rnp что это в авиации

Требуемые навигационные характеристики RNP

Определение

Точность навигации

Системы зональной навигации (RNAV) и RNP в основном схожи. Основное различие между ними заключается в необходимости мониторинга и оповещения о производительности на борту. Навигационная спецификация, которая включает в себя требования для мониторинга и оповещения о производительности на борту, называется спецификацией RNP. Те спецификации, которые не имеют таких требований называется спецификацией RNAV. Поэтому, если радиолокационный контроль не предусмотрен УВД, пилот должен самостоятельно проконтролировать безопасность навигации по местности и вместо RNAV должен использоваться RNP.

RNP также относится к уровню производительности, необходимому для конкретной процедуры или конкретного блока воздушного пространства. Значение RNP, равное 10, означает, что навигационная система должна иметь возможность рассчитывать свое положение с точностью до квадрата с поперечным размером 10 морских миль. Значение RNP, равное 0,3, означает, что навигационная система воздушного судна должна иметь возможность рассчитывать свое положение с точностью до квадрата с поперечным размером 3/10 морской мили. Различия в этих системах обычно являются следствием избыточности бортовой навигационной системы.

Некоторое океаническое воздушное пространство имеет значение RNP, равное 4 или 10. Уровень RNP, на который способен летательный аппарат, определяет необходимое разницу между воздушными судами в отношении расстояния. Повышенная точность бортовых систем RNP представляет собой значительное преимущество для традиционных нерадиолокационных сред, поскольку число воздушных судов, которые могут вписаться в объем воздушного пространства на любой заданной высоте, представляет собой квадрат числа требуемого эшелонирования; то есть, чем ниже значение RNP, тем ниже требуемые стандарты эшелонирования по расстоянию и, в целом, больше воздушных судов может вписаться в объем воздушного пространства без потери требуемого эшелонирования. Это не только главное преимущество для операций воздушного движения, но и предоставляет большую возможность экономии средств для авиакомпаний, летающих над океанами, благодаря менее строгой маршрутизации.

История

RNP были введены в PANS-OPS (документ ICAO Doc 8168), который стал применяться в 1998 году.

В 1996 году авиакомпания Alaska Airlines стала первой авиакомпанией в мире, применившей RNP с заходом на посадку вниз по каналу Гастино в Джуно, Аляска. Капитан авиакомпании Аляски Стив Фултон и капитан Хэл Андерсон разработали более 30 подходов RNP для операций авиакомпании на Аляске. В 2005 году Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, которая использовала RNP в Национальном аэропорту Рейгана, чтобы избежать заторов. В апреле 2009 года Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, получившей одобрение от FAA для проверки RNP.

С 2009 года регулирующие органы в Перу, Чили и Эквадоре внедрили более 25 процедур захода на посадку по RNP AR, разработанных совместно с LAN Airlines. Преимущества включали сокращение выбросов парниковых газов и улучшенный доступ к аэропортам, расположенным в гористой местности. Использование подходов RNP AR в Куско, недалеко от Мачу-Пикчу, сократило отмены из-за плохой погоды на 60 процентов на рейсах, выполняемых по локальной сети.

В октябре 2011 года Boeing, Lion Air и Индонезийский генеральный директорат гражданской авиации выполнили проверочные полеты для проверки индивидуальных процедур RNP AR в двух аэропортах с вызовами на местности, в Амбоне и Манадо, Индонезия. Они выступили в качестве пионеров использования точной навигационной технологии RNP в Юго-Восточной Азии.

Описание и предназначение

Текущие конкретные требования системы RNP включают в себя:

Способность следовать желаемому наземному маршруту с надежностью, повторяемостью и предсказуемостью, включая кривые пути;

В местах, где для вертикального наведения включены вертикальные профили, используются вертикальные углы или ограничения высоты для определения желаемой вертикальной траектории.

