基于性能的導(dǎo)航（PBN）技術(shù)及其在軍航空管系統(tǒng)中的應(yīng)用策略研究

朱曉輝，張鵬，顧曉東

（1 北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院，100091; 2 國家飛行流量監(jiān)控中心，北京 100094)

0 引言

國際民航組織（ICAO）提出的全球空中交通管理運(yùn)行概念[1]的根本目標(biāo)是建立一個一體化的、協(xié)調(diào)的和全球可互用的空中交通管理系統(tǒng)。作為空中交通管理系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)之一的導(dǎo)航技術(shù)，其發(fā)展水平直接影響著航空運(yùn)行和空中交通管理的安全和效率。隨著航空活動的持續(xù)增長，其對空域容量的需求也在不斷增加，為了進(jìn)一步提高空域資源利用率和運(yùn)行效率，解決傳統(tǒng)陸基導(dǎo)航模式對地面導(dǎo)航臺過度依賴導(dǎo)致空域擁擠和航班延誤等問題，區(qū)域?qū)Ш剑ˋrea Navigation，RNAV）和所需導(dǎo)航性能（Required Navigation Performance，RNP）的概念和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，但由于不同國家和地區(qū)在應(yīng)用和發(fā)展這些技術(shù)時，紛紛制定各自的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、性能規(guī)范和應(yīng)用要求，對航空公司的全球運(yùn)營和航空制造業(yè)的發(fā)展帶來不利影響。為此，ICAO在整合不同國家和地區(qū)RNAV和RNP運(yùn)行實踐和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，提出了基于性能的導(dǎo)航（Performance Based Navigation，PBN）概念，發(fā)布了《基于性能的導(dǎo)航手冊》[2]，用以規(guī)范RNAV、RNP的命名和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，并在2013年發(fā)布的第4版《全球空中航行規(guī)劃》（GANP）[3]中將 PBN 列為實施該規(guī)劃的最高優(yōu)先級任務(wù)。

1 PBN相關(guān)概念及其關(guān)鍵技術(shù)

空域概念給出了空域內(nèi)運(yùn)行的概要和預(yù)定框架，可以根據(jù)通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理（CNS/ATM）設(shè)想包含實際空域結(jié)構(gòu)及其用戶的具體細(xì)節(jié)，如空中交通服務(wù)航路結(jié)構(gòu)、最小間隔、航路間距和超障裕度等。PBN概念由RNAV和RNP發(fā)展而來，是空域概念的支持手段之一。在空域概念內(nèi)，PBN要求受到通信、監(jiān)視和空中交通管理環(huán)境、導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施，以及為滿足空中交通管理應(yīng)用所需功能和運(yùn)行能力的影響。

1.1 區(qū)域?qū)Ш?/h3>

RNAV是允許航空器在相關(guān)導(dǎo)航設(shè)施的信號覆蓋范圍內(nèi)，或機(jī)載自主導(dǎo)航設(shè)備能力限度內(nèi)，或在兩者配合下，沿任意所需航跡飛行的一種導(dǎo)航方法[2]。在實際應(yīng)用中，RNAV不僅是一種導(dǎo)航方法，還涉及航路結(jié)構(gòu)和空域環(huán)境。傳統(tǒng)陸基導(dǎo)航模式下，航路航線的起點、轉(zhuǎn)彎點、終點都選定為導(dǎo)航臺，航空器只能逐臺飛行；而在區(qū)域?qū)Ш侥Ｊ较?，航路點可以選擇導(dǎo)航臺、地標(biāo)位置點和具有精確經(jīng)緯度的位置點，飛行時可以按航路點逐點飛行，也可以越點飛行，易于建立臨時繞飛、平行偏飛、等待航線等，可以縮短航程和提高空域使用的靈活性（如圖1所示[4]）。

