA on Alt Tape 3.Select LNAV/VNAV 4. Select APP on MCP 5. Dial in MA Altitude Fly Approach, or TOGA if necessary Generic Approach Proc. 1. Ground School - 4 hrs 2. SIM Brief - 2 hrs 3. SIM - 2 hrs 4. De-Briefing 1 hr 5. Each Capt / FO 5. 1 Day IOE 6. Fly Each Approach 7. 3 ea PAJN, PASI,... 8. 3 ea Departures 9. Recurrent Trng 10. Special Crews PAJN Rwy 26 Safety enhancement:: Much Easier to avoid or limit human error Simple Procedure Standard Training Safety: Fewer errors Future: The Beginning: Complex and Unique Crew Procedures Special and Significant Extra Training

57 RNP RNAV 的未来发展

58 RNP RNAV world for the Future

59 主动躲避航路上的天气影响 Conflict Probe Adjusted WPs

60 Dynamic Weather Avoidance Routes Conflict Probe Adjusted WPs

61 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

62 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 GLSUsabilityLow RNP Vertical RNP... Complex Approaches 4-D Nav I-RNAV VSD Today Tomorrow The Future Constant Angle Approaches

63 减少近进类型 今天 “ 明天 ” 将来 VOR-DME SDF LDA NDB VOR LOC-DME BCRS VOR-ARC VOR on Arpt ILS NDB-DME PAR LOC NDB-DME RNAV 3-D RNAV 2-D NDB on Arpt NDB-NDB RNAV (RNP) ASR ILS/GLS (xLS) Specials RNAV (RNP) III 类运行 减少训练支出

64 Fewer Approach Types Flown Today “Tomorrow” Future VOR-DME SDF LDA NDB VOR LOC-DME BCRS VOR-ARC VOR on Arpt ILS NDB-DME PAR LOC NDB-DME RNAV 3-D RNAV 2-D NDB on Arpt NDB-NDB RNAV (RNP) ASR ILS/GLS (xLS) Specials RNAV (RNP) Cat III Opportunity for decreased training costs

65 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

66 Operational Benefits Require Change Operational Benefit Airplanes Approach Procedures Regulators Air Traffic Services Flt Deck Procedures Pilots All are Required to Receive Benefits

67 结论：现在需要什么？ 教育 转变计划 带头人

68 Conclusion: What is needed now? Education Transition Plan Leadership

69 ATA FMS TF EURO TARA/NSG ISPACG IPACG FAA SOIT IATC Oceanic Conference JAA CNS ATM Steering Group Free Flight Select/Steering GATM C/AFT 标准及指南规章标准航空器实施状况运行实施状况应用推广协调 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 EURO TARA/NSG ISPACG IPACG FAA SOIT FAA WestPac Working Group TSA – ASA, UAL ATA FMS TF EURO TARA/NSG ISPACG EURO RAIG FAA SOIT AvHWG AWO WG FAA TAOARC

70 ATA FMS TF EURO TARA/NSG ISPACG IPACG FAA SOIT IATC Oceanic Conference JAA CNS ATM Steering Group Free Flight Select/Steering GATM C/AFT Standards & GuidanceRegulatoryCriteriaAircraftImplementationOperationsImplementationApplicationsDevelopmentCoordination 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 EURO TARA/NSG ISPACG IPACG FAA SOIT FAA WestPac Working Group TSA – ASA, UAL ATA FMS TF EURO TARA/NSG ISPACG EURO RAIG FAA SOIT AvHWG AWO WG FAA TAOARC

71 问题

72 Questions?

73 谢谢！

74 Thank You

75 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

76 Additional positioning assurance by Containment Radius Aviation RNP RNAV Concept (Total System) Rc =radius of a circle centered on an estimated position such that the probability that the actual position lies in the circle is 99.999%/hr Rc Actual Position Estimated Position Actual Position Desired Path Defined Path Estimated Position