Возможности мониторинга производительности и оповещения могут предоставляться в различных формах в зависимости от установки системы, архитектуры и конфигураций, включая:

отображение и индикацию как требуемой, так и расчетной производительности навигационной системы;

мониторинг работы системы и оповещение экипажа о несоблюдении требований RNP;

дисплеи отклонения между полосами, масштабированные до RNP, в сочетании с отдельным мониторингом и оповещением о целостности навигации.

Система RNP использует свои навигационные датчики, архитектуры и режимы работы для удовлетворения требований спецификации навигации RNP. Требования RNP могут ограничивать режимы эксплуатации воздушного судна, например, для низкой RNP, где техническая ошибка полета (FTE) является существенным фактором, и ручной полет может быть запрещен. Установка двойной системы/датчика также может потребоваться в зависимости от предполагаемой операции или необходимости.

Мониторинг производительности и требования к оповещению

Требования к мониторингу производительности и предупреждению для RNP 4, Basic-RNP 1 и RNP APCH имеют общую терминологию и применение. Каждая из этих спецификаций включает требования к следующим характеристикам:

Точность: Требование к точности определяет 95% суммарную погрешность системы (TSE) для тех величин, где задано требование к точности. Требование к точности соответствует навигационным спецификациям RNAV и всегда равно значению точности. Уникальным аспектом навигационных спецификаций RNP является то, что точность является одной из характеристик производительности, которая отслеживается на 100%;

Неисправности самолета: Неисправность бортового оборудования учитывается в правилах летной годности. Неисправности классифицируются по степени влияния уровня самолета, и система проектируется таким образом, чтобы снизить вероятность сбоя или смягчить его последствия. Требования к характеристикам неисправностей воздушных судов не являются уникальными для навигационных спецификаций RNP;

Сбои сигналов в пространстве: Характеристики сигнала в пространстве навигационных сигналов являются обязанностью Национального агентства разведки.

Применение мониторинга производительности

Хотя TSE (оборудование для безопасности на транспорте) может значительно меняться со временем по ряду причин, навигационные спецификации RNP обеспечивают гарантию того, что распределение TSE остается подходящим для конкретной операции.

По этой причине важны оперативные процедуры для мониторинга FTE.

Области деятельности

Океаническое и удаленное континентальное воздушное пространство

Океаническое и удаленное континентальное воздушное пространство в настоящее время обслуживается двумя навигационными приложениями, RNAV 10 и RNP 4. Оба в основном используют GNSS для поддержки навигационного элемента воздушного пространства. В случае RNAV 10 никакой формы наблюдения ОВД не требуется. В случае RNP 4 используется контракт ADS (ADS-C);

Терминальное воздушное пространство: прилет и вылет

Существующие концепции воздушного пространства терминала, которые включают в себя прилет и вылет, они поддерживаются приложениями RNAV. В настоящее время они используются в Европейском регионе и США. Европейское приложение RNAV воздушного пространства терминала известно как P-RNAV (Precision RNAV). Хотя спецификация RNAV 1 разделяет общую точность навигации с P-RNAV, эта региональная спецификация навигации не удовлетворяет всем требованиям спецификации RNAV 1.

Начиная с 2008 года, приложение воздушного пространства терминала Соединенных Штатов, ранее известное как US RNAV Type B, было приведено в соответствие с концепцией PBN и теперь называется RNAV 1. Базовый RNP 1 был разработан главным образом для применения в нерадиолокационном воздушном пространстве терминала с низкой плотностью. Ожидается, что в будущем будет разработано больше приложений RNP как для полетов на маршруте, так и для воздушного пространства терминала.

Источник

Навигация, основанная на характеристиках ( PBN ) ИКАО, указывает, что требования к характеристикам систем бортовой навигации (RNP) и зональной навигации (RNAV) должны быть определены с точки зрения точности, целостности, готовности, непрерывности и функциональности, необходимых для предлагаемых операций в контексте конкретное воздушное пространство, если оно поддерживается соответствующей навигационной инфраструктурой.