圖1 RNAV導(dǎo)航示意圖

RNAV的定義強(qiáng)調(diào)“是一種導(dǎo)航方法”，即實施RNAV必須掌握航空器實時的經(jīng)緯度坐標(biāo)，也就是RNAV依靠航空器的絕對位置導(dǎo)航。RNAV系統(tǒng)將來自傳感器（如：大氣數(shù)據(jù)、慣性參考、雷達(dá)導(dǎo)航和衛(wèi)星導(dǎo)航）的信息，以及內(nèi)部數(shù)據(jù)庫的輸入數(shù)據(jù)和機(jī)組人員輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，以實施導(dǎo)航、飛行計劃管理、引導(dǎo)和控制、顯示和系統(tǒng)控制等功能，通過可重復(fù)和可預(yù)測的航徑定義，提供適合于應(yīng)用要求的特定導(dǎo)航精度水平。典型的RNAV系統(tǒng)由導(dǎo)航傳感器、導(dǎo)航系統(tǒng)控制、RNAV計算機(jī)、顯示器和飛行控制系統(tǒng)組成，其中RNAV計算機(jī)是系統(tǒng)的核心部分，實現(xiàn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫、飛行計劃處理、導(dǎo)航計算和路徑轉(zhuǎn)向/速度控制等功能，系統(tǒng)組成如圖2所示[2]。

圖2 RNAV系統(tǒng)組成示意圖

1.2 所需導(dǎo)航性能

RNP是航空器在一個確定的航路、空域或區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時，所需要的導(dǎo)航性能精度（RNP類型）。因此，RNP對航空器和空域都有相應(yīng)的要求，其概念有一個重要特征，就是根據(jù)運(yùn)行情況來具體決定某一空域或飛行程序所需的導(dǎo)航性能水平，由運(yùn)行要求來確定 RNP程序的要求，而不是根據(jù)某一特定導(dǎo)航系統(tǒng)的性能來確定。RNP類型是用相應(yīng)的精度值來表示的，精度值是受到導(dǎo)航源誤差、機(jī)載接收誤差、顯示誤差和側(cè)向的飛行技術(shù)誤差等影響，要求機(jī)載平臺在其 95%的飛行時間內(nèi)側(cè)向和縱向總的系統(tǒng)誤差必須小于規(guī)定的 RNP精度值。如“RNP1”是指在 95%的概率下，在指定的飛行航跡上飛機(jī)必備的導(dǎo)航精度在1海里以內(nèi)，如果航空器偏離了預(yù)計飛行航跡，則FMS自動發(fā)出告警。

RNP系統(tǒng)是具有支持機(jī)載性能監(jiān)視和告警能力的RNAV系統(tǒng)。該能力的具體要求包括：可靠地、可重復(fù)地和可預(yù)測地沿規(guī)劃的地面航跡（含曲線航跡）飛行的能力；在通過垂直剖面實施垂直引導(dǎo)時，使用仰角或規(guī)定的高度限制來確定所需垂直航徑[3]。在具體實現(xiàn)時，根據(jù)系統(tǒng)的安裝、結(jié)構(gòu)和布局的不同，可以采用不同的形式提供性能監(jiān)視和告警功能，包括：顯示和指示所需和預(yù)計的導(dǎo)航系統(tǒng)性能；未能達(dá)到 RNP要求時，對系統(tǒng)性能的監(jiān)視和向機(jī)組人員告警；按設(shè)置的 RNP顯示側(cè)向航跡偏差，并與獨立的導(dǎo)航完好性監(jiān)視和告警相結(jié)合。圖3為RNP類型定義示意圖。

圖3 RNP類型定義示意圖（以RNP1為例）

圖4 PBN構(gòu)成要素和各類利害攸關(guān)方的關(guān)注要點[2]

1.3 基于性能的導(dǎo)航及其優(yōu)勢

PBN是以沿空中交通服務(wù)航路運(yùn)行、實施儀表進(jìn)近程序或在指定空域運(yùn)行的航空器性能要求為基礎(chǔ)的區(qū)域?qū)Ш?。PBN概念明確了在特定空域概念下實施運(yùn)行對航空器RNAV系統(tǒng)的精度、完好性、可用性、連續(xù)性和功能性等方面的性能要求，標(biāo)志著由基于傳感器導(dǎo)航向基于性能導(dǎo)航的轉(zhuǎn)變。

