RNAV-Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н
.pdf
Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н.
Зональная навигация
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н.
Зональная навигация
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2004
Ш В71(03) |
УДК 629.7.052.001 (0.75.3) |
Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н. ЗОНАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ. Учебное пособие
Издание второе, исправленное
Утверждено Учебно-методическим объединением по образованию в области аэронавигации |
в |
||||||||
качестве учебного пособия для вузов гражданской авиации |
|
|
|
|
|
||||
Рекомендовано |
Департаментом |
летных |
стандартов |
Государственной службы |
гражданской |
||||
авиации Министерства транспорта России для |
подготовки к |
полетам |
с применением точной зональ- |
||||||
ной навигации (P-RNAV) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рецензенты Костылев А.Г., Сафро Б.Д. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Изложены принципы зональной |
навигации |
(RNAV) и основные положения по выполнению по- |
|||||||
летов в регионах, где применяются требования к RNA V. Рассмотрены вопросы, касающиеся тре- |
|||||||||
буемых |
навигационных характеристик (RNP) |
и осуществления точной зональной навигации (Р- |
|||||||
RNAV). Содержит рекомендации по подготовке воздушных |
судов |
и |
эксплуатантов |
гражданской |
|||||
авиации России к полетам в системе P-RNAV в Европейском регионе. |
|
|
|
|
|||||
В |
Приложении |
приведены необходимые |
нормативные |
материалы, |
содержащие |
вопросы |
зо- |
||
нальной навигации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям «Летная эксплуатация воздушных судов» и «Аэронавигационное обслуживание». Может быть использовано членами летных экипажей и персоналом органов ОВД.
Ничто из данной документации не может быть скопировано, перефотографировано или перенесено на какой-либо электронный носитель или машиночитаемую форму без предварительного письменного разрешения издателя.
Copyright 2004. Акционерное общество Центр Автоматизированного Обучения. 196210, С.-Петербург, ул. Пилотов, 38.
Телефон: (812) 104 1896; FAX: (812) 104 1896. E-mail: cecltd@mail.wplus.net
Все права защищены. Второе издание отпечатано в С.-Петербурге, Российская Федерация.
Опубликованный материал проверен со всей тщательностью. Однако издатель допускает наличие в нем неточностей вследствие ошибок оператора или аппаратуры. Издатель не берет на себя ответственность за возможный ущерб или потери, связанные с использованием такого материала.
5001000000-01
93В(03) - 04
ISBN 5-88856-102-9______________________________________________________________________
01.04.2004 АО Центр автоматизированного обучения. Заказ 001.04 - 200 экз. WINWORD: ЗОН НАВИГАЦИЯ
|
Оглавление |
|
|
|
Стр. |
|
Введение..................................................................................................................................... |
5 |
|
Термины...................................................................................................................................... |
7 |
|
Аббревиатуры............................................................................................................................ |
9 |
1. |
Принципы зональной навигации............................................................................................. |
12 |
1.1. |
Зональная навигация .................................................................................................................. |
12 |
1.2. |
Бортовое оборудование RNAV ................................................................................................... |
15 |
1.3. |
Требуемые навигационные характеристики............................................................................... |
19 |
1.4. |
Типы RNP..................................................................................................................................... |
21 |
1.5. |
Требования к воздушному пространству.................................................................................... |
23 |
1.6. |
Требования к воздушным судам и членам летного экипажа ..................................................... |
23 |
1.7. |
Базовая зональная навигация..................................................................................................... |
25 |
1.8. |
Точная зональная навигация ...................................................................................................... |
25 |
1.9. |
Зональная навигация с установленными типами RNP............................................................... |
27 |
1.9.1. |
Концепция удерживания.............................................................................................................. |
27 |
1.9.2. |
Характеристика требований RNP RNAV..................................................................................... |
30 |
1.10.Эксплуатационные характеристики GNSS, как одного из основных
|
датчиков RNP-RNAV.................................................................................................................... |
33 |
1.11. |
Три статуса бортовых навигационных систем.................................................................. ......... |
34 |
1.12. |
Точки пути и фиксированные точки в системе RNAV....................................................... ......... |
37 |
1.13. |
Типы маневров RNAV в районе аэродрома...................................................................... ......... |
40 |
1.13.1. |
Указатели окончания траекторий................................................................................................ |
40 |
1.13.2. |
Особенности прохождения точек пути........................................................................................ |