СОДЕРЖАНИЕ

Описание

Исторически сложилось так, что навигационные характеристики воздушного судна определялись непосредственно в терминах датчиков (навигационных маяков и / или путевых точек ). Навигационная спецификация, которая включает дополнительные требования к мониторингу бортовых навигационных характеристик и предупреждению, называется спецификацией требуемых навигационных характеристик (RNP). Спецификация, не имеющая таких требований, называется спецификацией зональной навигации (RNAV).

Требования к характеристикам определены в навигационных спецификациях, которые также определяют выбор навигационных датчиков и оборудования, которые могут использоваться для удовлетворения требований к характеристикам. В навигационных спецификациях содержится конкретное руководство по реализации, чтобы облегчить глобальную гармонизацию.

В рамках PBN общие навигационные требования сначала определяются на основе эксплуатационных требований. Затем власти гражданской авиации оценивают варианты в отношении доступных технологий и навигационных услуг. Выбранное решение было бы наиболее рентабельным для полномочного органа гражданской авиации, в отличие от решения, устанавливаемого как часть эксплуатационных требований. Технология может развиваться со временем, не требуя пересмотра самой операции, если требуемые характеристики обеспечиваются системой RNAV или RNP.

PBN предлагает ряд преимуществ по сравнению с методом определения воздушного пространства и критериев пролета препятствий на основе конкретных датчиков:

Методы и спецификации зональной навигации начали развиваться на региональном уровне без общего руководства ИКАО. Следовательно, это означает, что термины и определения, такие как «RNAV» и «RNP», имеют несколько разные значения в разных регионах мира, и даже другие термины могут использоваться на местном уровне. Примером этого является термин «P-RNAV» (Precision RNAV), который до сих пор используется в Европе (2019 г.), который в других местах называется «RNAV 1».

Термины RNAV и RNP ранее использовались с небольшими функциональными различиями. RNP требовал определенного уровня характеристик, но не пытался определить, как это должно быть гарантировано.

Влияние на планирование воздушного пространства

Навигационные характеристики, требуемые от системы RNAV, являются частью навигационной спецификации. Для определения минимумов эшелонирования и разноса маршрутов специалисты по планированию воздушного пространства полностью используют ту часть навигационных спецификаций, которая описывает характеристики, требуемые от системы RNAV. Специалисты по планированию воздушного пространства также используют требуемые характеристики (точность, целостность, доступность и непрерывность) для определения разноса маршрутов и минимумов эшелонирования.

Ожидается, что в воздушном пространстве с процедурным управлением минимумы эшелонирования и разнесение маршрутов, указанные в спецификациях RNP, принесут больше преимуществ, чем те, которые основаны на спецификациях RNAV. Это связано с тем, что бортовая функция мониторинга характеристик и оповещения может уменьшить отсутствие службы наблюдения ОВД, предоставляя альтернативные средства снижения риска.

Переход на PBN

Ожидается, что все будущие приложения RNAV и RNP будут определять требования к навигации посредством использования технических характеристик, а не определения конкретных навигационных датчиков.

Сфера

Бортовой мониторинг производительности и оповещение

Системы RNP обеспечивают повышение целостности полетов. Это может позволить более близкое расстояние между маршрутами и может обеспечить достаточную целостность, позволяющую использовать только системы RNAV для навигации в конкретном воздушном пространстве. Таким образом, использование систем RNP может дать значительные преимущества в области безопасности полетов, эксплуатации и эффективности.

Бортовой контроль характеристик и оповещение позволяют летному экипажу определять, удовлетворяет ли система RNP навигационным характеристикам, требуемым в навигационной спецификации. Бортовой контроль характеристик и оповещение относятся как к боковым, так и к продольным навигационным характеристикам.

Бортовой мониторинг производительности и оповещение связаны с работой системы зональной навигации.