PBN概念有三個核心要素：導(dǎo)航設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施、導(dǎo)航規(guī)范和導(dǎo)航應(yīng)用（如圖 4所示）。導(dǎo)航規(guī)范詳細(xì)描述了沿著特定區(qū)域?qū)Ш剿璧男阅芤?，以及可選用于滿足性能要求的導(dǎo)航傳感器和設(shè)備，是各國民航當(dāng)局適航和運(yùn)行批準(zhǔn)的基礎(chǔ)；基礎(chǔ)設(shè)施是用于支持每種導(dǎo)航規(guī)范的導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施（如星基系統(tǒng)或陸基導(dǎo)航臺）；導(dǎo)航應(yīng)用則是將導(dǎo)航規(guī)范和導(dǎo)航設(shè)施結(jié)合起來，在航路、終端區(qū)、進(jìn)近或運(yùn)行區(qū)域的實際應(yīng)用，包括RNAV/RNP航路、標(biāo)準(zhǔn)儀表進(jìn)離場程序、進(jìn)近程序等。

導(dǎo)航規(guī)范是一組對航空器和機(jī)組人員的要求，以滿足規(guī)定的空域概念下導(dǎo)航應(yīng)用的需要。PBN導(dǎo)航規(guī)范分為RNP規(guī)范和RNAV規(guī)范，兩者的主要區(qū)別在于機(jī)載性能監(jiān)視和告警要求。包含機(jī)載導(dǎo)航性能監(jiān)視和告警要求的稱為RNP規(guī)范，無這類要求的則為RNAV規(guī)范。這些規(guī)范不僅規(guī)定了RNAV系統(tǒng)的性能要求，還包括系統(tǒng)的功能要求，如執(zhí)行曲線航徑程序或航路平行偏置飛行等的能力。實施基于性能的飛行運(yùn)行不僅需要 RNAV系統(tǒng)提供的各種傳統(tǒng)功能，還可能需要特定功能以改善程序、空域和空中交通運(yùn)行，包括建立固定半徑航徑、旁切轉(zhuǎn)彎、RNAV或RNP等待程序及側(cè)向偏置等。圖5給出了將RNAV規(guī)范和RNP規(guī)范應(yīng)用于空中交通服務(wù)航路和儀表程序的示例[2]。

圖5 將RNAV規(guī)范和RNP規(guī)范應(yīng)用于空中交通服務(wù)航路和儀表程序的示例

圖6 過程2：確定用于實施的ICAO導(dǎo)航規(guī)范

與傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式相比，PBN的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）優(yōu)化飛行路徑，縮短飛行時間，可減少溫室氣體排放和降低噪聲等環(huán)境污染；

（2）增加進(jìn)離場程序定位點，可提高終端區(qū)交通流量；

（3）精確引導(dǎo)可縮小航空器運(yùn)行間隔，提高空域容量；

（4）減少陸空通話和雷達(dá)引導(dǎo)需求，降低飛行員、管制員的工作負(fù)荷，可提高飛行安全裕度；

（5）解決受地形影響的復(fù)雜機(jī)場運(yùn)行問題；

（6）降低導(dǎo)航系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施投入和運(yùn)行成本，提高整體運(yùn)行效益。

2 PBN的應(yīng)用概況

PBN是飛行運(yùn)行方式的重大變革，將航空器的機(jī)載設(shè)備能力與衛(wèi)星導(dǎo)航及其他技術(shù)結(jié)合起來，涵蓋了從航路、終端區(qū)到進(jìn)近著陸的所有飛行階段，提供了更加精確安全的飛行方法和更加高效的空中交通管理模式。ICAO第36屆大會要求各成員國在2009年完成PBN實施計劃，確保2016年之前，以全球協(xié)調(diào)一致的方式過渡到PBN運(yùn)行。

