PBN技术的优势以及在区域航路中的应用

梁昌波

摘 要： 最近几年，在民用航空领域，PBN技术得到了迅速发展和广泛应用，其本身能够涵盖飞机起飞、进近着陆、航路直至终端区的所有飞行阶段，属于新一代航空运输系统建设中的一项核心技术，也是我国民航强国战略的一部分，在民航机场建设、航路设置、空域使用以及飞行运行管理等方面有着积极影响。本文从PBN技术的优势着眼，对其在区域航路中的应用进行了简单分析。

关键词： PBN技术；优势；区域航路；应用

前言：传统航路是通过地面导航设备，对各个导航点进行连接后形成，航空器需要依照导航台的指导确定自身飞行方向，存在很大的局限性。而伴随着航空事业的飞速发展，航空电子技术以及航空机载设备得到了持续创新，导航精度的提高使得新一代区域导航技术逐渐得到应用，能够在不依赖地面导航设备的基础上，使得航空器在任意两点间实现精确安全飞行，航线的编排更加灵活。

1 PBN技术优势

PBN指基于性能的导航，全称是Performance Based Navigation，可以在基础导航设施的帮助下，确保于指定区域或者沿航路飞行时，航空器导航系统能够满足完好性、可用性和精确性的现实要求，其广泛应用标志着航空器从基于传感器导航向基于性能导航的转变。PBN技术想要得到有效实施，需要具备三个要素，一是导航应用，二是导航设施，三是导航规范，其中的导航规范可以分为两种类型，一种是区域导航RNAV，可以将之看成是飞行管理系统的一部分，能够死的航空器摆脱必须从导航设备上空飞越的限制，提升飞行的灵活性；另一种是所需导航性能RNP，其实质是具备记载导航性能监视及告警能力的RNAV，核心要素之一则是需要驾驶员与记载导航系统相互配合，对航空器导航系统是否能够达到导航性能要求进行监视[1]。

PBN技术的优势主要体现在几个方面：首先，飞行轨迹更加灵活精确。PBN技术的应用，能够使得航空器在导航信号所能够覆盖的范围内，沿着任意期望路径飞行，相比较传统导航技术，飞行轨迹的灵活性更强；其次，推动导航方式转变。在导航技术飞速发展的带动下，航空器的导航能力一再提升，在充分发挥记载计算机性能的前提下，可以对多种导航手段进行整合，再根据自身的实际需求，选择导航方式，推动了导航方式从基于传感器导航到基于性能导航的转变；然后，灵活性和准确性强。PBN技术不需依靠陆基导航设备，航线选择更加灵活，导航准确性更好，能够有效减少航班延误问题，缩短飞行时间，增加空域容量，同时也能够帮助驾驶员减少操作动作和陆空通话次数，保证航空器飞行安全；最后，PBN技术的应用，能够在全球范围内，提供统一的导航标准，为国际航班的正常运行提供可靠保障[2]。

2 PBN技术在区域航路中的应用

2.1应用历程

1998年，在国际民航组织新航行系统发展规划的指导下，中国民航抓住了欧亚新航路开辟的机遇，开始了第一条区域导航航路的建设工作。欧亚新航行系统航路又称西部航路，采用的代号是FANS-L888，1998年开始建设，2001年正式开通，全长2800km，相比较之前使用的需要经过印度、中东地区以及我国全境的欧亚航路，航程缩短明显，单在乌鲁木齐到成都一段，新航路就比旧航路缩短了700km以上，不仅提高了空域利用效率，也在很大程度上对经营成本进行了压缩，由此产生的经济效益和社会效益不想可知，也得到了国际组织的高度评价。最近几年，我国民航机构进一步加快了区域航路的建设以及相关导航技术的研究，在西部地区，基于RNP4依次开辟了许多新航路，如Y1、Y2、Y3等，通過与L888航路的相互补充，使得西部地区的区域航路结构更加合理[3]。