Специальные функции RNAV и RNP

Полеты, основанные на характеристиках, основаны на способности обеспечивать надежные, повторяемые и предсказуемые траектории полета для повышения пропускной способности и эффективности запланированных операций. Для реализации полетов, основанных на характеристиках, требуются не только функции, традиционно обеспечиваемые системой RNAV, но также могут потребоваться определенные функции для улучшения процедур, а также операций в воздушном пространстве и воздушном движении. Возможности системы для установленных траекторий с фиксированным радиусом, зоны ожидания RNAV или RNP и боковых смещений попадают в эту категорию.

Пути с фиксированным радиусом

Пути с фиксированным радиусом (FRP) имеют две формы:

Пролетные повороты

Образец удержания

Смещение траектории полета

Системы RNAV могут предоставлять возможность летному экипажу определять боковое смещение от определенного маршрута. Как правило, боковые смещения можно указывать с шагом от 1 до 20 м. Миль. Когда в системе RNAV активировано боковое смещение, воздушное судно с RNAV вылетает по заданному маршруту и ​​обычно перехватывает смещение под углом 45 ° или меньше. Когда смещение отменяется, дрон возвращается на заданный маршрут аналогичным образом. Такие смещения могут использоваться как стратегически, т.е. фиксированное смещение для длины маршрута, так и тактически, то есть временно. Большинство систем RNAV прекращают смещения в районе аэродрома или в начале схемы захода на посадку, в зоне ожидания RNAV или при изменении курса на 90 ° или более.

Минимальные характеристики навигации

Воздушные суда, выполняющие полеты в воздушном пространстве Северной Атлантики, должны соответствовать минимальным требованиям к навигационным характеристикам (MNPS). Спецификация MNPS была намеренно исключена из PBN из-за ее обязательного характера и из-за того, что реализация MNPS в будущем не предусмотрена.

Будущие разработки

Вероятно, что навигационные приложения будут переходить от двумерных к трехмерным / четырехмерным приложениям, хотя в настоящее время трудно определить масштабы времени и эксплуатационные требования. Следовательно, бортовой контроль характеристик и оповещение еще предстоит разработать в вертикальной плоскости (вертикальная RNP), и текущая работа направлена ​​на согласование продольных и линейных требований к характеристикам. Требования к угловым характеристикам, связанные с заходом на посадку и посадкой, будут включены в сферу применения PBN в будущем. Точно так же могут быть включены спецификации для поддержки специфичных для вертолетов навигационных требований и функциональных требований к зоне ожидания.

использованная литература

внешние ссылки

Источник

Типы RNP

Типы RNP подразделяются на маршрутные, аэроузловые и аэродромные. ИКАО определила в качестве основных (стандартных) типы RNP, которые пред­ставлены в табл. 1.2, приведенной в [1].

Тип RNP1 предусматривается для обеспечения наиболее эффективных поле­тов по маршрутам ОВД и в аэроузловой зоне при использовании наиболее точной информации о месте ВС, а также для применения методов зональной навигации, по­зволяющих получить наибольшую гибкость при организации и изменении маршру­тов осуществлении в режиме реального времени необходимых корректировок в со-

ответствии с потребностями структуры воздушного пространства. Этот тип RNP пре­дусматривает наиболее эффективное обеспечение полетов, использование Правил полетов и организации воздушного пространства при переходе от полета в районе аэродрома к полету по маршруту ОВД и в обратном порядке, т. е. при выполнении SID и STAR.

Маршрутные типы RNP

Тип RNP4 предназначается для маршрутов ОВД, основанных на ограниченном расстоянии между навигационными средствами. Этот тип RNP обычно используется в воздушном пространстве, расположенном над континентом. Устанавливая им точ­ность аэронавигации соответствует требуемой точности на обычных маршрутах, за­даваемых VOR, которая использовалась и до введения концепции RNP.