2.1 實施路線圖

實施 PBN一般分三個過程進(jìn)行，其順序和主要工作包括：

過程1：確定要求。通過空域概念確定PBN戰(zhàn)略和運(yùn)行要求。評估國家或地區(qū)的機(jī)隊裝備和通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理基礎(chǔ)設(shè)施，并確定導(dǎo)航功能要求。

過程2：明確用于實施的ICAO導(dǎo)航規(guī)范。說明如何確定ICAO導(dǎo)航規(guī)范的實施是否達(dá)到了空域概念的各項目標(biāo)，是否提供了所需的導(dǎo)航功能，以及是否支持了由過程1中確定的機(jī)隊裝備和通信、導(dǎo)航和監(jiān)視/空中交通管理基礎(chǔ)設(shè)施。如圖6所示[2]。

過程3：規(guī)劃與實施。為規(guī)劃和實施提供指導(dǎo)，使導(dǎo)航要求可轉(zhuǎn)化為具體實施。如7所示[2]。

圖7 過程3：規(guī)劃與實施

美國在2003年公布了PBN路線圖，旨在確定美國向 PBN系統(tǒng)過渡的政策，為航空界的業(yè)務(wù)發(fā)展提供指南，并于2006年推出其第二版PBN路線圖，其中明確在2015年前后，在FL180及以上航路階段的空域全面實施區(qū)域?qū)Ш?，F(xiàn)L290及以上航路階段的空域?qū)嵤?RNP-2；在 35個合作機(jī)場的終端區(qū)實施 RNAV的進(jìn)離場程序；2025年，全美大陸實施RNAV，在終端區(qū)繁忙機(jī)場實施RNP。澳大利亞于2009年6月宣布，RNP程序?qū)⒃谖磥?年覆蓋全國 28個主要機(jī)場；歐洲單一天空計劃項目（SESAR）計劃通過更有效的PBN運(yùn)營，減少10%的CO2排放，同時降低機(jī)場周邊區(qū)域的噪音污染；阿根廷、玻利維亞、巴西、智利、厄瓜多爾、委內(nèi)瑞拉和烏拉圭根據(jù)PBN路線圖發(fā)布了在2010年11月18日實施RNAV5的航行資料匯編[5]。截至目前，美洲、歐洲、亞洲、澳洲許多國家和地區(qū)都已完成PBN實施計劃或?qū)嵤┞肪€圖的制定，并正在加緊PBN的實施工作。

中國民用航空局結(jié)合我國實際情況，為確保民航RNAV和RNP運(yùn)行與PBN概念保持一致，于2009年10月發(fā)布了《中國民航基于性能的導(dǎo)航實施路線圖》[6]，明確了我國民航在 2009年到2025年間實施 PBN的政策、總體目標(biāo)、關(guān)鍵任務(wù)和時間表，分近期（2009-2012，實現(xiàn)PBN重點應(yīng)用）、中期（2013-2016，實現(xiàn) PBN 全面應(yīng)用）、遠(yuǎn)期（2017-2025，實現(xiàn)PBN與CNS/ATM系統(tǒng)的整合）三個階段實施，為民航當(dāng)局、航空公司、空管部門和機(jī)場實施 PBN運(yùn)行提供指導(dǎo)，促進(jìn)全球標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和國際合作。但該規(guī)劃只涉及民航相關(guān)內(nèi)容，且未就實施中的軍民航協(xié)調(diào)問題進(jìn)行明確。

2.2 規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)

PBN規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)是推進(jìn)和實施PBN的根本基礎(chǔ)，涵蓋機(jī)載設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和航空器適航資格、人員（飛行、機(jī)務(wù)、簽派、空管）培訓(xùn)、運(yùn)行程序、審定標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)督檢查、空管指揮、飛行程序等各個方面。中國民航在推進(jìn)PBN實施的過程中，本著“規(guī)章先行、照章運(yùn)行”的原則，參照ICAO的PBN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，先后制定并發(fā)布了相關(guān)咨詢通告，主要包括：《RNAV5運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)指南》、《在航路和終端區(qū)實施RNAV1和RNAV2的運(yùn)行指南》、《在終端區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)空域?qū)嵤㏑NP4運(yùn)行批準(zhǔn)指南》等，并將逐步建立完整的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.3 空域規(guī)劃和飛行程序設(shè)計