43 |
1.14. |
Процедуры маневрирования....................................................................................................... |
46 |
1.14.1. |
Зона ожидания............................................................................................................................. |
46 |
1.14.2. |
Процедуры вылета...................................................................................................................... |
48 |
1.14.3. |
Процедуры прибытия и захода на посадку................................................................................. |
49 |
1.14.4. |
Закрытые и открытые маршруты прибытия................................................................................ |
53 |
1.14.5. |
Переходные участки.................................................................................................................... |
56 |
1.14.6. |
Заход на посадку с вертикальным наведением.......................................................................... |
56 |
1.15. |
Критерии учета препятствий захода на посадку и вылета............................................... ......... |
62 |
1.16. |
Критерии учета препятствий при полете по маршруту .................................................... ......... |
63 |
1.17. |
Изменение чувствительности индикатора боковых отклонений...................................... ......... |
64 |
2. |
Функциональные дополнения GNSS...................................................................................... |
66 |
2.1. |
Основные недостатки GNSS....................................................................................................... |
66 |
2.2. |
Типы функционального дополнения GNSS................................................................................ |
66 |
3
2.2.1. |
Бортовые функциональные дополнения.................................................................................... |
66 |
2.2.2.Оценка эксплуатантом готовности системы GPS как одного из датчиков
|
оборудования RNAV.................................................................................................................... |
70 |
2.2.3. |
Наземные функциональные дополнения.................................................................................... |
72 |
2.2.4. |
Спутниковые системы функционального дополнения ............................................................... |
73 |
3.Описание процедур RNAV в документах аэронавигационной
|
информации и базах данных................................................................................................... |
77 |
4. |
Фразеология радиообмена при выполнении процедур RNAV................................... ........ |
83 |
5. |
Общая концепция системы CNS/ATM В ЕВРОПЕЙСКОМ РЕГИОНЕ.................................... |
84 |
Литература................................................................................................................................................... |
94 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ. Нормативные документы, содержащие вопросы |
|
|
зональной навигации................................................................................................................................. |
95 |
|
1. |
Некоторые положения документа JAA TGL10.................................................................... ....... |
95 |
2. |
Распоряжение Минтранса РФ по вопросу P-RNAV .................................................................... |
111 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Любой человек, причастный к навигации, на протяжении последних десяти
лет был свидетелем изменений в области аэронавигации, |
произведенной гло- |
бальной навигационной спутниковой системой. В настоящее |
время воздушное |
судно может следовать в любой пункт без использования наземных навигацион-
ных средств наведения.
С появлением спутниковой системы навигация качественно изменилась -
она стала более точной. Однако навигация является лишь одной из составляю-
щих общего процесса выполнения полетов. И в этой связи ее необходимо рас-
сматривать в общей концепции - связь, навигация, наблюдение и организация воз-
душного движения, - разработанной ИКАО в 80-х годах прошлого столетия.
Разработанная ИКАО концепция навигации будущего базируется на зональной на-
вигации.
Принцип зональной навигации позволяет воздушному судну выполнять полет по любой желаемой траектории и тем самым реализовать преимущества повы-
шенной точности навигации в совершенствовании структуры воздушного про-
странства, что влечет за собой упрощение обслуживания воздушного движения,
а самое главное - сокращение расходов эксплуатантов воздушных судов.
Важно отметить и тот факт, что применение зональной навигации суще-
ственно повлияло и на технологию работы членов летного экипажа, что обусло-
вило появление новых навигационных процедур. В первую очередь, это проявилось в правилах эксплуатации спутниковых навигационных систем (СНС). С одной стороны, с установкой СНС на борту воздушных судов процесс навигации суще-
ственно упростился, а с другой - некорректная эксплуатация таких систем (на-
пример, ошибочный ввод координат пункта маршрута) может существенно по-
влиять на точность навигации, а, следовательно, и на безопасность полета.
Можно привести примеры, когда ошибочный ввод кодификатора пункта мар-
шрута приводил к уклонению самолетов. И в этой связи четкое выполнение процедур перекрестных проверок позволит избежать непреднамеренного оши-
бочного ввода координат и наименований пунктов маршрутов.
5
Появление новых типов схем захода на посадку и вылета также требует от членов летного экипажа знания правил построения таких схем и специфики их
выполнения.