2001年11月，依照国际民航组织提出的RNP10标准，我国于三亚飞行情报区域设置了基于RNP10的洋区区域导航航路，配合新建的M771、L642、N892和A202航路，在提升南海北部地区空中交通流量的同时，切实保证了飞行安全。不仅如此，通过这样的方式，三亚情报区的航空结构得到了优化和调整，为空中交通管理提供了相当的便利，在保证航路规划灵活性的同时，减少了航班延误问题，更促进了航空公司经济效益的提高，在推动区域民航运输事业发展方面发挥出了不容忽视的作用。同时，为了有效缓解当前京广航路和京沪航路的拥挤问题，京广京沪RBP2平行航路得以建成，推动了区域导航飞行程序的快速稳定发展[4]。

2.2应用效果

相比较传统导航方式，PBN在区域航路中的应用能够起到相当显著的效果，可以对航路运行要求进行明确，避免出现地面设备和记载设备重复安装的情况，同时也能避免重复性的运行批准，有效简化工作流程。而从空管部门的角度，PBN技术的应用能够减少管制员工作负荷，实现对区域航路的有效整理，保证飞行安全。

传统区域航路导航中，飞行程序设计容易受到地形条件的影响，导航设施保护宽度与其本身距离导航台的位置密切相关，距离导航台越远，导航的精度也就越低，而较低的导航精度必然会对航空器飞行安全造成影响，在遇到一些特殊障碍物时，甚至需要对区域航路进行重新规划，费时费力。与之相比，PBN技术使得航路点可以在基站信号覆盖范围内实现灵活选择，工作人员可以根据实际情况，构建连接两个航路点的航线结构与平行航路，也可以设置基于RNP/RNAV航路的平行偏置飞行，以此来保证航路选择的灵活性和精准性，降低航路拥挤发生的概率，提升空域利用率。同时，PBN技术避免了导航台距离对于导航精度的影响在整条航路上，导航精度基本一致，可以为航空器提供更加精确的引导，提升飞行安全性。陆基设备到星基设备的转变，减少了基础设施的建设和运行维护成本，也能够促进整体经济效益的提高。从航空公司的角度，在航路巡航阶段，更加灵活的航路结构能够降低燃油消耗，在提升经济效益的同时，也符合了节能降耗理念[5]。

例如，2005年，美联邦航空局结合PBN技术，针对佛罗里达空域进行了优化，在原本两条RNAV航路的基础上，新增了五条航路，显著提高了南北交通的效率和容量。经统计，从2005年空域优化完成到2008年，航空公司累积节约经营成本1.3亿美元。

2.3应用前景

在我国，不同地区的空域系统存在显著差异，东部地区空中交通流量大，航路拥堵，需要相关部门调整区域航路结构，结合实际需求开辟新的PBN平行航路作为现有ATS航路的补充，以此来提升空域容量，减少流量控制因素引发的航班延误问题。西部地区许多机场地势高、地形复杂，加上恶劣的天气状况，陆基导航设备的安装很难实现，可以借助星基导航设备或者基于ADS的航路系统，构建大型乃至洲际区域导航航路。在高原机场数量持续增加的背景下，相关部门应该从机场本身的特殊性出发，设计更加合理的PBN进近程序，以此来保证航空器起降安全，推动民用航空事业的稳定健康发展[6]。

3 结语

总而言之，PBN技术的应用是航班飞行及空管运行的一个重大革新，可以增加空域容量，减少地面导航设施投入，保证航空器飞行安全，在构建新一代航空运输系统的过程中，发挥着重要作用。新时期，伴随着中国民航PBN实施路线图的退出，PBN技术在我国航空领域必将得到更加广泛的应用，从而为民航运输系统运行的稳定性、安全性和经济性提供可靠保障，理应得到技术人员的重视。

参考文献

[1]张健，李良.PBN技术的优越性及其在我国的应用现状[J].中国民用航空，2011，（11）：57-60.

[2]赵炜.PBN技术在我国应用现状分析[J].中国科技博览，2012，（8）：89-90.

[3]张会峰.西安区域航路PBN运行的经验及启示[J].中国民用航空，2016，（5）：50-51.

[4]刘瑞强.PBN技术在昌北机场的应用分析[J].科技广场，2015，（2）：108-111.

[5]王伟拴.基于性能导航（PBN）浅析[J].硅谷，2013，（2）：253.

[6]王楠.论东北地区实施航路PBN运行中的空管保障[J].佳木斯职业学院学报，2017，（11）：472.