PBN的實施同樣需要與之相對應(yīng)的空域規(guī)劃和飛行程序。建立與之配套的 PBN空域規(guī)劃能力和飛行程序設(shè)計能力，為航空公司和機(jī)場設(shè)計PBN飛行程序，提供飛行程序驗證和質(zhì)量控制，是以民航當(dāng)局為主開展 PBN實施的主要前期工作。在規(guī)劃與實施 PBN的過程中，驗證空域概念的安全性（過程3之步驟2）是其中的重要環(huán)節(jié)，通常根據(jù)空域的復(fù)雜程度，分別采用空域建模、快速仿真、實時仿真和空中交通管制實況演練來驗證和評估運(yùn)行程序。

從2001年開始，飛經(jīng)我國西部L888航路開始采用 RNP4運(yùn)行，2006年在拉薩貢嘎機(jī)場建立了RNP AR運(yùn)行能力。截止2012年6月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在拉薩、林芝、麗江、邦達(dá)、阿里、玉樹、延吉、黃山、西寧等西部高原機(jī)場和一些特殊機(jī)場已建立了RNP AR程序；為解決首都北京、廣州白云、上海虹橋、上海浦東、深圳寶安等機(jī)場的流量問題，先后實施了RNAV 1運(yùn)行；為解決非精密進(jìn)近的安全性問題，在綿陽、固原、三亞、鄂爾多斯、海拉爾、達(dá)州、溫州等機(jī)場實施了RNP APCH運(yùn)行[7]。今后，將持續(xù)推進(jìn)相關(guān)空域規(guī)劃和飛行程序設(shè)計，使得在航路、終端區(qū)和進(jìn)近等所有飛行階段以PBN運(yùn)行為主，使用PBN技術(shù)重新規(guī)劃整體航路結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)航路全面過渡到PBN航路。

2.4 導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫

所有 RNAV應(yīng)用都使用航空數(shù)據(jù)來定義陸基導(dǎo)航設(shè)備、跑道、登機(jī)口、航路點及航路航線和飛行程序。無論是RNAV還是RNP導(dǎo)航規(guī)范，在飛行中都必須依賴導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫。對于 RNP APCH和RNP AR這樣的高等級PBN飛行程序，對導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的精度和完好性的要求都很高，配合采用高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航，才能保證小 RNP值運(yùn)行時的飛行安全。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的安全性取決于數(shù)據(jù)的精確性、分辨率和完好性；數(shù)據(jù)的精確性取決于數(shù)據(jù)生成期間的處理方式；分辨率取決于數(shù)據(jù)最初生成時和后續(xù)處理期間采用的程序，包括國家對數(shù)據(jù)的公布政策；數(shù)據(jù)的完好性取決于從生成到使用的完整的航空數(shù)據(jù)鏈條，該鏈條表示一套或一組航空數(shù)據(jù)從最初生成到最終使用經(jīng)歷的過程，主要構(gòu)成部分如圖8所示，包括數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)收集者、數(shù)據(jù)發(fā)布者、數(shù)據(jù)提供者和數(shù)據(jù)用戶。

2.5 導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施

ICAO附件10中定義，“傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)”包括在引入GNSS之前使用的陸基無線電導(dǎo)航設(shè)施，主要包括：NDB、VOR、DME、ILS（儀表著陸系統(tǒng)）等；GNSS為包含一個或多個星座，能夠提供定位、測速和授時服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，當(dāng)前包含GPS、GLONASS、伽利略、“北斗二代”及其增強(qiáng)系統(tǒng)。我國民航的傳統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)施主要集中分布在東部地區(qū)，西部地區(qū)覆蓋不完全。