К сожалению, отсутствие учебных пособий по особенностям выполнения по-
летов |
с применением метода RNAV не способствует качественной реализации |
||||
всех |
преимуществ данного способа |
навигации. В этой связи |
авторы надеются, |
||
что данное учебное пособие позволит: |
|
|
|
|
|
- летному составу глубже понять нюансы зональной навигации; |
|
|
|
||
- |
диспетчерскому составу органов ОВД более осознано |
представлять |
дей- |
||
ствия летных экипажей ВС и пользоваться преимуществами применения RNAV; |
|
||||
- |
будуш,им пилотам, штурманам |
и диспетчерам ОВД осознать, |
что зональ- |
||
ная навигация это то, что их ожидает по окончании учебного заведения. |
|
|
|||
Касаясь структуры учебного пособия, необходимо отметить, что авторы |
|||||
стремились осветить вопросы не только зональной навигации, |
но и |
дать |
чита- |
||
телю представление о развитии концепции: связь, навигация, наблюдение и орга-
низация воздушного движения в Европейском воздушном пространстве, в котором после 2006 года планируется внедрение Единого европейского воздушного про-
странства. Кроме того, учитывая, что некоторые нормативные положения по
подготовке воздушных судов и эксплуатантов гражданской авиации России к по-
летам в системе точной зональной навигации P-RNAV в Европейском регионе со-
держат материал по практическому применению для членов летного экипажа,
авторы посчитали необходимым дать их в Приложении.
6
ТЕРМИНЫ
С внедрением в авиационную практику зональной навигации и концепции тре-
буемых навигационных характеристик, авиационный лексикон |
обогатился |
многими |
||
новыми терминами, которые |
изначально были сформулированы |
на |
английском язы- |
|
ке - международном языке |
аэронавигации. Соответствующие |
им |
русские |
термины |
лишь недавно стали использоваться в отечественной литературе и их еще нельзя считать устоявшимися. К сожалению, также и переводы определений соответствующих понятий, приведенные в документах ИКАО, не всегда выполнены удачно, что
затрудняет уяснение их содержания.
Тем не менее, в нижеследующем перечне термины и их определения приведе-
ны в той формулировке, в какой они содержатся в переводах на русский язык в документах ИКАО, RTCA, JAA и т.д. Более подробно содержание большинства этих терминов обсуждается в тексте учебного пособия.
Поместив аббревиатуры в начале учебного пособия, авторы преследовали цель не загромождать изложение материала расшифровкой каждый раз, когда они упо-
минаются по тексту.
Величина (дистанция) удерживания - расстояние от планируемого местона-
хождения, в пределах которого воздушные суда будут находиться в течение как ми-
нимум 95% общего полетного времени (см. также термин "предел удерживания") [1].
Вертикальная навигация - метод навигации, который позволяет |
воздушному |
судну выполнять полеты по вертикальным профилям с использованием |
датчика вы- |
соты, внешнего сигнала заданной траектории или их комбинации [2]. |
|
Готовность (Availability) - показатель способности системы обеспечивать надлежащее обслуживание в пределах установленной зоны действия. Определяется в
виде интервала времени, в течение которого система должна использоваться для
навигации [3].
Зона |
действия радионавигационной системы - площадь |
поверхности или |
|
объем пространства, в пределах |
которых мощность сигналов является достаточной |
||
для того, |
чтобы пользователь |
мог определить местоположение |
с установленным |
уровнем точности. Зона действия зависит от геометрии системы, уровней мощности
сигналов, атмосферных шумов и прочих факторов, влияющих на прием сигналов [3].
Зональная навигация RNAV - метод навигации, который позволяет воздушному судну выполнять полет по любой желаемой траектории [1].
Круговая зона защищенности (CPA) - круговая зона защищенного воздушного пространства с центром в желаемом местоположением ВС [1].
Примечание. Круговая зона защищенности определяется типом RNP и воз-
можностями вмешательства органов ОВД (связь и наблюдение).
Навигационное наведение — расчет команд управления для выдерживания намеченной линии пути от текущего местоположения ВС к новому местоположению
[3].
Навигация — способ наведения воздушного судна для выполнения полета от
одного известного местоположения к другому известному местоположению [3].
7
Непрерывность обслуживания (Continuity of function) — способность всей системы функционировать без непредсказуемых прерываний во время выполнения
намеченного полета [2].
Оборудование |
RNAV |
- комплекс навигационного оборудования, |
используемо- |
|
го для обеспечения наведения RNAV [4]. |
|
|
||
Общая погрешность системы (Total System |
Error - TSE) - в боковом изме- |
|||
рении представляет собой сочетание погрешности |
навигационной системы, погреш- |
|||
ности расчета RNAV, погрешности системы отображения и погрешности техники пи- |
||||
лотирования [3] |
|
|
|
|
Погрешность |
техники |
пилотирования (Flight |
Technical Error - |
FTE) - точ- |
ность пилотирования ВС, которая измеряется путем сопоставления индикаторного
местоположения ВС с индикаторным заданным или |
намеченным местоположением. |
Эта погрешность не включает грубые ошибки [3]. |
|
Предел удерживания - зона вокруг желаемого |
местоположения ВС, опреде- |
ленного бортовой навигационной системой, внутри которой находится ВС с вероятностью 99,99% (см. также термин "величина удерживания") [1].
