概念
英文名稱:Required Navigation Performance
中文名稱:所需導航性能
RNP概念是91、92年間由FANS委員會向ICAO提出,在94年ICAO正式頒布RNP手冊(Doc9613-AN/937)中定義為:飛機在一個確定的航路、空域或區域內運行時,所需的導航性能精度。RNP是在新航行系統開發套用下產生的新概念,RNP也是目前提出的所有所需性能RXP(X:C、N、M、ATM)中唯一有明確說明和規定的性能要求,而其餘的都在討論制訂中。儘管如此,RNP從頒布後就一直在完善和充實,隨著各種可用技術的成熟,RNP的套用領域還在延伸,規定的項目還在增加。
基本信息
RNP(Required Navigation Performance)所需導航性能,是利用飛機自身機載導航設備和
全球定位系統引導飛機起降的新技術,是航空已開發國家競相研究的新課題和國際民航界公認的未來導航發展的趨勢,也是中國民航局大力推進的一項技術。與傳統導航技術相比,飛行員不必依賴地面導航設施即能沿著精準定位的航跡飛行,使飛機在
能見度極差的條件下安全、精確地著陸,極大提高飛行的
精確度和安全水平。利用RNP導航對於地形複雜、氣候多變的我國西部
高原機場意義重大,加裝精密導航系統的飛機亦能突破機場目前的起飛天氣標準和最低下降高度限制,大幅度減少天氣原因導致
航班延誤、返航的現象,極大增強機場航空客貨運輸能力。
RNP 代表所需導航性能。它是一種飛機導航方法,使用現代化的飛行計算機,
全球定位系統(GPS)技術和創新的程式,使飛機能夠按照預定航徑精確飛行。RNP通過持續監控以及在位置不確定時提供報警(RNAV不具備此特點),確保準確的導航性能。
過去十年間,RNP被精確用於機場
進近和離場程式。RNP的航徑設計能夠縮短飛行距離,減小推力設定值,為航空公司節省幾百萬美元的油耗,同時還減少噪音和排放,使機場周邊區域和環境受益。此外,RNP的準確性和全天候能力能夠極大地加強飛行安全。
結合技術、程式和第三方所需的RNP運行批准是一項重要工作,類似於CAT III進近的批准工作。部署RNP設備以及付出培訓努力之後,再分階段實施,這樣可使規章當局對用戶的RNP能力充滿信心。
ICAO 提出RNP 概念並作出相應規定的目的是:改革以往對機載導航設備管理方式,從無休止的設備審定和選擇工作中解脫出來;在規定的航路空域內運行的飛機,要求其導航性能與相應空域能力相一致,使空域得到有效利用;不再限制機載設備最佳裝備和使用;作為確定飛行安全間隔標準的基本參考。
RNP概念下的RNAV運行
在RNP運行條件下,大多數航空器需攜帶RNAV機載設備,這在各國或地區有相關要求。為滿足RNP運行批准要求,
RNAV設備必須有相對應的性能和功能。RNAV運行不需要航班飛越地面導航設施,允許在一定精度範圍內按預設航線飛行。RNAV設備根據一個或多個不同導航源自動定位。典型的機載系統可以沿航跡計算距離,計算到選擇的航路點的預計時間,並提供持續的航行指引。RNAV設備還可以提供大範圍內相關導航數據。
RNAV優點
大量的實際運行表明,
RNAV運行有諸多優點。這其中有:直飛航路減少飛行時間,建立雙或平行的多航路以增加交通流量,為飛越高流量終端區的航班設定迂迴航路。基於RNAV的備用或應急航路同樣減少了地面導航設備的數量。
RNP空域規定
RNP可設定在:
1.某固定航路。
2.某區域
3.空域的某一部分,如指定航路某些高度層。
4.指定尺度的任意空域。
RNP 可用於從起飛到著陸的各個飛行階段,但需要不同的RNP類型。
RNP和最小間隔
RNP僅僅是導航精度要求,其僅作為決定最小間隔的一部分。獨立的RNP並不代表任何最小或標準間隔。
RNP空域的構成
為更深入了解RNP運行帶來的好處和運行要求,作為飛行機組、飛行
簽派員和公司運行人員需要掌握RNP空域的構成。
導航性能精度
導航性能精度是確定RNP類型的界標。這基於水平範圍內允許的整體
系統誤差(TSE),包括側向和縱向(垂直航路和沿航路方向)。這兩個範圍中的TSE必須各自獨立評估。TSE是導航系統誤差、
RNAV計算誤差、顯示系統誤差和
飛行技術誤差FTE的綜合。其中飛行技術誤差指機載顯示的飛機位置和預設位置的誤差。
ICAO RNP
ICAO RNP是
區域導航的一項功能。航路點由公布經緯度坐標構成。RNP精度由兩個值確定,第一是距離值,單位為海里,其確定RNP類型,第二是總飛行小時的百分比。
RNP類型
RNP類型由相關RNP空域的精度值決定。
<RNP1類型,可提供精密儀表進近和需考慮超障的離場。當前只在經過特別批准的航空公司運行的特別地區。