圖8 航空數(shù)據(jù)鏈條示意圖

在從傳統(tǒng)導(dǎo)航向 PBN導(dǎo)航過渡中，中國民航將GNSS作為PBN運(yùn)行的主要依靠，具體為：將GNSS作為海洋和偏遠(yuǎn)地區(qū)RNP運(yùn)行的主用導(dǎo)航手段；近期將GNSS在陸地航路、終端區(qū)、非精密進(jìn)近和著陸階段的輔助導(dǎo)航手段，中期和遠(yuǎn)期將逐步過渡為主用手段；完善進(jìn)行GNSS衛(wèi)星信號完好性監(jiān)視；在部分機(jī)場建設(shè)陸基差分增強(qiáng)系統(tǒng)，實現(xiàn)GNSS著陸系統(tǒng)（GLS）進(jìn)近。同時，考慮運(yùn)行的安全性和可靠性，還將保留陸基導(dǎo)航設(shè)施，并對相關(guān)區(qū)域的陸基導(dǎo)航設(shè)施進(jìn)行補(bǔ)充建設(shè)和調(diào)整，在一定時期內(nèi)與GNSS共同使用，作為GNSS應(yīng)用的備份。具體為：保持 VOR最小運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，以支持最頂航路結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)儀表飛行程序，提供備份導(dǎo)航手段；根據(jù)需求保持和完善DME/DME冗余網(wǎng)絡(luò)，以支持傳統(tǒng)儀表飛行和區(qū)域?qū)Ш斤w行；把ILS作為機(jī)場著陸的主要導(dǎo)航設(shè)施，完善布局和建設(shè)；除非特殊情況不再新建NDB。

2.6 機(jī)載設(shè)備

ICAO PBN導(dǎo)航規(guī)范規(guī)定了航空器所需的通信、導(dǎo)航、監(jiān)視（CNS）能力，這些能力要求如表1所示。航空公司必須確保其航空器安裝了民航當(dāng)局規(guī)定的滿足PBN運(yùn)行的相應(yīng)航空電子設(shè)備。

表1 不同PBN規(guī)范下航空器所需的CNS能力

中國民航實施 PBN需要對一些航空器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備改裝，這些改裝是通信、導(dǎo)航、監(jiān)視（CNS）技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，目前我國民航現(xiàn)役運(yùn)輸機(jī)隊具備的 PBN能力的比例為：82%具備RNAV 1能力，99%具備RNAV 5能力，78%具備RNP 10能力，56%具備RNP 4能力，71%具備基本RNP 1能力和RNP APCH能力。民航局要求的機(jī)隊改裝基本原則是：RNP APCH能力是必備能力，RNP AR能力是選裝能力；改裝費(fèi)高的老舊飛機(jī)不需要改裝。

3 PBN技術(shù)在我國軍航空管的應(yīng)用策略

根據(jù)《芝加哥公約》（即《國際民航公約》）相關(guān)條款（Article 3a和3b），雖然ICAO的相關(guān)規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)并不適用于國家航空器，但在Article 3d中又從保證民用航空器飛行安全角度，要求簽約國對其國家航空器制定相關(guān)規(guī)章。面對當(dāng)前國際國內(nèi)發(fā)展形勢和任務(wù)需求，我國軍用航空器全球到達(dá)的要求日益迫切，要使軍用航空器能夠在國內(nèi)航行飛得順、執(zhí)行國際任務(wù)飛得出，需要把軍事作戰(zhàn)需求與技術(shù)推動結(jié)合起來，統(tǒng)籌搞好新一代空管系統(tǒng)總體設(shè)計和規(guī)劃論證，按職能任務(wù)做好分工協(xié)作，全面提高軍事航空的綜合能力水平。