Примечание. Предел удерживания включает RNP, целостность и непрерыв-
ность удерживания, но не включает возможность вмешательства органов ОВД.
Система управления полетом (Flight |
Management System - FMS) - ком- |
||||||
плексная система, которая включает в себя |
бортовой датчик, приемник и вычисли- |
||||||
тель с |
базами |
навигационных |
данных и |
данных о летно-технических |
характеристи- |
||
ках ВС и выдает данные о характеристиках |
и наведении RNAV на дисплей и для |
||||||
ввода в автоматическую систему управления полетом [3]. |
|
|
|||||
Точность |
использования |
системы |
- |
сочетание |
погрешности |
навигационного |
|
датчика, |
погрешности бортового |
приемника, |
погрешности |
отображения |
и погрешно- |
||
сти, обусловленной техникой пилотирования. Также называется точностью выдерживания навигационных характеристик [3].
Точность |
выдерживания навигационных |
характеристик - общая погреш- |
ность системы |
(TSE), допускаемая в боковом и |
продольном измерениях. TSE в каж- |
дом измерении не должна превышать норм для установленного типа RNP в течение
95% полетного времени на любом участке одного полета [1].
Точность - степень соответствия расчетного и измеренного местоположения. Точность радионавигации обычно выражается статистической мерой погрешности системы и указывается как:
1) прогнозируемая - точность местоположения относительно земных географических или геодезических координат;
2) повторяемая - точность, с которой пользователь может возвратиться в ме-
стоположение, координаты которого были измерены в предшествующий момент времени той же навигационной системой;
3) относительная - точность, с которой пользователь может определить одно
местоположение относительно другого местоположения независимо от любой по-
грешности определения соответствующих истинных местоположений [3].
Требуемые навигационные характеристики RNP - показатель точности вы-
держивания навигационных характеристик, необходимых для выполнения полетов в
пределах установленного воздушного пространства [1].
Целостность (Integrity) - способность системы своевременно выдавать поль-
зователям предупреждения в тех случаях, когда система не должна использоваться для навигации [3].
8
Baro-VNAV - метод навигации, при котором навигационная система выдает пилоту вычисленное вертикальное наведение относительно установленного угла
траектории в вертикальной плоскости с номинальным значением 3°.
АББРЕВИАТУРЫ
ASM |
Air Space Management |
Организация воздушного пространства |
ATS |
Air Traffic Service |
Обслуживание воздушного движения |
ATFM |
Air Traffic Flow Management |
Организация потоков воздушного движения |
CNS/ATM Communication Navigation |
Связь, навигация, наблюдение/обслужива- |
|
|
Surveillance /Air Traffic |
ние воздушного движения |
|
Management |
|
МЕТ |
Meteorology |
Метеорологическое обеспечение |
AAIM |
Aircraft Autonomous Integrity |
Автономный контроль целостности на борту |
|
Monitoring |
ВС |
ABAS |
Airborne Based Augmentation |
Бортовая система функционального допол- |
|
System |
нения |
ACARS |
Aircraft Communications |
Система связи воздушных судов для адре- |
|
Addressing and Reporting |
сации и передачи сообщений |
|
System |
|
ACAS |
Airborne Collision Avoidance |
Бортовая система предупреждения столк- |
|
System |
новения (европейское название) |
ADS |
Automatic Dependent Surveil- |
Автоматическое зависимое наблюдение |
|
lance |
(АЗН) |
ADS-B |
ADS Broadcast |
АЗН-В - АЗН в режиме радиовещания |
AFTN |
Aeronautical Fixed |
Сеть авиационной фиксированной электро- |
|
Telecommunications Network |
связи |
AIS |
Aeronautical Information Service |
Обеспечение аэронавигационной инфор- |
|
|
мацией |
AMSS |
Aeronautical Mobile Satellite |
Подвижная (бортовая) система спутниковой |
|
System |
связи |
APV |
Vertical path angle |
Угол траектории в вертикальной плоскости |
ATN |
Aeronautical |
Телекоммуникационная сеть авиационной |
|
Telecommunications Network |
связи |
A-SMGCSAdvanced Surface Movement |
Усовершенствованная система контроля и |
|
|
Guidance and Control System |
управления наземным движением (в |
|
|
аэропортах) |
CPDLC |
Controller Pilot Data Link |
Линия передачи данных между пилотом и |
|
Communications |
диспетчером (цифровая связь) |
CDI |
Course Deviation Indicator |
Индикатор отклонения от линии заданного |
|
|
пути |
CNS |
Communication, Navigation |
Связь, навигация и наблюдение |
|
and Surveillance |
|
DER |
Departure End Runway |
Выходной торец ВПП |
9