Тип PNP10 предусматривается для сокращения минимумов бокового и про­дольного эшелонирования. Он повышает эксплуатационную эффективность в океа­ническом воздушном пространстве и районах, где возможности использования на­земных навигационных средств ограничены.

Тип RNP12.6 обеспечивает ограниченную оптимизацию маршрутов в районах с пониженным уровнем обеспечения навигационными средствами. Численное значе­ние величины удерживания соответствует удвоенной средней квадратической по­грешности определения места ВС, являющейся одним из параметров MNPS в Се­верной Атлантике.

Тип RNP20 характеризует минимальные возможности по точности определения МВС, которые считаются приемлемыми для обеспечения полетов по маршрутам ОВД любым ВС в любом контролируемом воздушном пространстве в любое время. Он как бы соответствует такой плохой точности, что еще меньшую требуемую точ­ность нет смысла устанавливать.

Широко используются и нестандартные типы, то есть не перечисленные в [1].

В районах выполнения полетов воздушными судами, точность навигации кото­рых превышает требования RNP4 и в которых для контроля воздушного движения

используются средства независимого радиолокационного наблюдения, может ис­пользоваться ширина коридора ±5 км (±2.7 м. миль), т. е. значение типа RNP 2.7. Следует отметить, что в СССР данное значение ширины коридора ± 5 км в Москов­ской воздушной зоне и некоторых других аэродромных зонах было установлено еще до введения концепции RNP. В США для полетов по трассам также применяется не­стандартный тип RNP 2.

Типы RNP, применяемые для захода на посадку, будут рассмотрены в п. 1.9.

Тип RNP1 должен вводится поэтапно в связи с тем, что некоторым эксплуатан­там придется вложить средства в новое оборудование. Такое положение явилось основой для введения P-RNAv в Европе как промежуточного шага на пути к RNP 1.

Зональная навигация вводится в том или ином регионе одновременно с уста­новлением определенного типа RNP. Если этот тип является нестандартным либо

функциональные требования к RNAV чем-то отличаются от приведенных в [1], то та­кая зональная навигация может получить собственное название, например, B-RNAV, B-RNAV+, B-RNAV++, P-RNAV и т. п.

RNP определяют характеристики навигации в определенном воздушном про­странстве и влияют как на организацию самого воздушного пространства, так и на воздушное судно.

Типы RNP, методы и оборудование RNAV в разных регионах мира внедряются единообразно и согласовано. Для этого в региональных отделениях ИКАО и госу­дарствах созданы соответствующие группы экспертов и уполномоченных специали­стов. Эксплуатанты взаимодействуют с ними по вопросам оборудования ВС, подго­товки экипажей и освоения эксплуатационных процедур RNAV.

Типы RNP для определенных районов, объемов воздушного пространства в оп­ределенном диапазоне высот, для маршрутов или процедур в районе аэродрома ус­танавливаются либо соответствующим государством, либо региональным аэронави­гационным соглашением. Конкретный тип RNP вводится в зависимости от ряда фак­торов: инфраструктуры средств связи, наличия наземных радиомаяков и радиолока­ционного наблюдения, насыщенности воздушного пространства, характера местно­сти, расположения препятствий, особых зон и др.

RNP могут применяться с момента взлета и до посадки. При этом на различных этапах попета могут применяться различные типы RNP. Как правило, для захода на посадку и ухода на второй круг применяются «строгие» RNP, для вылета и прибытия — более «мягкие», а на маршруте — совсем «мягкие» RNP с минимальным набором функциональных требований.

В АИП государств описываются характеристики и требования к воздушному пространству при применении RNP на маршрутах или в определенных районах и публикуются фиксированные, резервные маршруты и районы применения RNP.

Фиксированный маршрут RNP — постоянный опубпикованный маршрут RNP с возможными ограничениями по времени использования и высотам пролета. Мар­шрут начинается и заканчивается пунктами донесения. Вдоль маршрута устанавли­ваются точки пути.

Резервный маршрут RNP — опубликованный маршрут ограниченного по вре­мени применения (часы, дни, сезоны).