3.1 修訂完善現(xiàn)有發(fā)展規(guī)劃

國家空中交通管制委員會于 1998年制定頒布了《我國發(fā)展新航行系統(tǒng)總體規(guī)劃》，確定了我國發(fā)展通信、導(dǎo)航、監(jiān)視和空中交通管理系統(tǒng)的總體目標(biāo)、技術(shù)路線和發(fā)展步驟，其中明確軍航新航行系統(tǒng)建設(shè)“既要充分利用新航行系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，保持軍民航空管系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，又必須建立相對獨立的防空和空管有機(jī)結(jié)合的通信、導(dǎo)航、監(jiān)視手段，確保我軍空管系統(tǒng)的安全運(yùn)行。”美國在實施 PBN時積極與其下一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)（NextGen）相關(guān)業(yè)務(wù)集成、協(xié)同整合；歐洲也將其 PBN計劃整合到“歐洲單一天空”計劃項目（SESAR）中。我國在實施 PBN時也要與新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)充分整合，加強(qiáng)GNSS完好性評估，注重與通信、監(jiān)視及其它相關(guān)新技術(shù)的融合，抓緊修訂頒布新版總體規(guī)劃，制定完善過渡計劃，為軍民航空管體系建設(shè)發(fā)展和適應(yīng)PBN運(yùn)行需求指明方向。

3.2 優(yōu)化調(diào)整空域規(guī)劃

PBN運(yùn)行的基礎(chǔ)是PBN航路和PBN飛行程序。由于 PBN技術(shù)可大大降低對地面導(dǎo)航設(shè)施的依賴，航路劃設(shè)和飛行程序設(shè)計更加機(jī)動靈活，更加有利于靈活使用空域的開展；現(xiàn)有寬度不小于20km的航路，加上兩側(cè)的10km保護(hù)區(qū)，均具備按照RNAV 2規(guī)范劃設(shè)2條平行航路的基礎(chǔ)條件，可有效提高空域容量；將現(xiàn)有臨時航線（均相當(dāng)于CDR3級）提升為CDR1或CDR2級的條件航線，既可以使民航能夠及時有效地利用閑時的軍航訓(xùn)練空域，又使軍航執(zhí)行相關(guān)任務(wù)需臨時使用航路和相關(guān)空域時，民航能夠利用條件航線實施避讓繞飛。因此，進(jìn)行空域規(guī)劃時，一方面要深化研究航路航線網(wǎng)絡(luò)布局，規(guī)劃調(diào)整好航路結(jié)構(gòu)，有計劃的新辟PBN平行航路，與現(xiàn)有ATS航路互為補(bǔ)充，改進(jìn)空中交通網(wǎng)絡(luò)；一方面要加強(qiáng)軍民航協(xié)調(diào)，制定和修改相應(yīng)的程序以滿足軍民航的空域需求，充分利用 PBN技術(shù)優(yōu)勢，提高空域資源利用率，減少因空域容量不足實施流量控制引起的航班延誤。

3.3 建立PBN裝備和標(biāo)準(zhǔn)體系

軍航要全面有效的實現(xiàn)PBN運(yùn)行，涉及作戰(zhàn)、空管、通信、裝備、后勤等多個領(lǐng)域的多個部門，需要在統(tǒng)一認(rèn)識的基礎(chǔ)上，對實施 PBN技術(shù)進(jìn)行全面的安全評估，通過需求對接、技術(shù)對接、方案對接、標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)對接，綜合形成新機(jī)研制和現(xiàn)有飛機(jī)改裝的需求，搞好機(jī)載設(shè)備的有機(jī)融合和地面指揮控制系統(tǒng)的有機(jī)整合，充分利用我國自主的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，建立軍航 PBN裝備體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。尤其是對于大型運(yùn)輸機(jī)等新型號研制項目，在研發(fā)階段就應(yīng)保持與全球PBN同步，確保在未來應(yīng)用階段能滿足 PBN運(yùn)行要求。同時還應(yīng)加強(qiáng)國際協(xié)調(diào)，積極參與各利益方的相關(guān)程序的制定和修改，保持與全球PBN標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