RNP1類型,RNP1 系指以計畫航跡為中心,側向(水平)寬度為±1 海里的航路。RNP1提供最精確的位置信息以支持靈活航路。從機場終端區到航路,對運行、進離港程式、空域管理都是極為有益的。
<RNP1和RNP1也可稱為精密
RNAV(PRNAV),目前僅有限地套用於特定空域。
RNP4被設計用於一定距離的導航台之間航路和空域,通常在大陸空域。
RNP5,目前在歐洲空域,是要求絕大多數航空運輸運行的標準,也被稱為BRNAV(基本
區域導航),RNP5是過渡性標準,起源於RNP4,該標準允許實施RNP程式來使用目前的導航設備而無需改變航路結構。這旨在使空域設計和有利於潛在使用者方面有著更大的靈活性,如更多的直飛航路和更省油。RNP5可通過傳統的航路導航設備(如VOR/DME)來實現。
RNP10套用於遠洋和偏遠缺少導航台的區域。目前,是北大西洋和中、北太平洋運行標準。
RNP12.6有限用於缺少導航台空域的最佳化航路。
RNP20提供最低空域容量的ATS。
在實際套用中,RNP12.6和RNP20很少使用,也沒有這樣分類的空域。
ICAO RNP容量參數
確定水平範圍內的總
系統誤差就決定了RNP類型。有兩個部分,側向和縱向範圍。側向範圍方面,TSE被假設為飛機的真實位置和導航系統計畫的飛行航路中心線間的差異。RNP類型值就決定了航跡每側允許的距離誤差。縱向範圍方面,TSE被假設為到規定航路點的顯示距離和到該點真實距離的差異。RNP類型值決定了到規定航路點允許的距離誤差。
所謂RNP XX,就是95%總飛行時間不得偏移航道兩邊XX海里。這就意味著95%總飛行時間內航空器必須在“空域塊”內。以規定的RNP1 類型的航路為例,在95%總飛行小時內航空器真實位置必須保證在規定航跡或前或後、或左或右,1海里以內。
RNP/RNAV
RNP RNAV 是導航性能行業擴展的規範,它超出了ICAO定義的RNP規範內容。RNP RNAV 是用來協助間隔和衝突兩者的
風險評估,並進一步減小航路間隔。使用RNP RNAV參數,航路間隔現在可以比RNP規則減小四倍,因此可以使在給定空域內增加更多的容量。
RNP RNAV 引進一個新的,更加嚴格限制的導航系統精確規範,它的精確度超過了國際民航組織規定的百分之九十五的理念。這種容量限制的尺度是RNP規範容量尺度的兩倍,它位於飛機定義航路的中央位置。
飛機導航系統必須確保飛機99.999℅的飛行時間保持在這個較大的容量區域內。當
開闢新航路,區域和程式時,這種外部線形容量區域將被用於評估飛機之間的安全間隔和障礙物高度。RNP RNAV 是涉及飛機的限定航路,而ICAO RNP是關於空域要求的航路。定義航路保存在飛機的導航資料庫中,在這裡,要求的航路是被空域設計器建立的。當然,在定義的和要求的飛行航路之間有些較小的技術差異,在運行上,這些區別是不重要的。在歐洲,BRNAV或者RNP-5是通用的標準。在RNP RNAV的標準下,飛機必須使其99.999℅總飛行時間保持在距航路中間線10海里以內。為了完成在五個小時以上飛行的精確航路高度,飛機可以在10海裡邊界外不超過0.18秒。現代航線導航系統非常適用於此類精確高度。
航路RNP
是在確定航路、空域或區域內,對飛機側偏的最大限制,如下表所示:
類型 定位精度(95%) 套用
RNP1 ±1.0海里(±1.85公里) 允許使用靈活航路
RNP4 ±4.0海里(±7.4公里) 實現兩個台點間建立航路
RNP12.6 ±12.6海里(±23.3公里) 在地面缺少導航台的空域
RNP20 ±20.0海里(±37.0公里) 提供最低空域容量的ATS
以規定的RNP1類型的航路為例,指以計畫航跡為中心,側向(水平)寬度為±1海里的航路。對
空域規劃而言,可利用RNP1進行靈活航路的設計,運用在高交通密度空域環境,有利於空域容量的增加。同時,對飛機的機載設備能力而言,在相應類型航路飛行的飛機,若要保證在該類航路安全運行,必須具有先進的機載導航設備。飛RNP1航路的飛機必須具備利用兩個以上DME、或
衛星導航系統更新信息的能力。同理,RNP4類型指以計畫航跡為中心,側向(水平)寬度為±4海里的航路。由於RNP4有較松的航路寬度要求,可適應於目前陸基航行系統支持的空域環境。
通信行業
RNP : Radio Network Planning,無線網路規劃
無線網路規劃工程師的任務是,負責完成無線網路規劃,提交網路規劃報告;負責研究和提供不同無線環境下低成本無線網路規劃解決方案;負責同客戶進行網路規劃技術方案交流或培訓。