Район RNP — некоторый район, объем воздушного пространства или любое воздушное пространство установленных размеров, где применяется RNP. В таких районах может планироваться и выполняться полет по произвольным линиям пути в течение установленных периодов времени и/или в пределах указанных диапазонов эшелонов полета.

Для увеличения пропускной способности воздушного пространства органы ОВД могут давать указание о выполнении полета со смещением относительно фиксиро­ванного маршрута и таким образом использовать RNAV как инструмент ОВД. В свою очередь летный экипаж должен уведомлять орган ОВД об аварийной ситуации (от­каз оборудования, неблагоприятные метеоусловия), которая влияет на возможность обеспечения точности навигации, а также сообщить о своих намерениях, согласо­вать план действий и получить измененное диспетчерское разрешение.

Источник

otto_pilot

otto_pilot

Утряс для себя некоторые понятия, решил поделиться с читателями.

Средства VOR, DME, GNSS и IRS это сенсоры(датчики) RNAV системы. «Гарминки», например GNS430 или G1000, которые стоят на маленьких самолётах это RNAV системы, основанные на GPS. На транспортных самолётах зональную навигацию обеспечивает FMS, помимо GPS использует и VOR/DME и IRS(если оборудованы ей). Несмотря на комплексное использование сенсоров, наиболее важную роль играет GNSS(GPS) из-за глобальной зоны покрытия и очень высокой точности. Зональная навигация без GNSS возможна, но нменно GNSS сделала зональную навигацию такой какова она есть сейчас.

Если полёт по трассе это полёт от одной точки, заданной координатами к другой, то полет по маршруту прибытия или схеме выхода или может содержать некоторые условные процедуры. Простой пример: набор по прямой 600 метров, далее левой разворот на точку.

Такую траекторию нет смысла определять геоточками, потому что в зависимости от характеристик ВС и погодных условий высота 600 метров может быть достигнута в разных местах.
Или: взлететь, захватить радиал, выполнить разворот и лететь на привод с определенными путевым углом.

Это тоже проблематично закодировать геоточками. Для этого база FMS, хранящаяся в формате ARINC 424 поддерживает 23 вида «траекторий и указателей их окончания» (path and terminators). Например: Направление до абсолютной высоты (VA), Направление до пересечения (VI). Поставщик электронной информации для FMS перерабатывает текстовую и графическую аэронавигационную информацию в электронную и присылает в виде обновления. В FMS такие траектории выглядят так:

Статус PBN в РФ
Ждать ошеломляющих успехов от государства, яростно противящегося новшествам и даже RVSM внедрившего позже всех в мире, не приходится. Де-юре, количество трасс зональной навигации очень мало, но фактически, по большинству трасс без GPS-ки не пролететь, потому что многие привода выведены их эксплуатации. Маршруты прибытия основанные на зональной навигации также используются в очень ограниченном количестве аэропортов. Кстати, буквально на днях к ним добавился Петербург. Так что, не сказать, что работа кипит, но вроде, и не стоит не месте.

Немного о заходах и VNAV
Навигационная система знает место относительно ВПП, высотомер показывает высоту, схема опубликована, можно выполнять RNAV заход. Это неточный заход. Его можно выполнять без дополнительного оборудования.

Если улучшить точность GNSS, развернув Систему Дифференциальной Коррекции(GNSS augmentation), то основываясь на спутниковой навигации, можно выполнять точные заходы c наведением не хуже ILS. У нас это называется «заход СНС» и достигается посредством самолётного оборудования в сочетании с наземными Локальными контрольно-корректирующими станциями ЛККС(Ground-Based Augmentation System GBAS). В РФ есть небольшое количество таких заходов. В США таких заходов уже более тысячи.
Приведу цитату представителя американских авиационных властей FAA: «Спутниковая навигация это второе по важности изобретение для авиации после реактивного двигателя»

Источник