3.4 提升系統(tǒng)能力水平

與大多數(shù)國家一樣，我國軍航的裝備體系和運(yùn)行體系與民航存在較大差別，尤其是小型作戰(zhàn)飛機(jī)，實施 PBN都要面對大量的現(xiàn)役飛機(jī)、狹小的座艙空間、迥異的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備接口、漫長的采購周期等難題。我國現(xiàn)有的軍民航空管自動化系統(tǒng)，均是按照傳統(tǒng)導(dǎo)航規(guī)范、間隔標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行規(guī)則設(shè)計研發(fā)的，在實施 PBN運(yùn)行時，將會遇到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不匹配、飛行沖突探測與告警規(guī)則需調(diào)整、空域運(yùn)行容量值和經(jīng)驗值缺失等問題，需要針對性開展適應(yīng)性調(diào)整改造與驗證評估，確保運(yùn)行安全。為此，需要相關(guān)各方統(tǒng)籌布局，針對不同作戰(zhàn)用途和運(yùn)行需求，分類協(xié)同抓好機(jī)載設(shè)備集成化設(shè)計和研制定型，為不同程度的滿足 PBN運(yùn)行需求打好裝備基礎(chǔ)；在組織新一代軍航管制中心系統(tǒng)建設(shè)時，需將PBN相關(guān)運(yùn)行規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范納入建設(shè)需求，實現(xiàn)一體化設(shè)計。

3.5 健全機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫

目前，民用航空器的機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫均采用ARINC-424標(biāo)準(zhǔn)，每28天（4周）更新。由于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接影響飛行安全，每一版本的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢查和驗證方可使用。軍航空管系統(tǒng)尚未建立機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，且相應(yīng)的數(shù)據(jù)更新、校核、審驗和發(fā)布機(jī)制也不夠健全。當(dāng)前，需要由相關(guān)主管部門牽頭，研究建立獨立完善的工作流程，制定規(guī)范詳細(xì)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫管理程序，確保導(dǎo)航數(shù)據(jù)精確、完備、有效，防止出現(xiàn)偏差。

4 結(jié)語

PBN技術(shù)作為一項全球推廣的新技術(shù)，具有明顯的運(yùn)行優(yōu)勢，是我國健全完善國家空域系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，在一些空域和機(jī)場已經(jīng)取得了顯著的運(yùn)行效益，能有效提高運(yùn)行安全，增加空域容量，減少地面導(dǎo)航設(shè)施的投入，提高節(jié)能減排效果。我國民航已經(jīng)按照《中國民航 PBN實施路線圖》積極推進(jìn) PBN實施，并將于近期對路線圖進(jìn)行修訂，以符合ICAO第四版PBN手冊的要求，匹配新的運(yùn)行概念和應(yīng)用技術(shù)。軍航已經(jīng)在前期新航行系統(tǒng)論證與驗證的基礎(chǔ)上，啟動 PBN相關(guān)運(yùn)行體系和裝備體系的研究論證，相信隨著中國“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的逐步實施，必將對 PBN技術(shù)的全面推廣產(chǎn)生巨大的推動力，更好地為軍事航空的任務(wù)達(dá)成提供有力保障，為民航運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性保駕護(hù)航。

[1]ICAO Doc9854-AN/458.Global Air Traffic Management Operational Concept[S].Montreal: ICAO, 2005.

[2]ICAO Doc9613-AN/937.Performance Based Navigation Manual [S].Montreal: ICAO, 2008.

[3]ICAO Doc9750-AN/963.Global Air Navigation Plan[S].Montreal: ICAO, 2013.

[4]王黨衛(wèi).基于性能導(dǎo)航（PBN）技術(shù)研究[J].現(xiàn)代導(dǎo)航,2013, 1:5-10.

[5]程擎, 楊榮盛.全球?qū)嵤?PBN最新進(jìn)展及對我國的啟示[J].中國民用航空, 2010, 112(4): 60-62.

[6]中國民航基于性能的導(dǎo)航實施路線圖[S].北京:中國民用航空局, 2009.

[7]楊洪海, 張光明.中國民航 PBN發(fā)展戰(zhàn)略及實施現(xiàn)狀[J].中國民用航空, 2010, 120(12): 19-22.