关键词：RNP，RNAV、通用基准坐标、高原飞行、RNP航路保护区
引言
RNP (Required Navigation Performance)简称所需导航性能，是基于星基导航技术的一种。RNP导航规范是利用航空器机载星基导航设备和全球卫星定位系统来给航空器提供起飞、降落和航行引导的新技术。RNP导航规范是国际民航组织（ICAO）所确认的导航发展的趋势。RNP导航规范的应用，目前在国外的应用已经较为成熟，但是在国内的应用尚处于起步阶段。与传统导航相比，在RNP导航规范下，航空器驾驶员不用依赖地面导航设施，只需根据星基导航信号就能沿着预定航迹实现精准的飞行。由于RNP导航的精度更高，从而使得航空器在仪表飞行规则下飞行时，能够有效的克服超障、地基导航设备信号遮挡等各种不利条件，实现安全、精准的起飞、着陆和巡航，极大提高航空器的飞行可执行度和飞行安全性。
.
一、RNP的概念和特点
2.1 RNP的概念
在国际民航组织（ICAO）所颁发的《所需导航性能手册》（doc9905）文件中，RNP规范被定义如下：航空器在一个特定的航路、空域或区域内运行时，所需的导航性能精确度被称作RNP[1]。
而RNAV规范，则是RNP规范中导航方法的一种，该规范允许航空器在基于星基(GNSS)或地基（DME/DME）、地基机载设备集合（DME/DME/IRU）导航下，能沿着任何希望的点到点而规划的航路上飞行。RNP的导航是基于地理坐标点机航路点以经、纬度表示来进行导航的，仪表程序和巡航航路的划设允许航空器在规定导航容差精度范围内以任何点到点的飞行，而不再要求航空器实现基于地基导航设备的向、背台飞行。
2.2 RNP的类型
如果一个空域定义了RNP类型，即规定了在此空域内所有用户和所有导航系统组合的导航性能精度。
目前已经定义的RNP规范下的导航精度类型有多种，如RNP1、RNP4、RNP12.6，分别代表该RNP规范的所需导航性能精度为1.85km（1海里）、7.4km（4海里）、23.3km（12.6海里）[2]。很明显，RNP规范类型号等同于所需导航性能精度的海里值（参见表2-1）。更精确的RNP0.1规范不在此详述。
二、 RNP的运行需求
2.1 RNP对飞行器的要求
RNP设备是机载星基导航设备的传感器和机载计算机即飞行管理系统（FMS）的高效组合，可以实现水平和垂直导航（ABAS/GBAS）、机载燃油量管理、计划航路等信息的咨询和管理控制能力。这些系统在设计上就可以拒绝错误的输入，利用余度信息和诸多复合型检查以提高制导出处的可靠性[3]。
对各种传感器输入的RNAV设备初始批准，需要对其精度、故障指标、环境指标进行评估，去验证其符合于相应的RNP类型[4]。如果随后需要将其相同的RNAV设备装到其它航空器上时，评判是否符合技术评估，取决于系统和航空器上其他系统的组合，如果需要改变其RNP类型的批准时，也需要作相应的技术评估。
机载设备的导航性能精度是决定其是否符合于某种RNP类型的基础。其他导航性能参数，例如：覆盖性、可靠性、定位效率、定位维数、容量、恢复时间、等因素都决定了个别导航系统的使用和限度。
2.2 RNP对坐标系统的要求
ICAO已选定WGS-84最为全球通用基准系统，因此采用RNP概念时，需要有如下的措施：
1、将相关进离场程序、复飞行程序、航路航线等关键导航点的坐标需要换算到WGS-84坐标系；
2、确保所有导航点均用同一基准测量标准下进行（如：GNSS测量技术标定到对应的精度等级）；
3、所有FMS软件都采用通用基准坐标制。
2.3 RNP对飞行计划的要求
RNP导航规范下，进离场程序、复飞程序、航路航线等都应给定出对应的适代号，而规定的RNP类型(所需性能精度值)指定给某一航段、航路或区域，则应当将此RNP类型放在对应代号的后面[5]。例如航班飞行计划（FPL）中注明航路A***（12.6），说明这条航路是RNP12.6类型
三、RNP应用技术可行性分析
RNP导航技术的关键是要求航空器机载设备满足特定导航精度的要求。并根据这些要求进一步来确定划设航路航线、进/离场程序、进近程序的保护区宽度、超障余度和最低导航系统能力等。由于要求的是机载设备的导航精度，故RNP类型取得并不完全依靠于地面设备（除基于DME/DME的RNAV导航外），而是依据航空器自身机载导航设备以及星基导航系统（GNSS），明显能使航空器更有效的避开障碍物及不利地形，也使得航空器的飞行线路更加优化经济。
目前，我国大部分航空器的机载设备已具备RNP能力，只需对其进行部分改装和飞行人员进行培训，就能充分体验RNP导航所带来的经济利益和更高效的安全保障。表3-1是目前部分航空器RNP能力状况[6]。
五、结论
RNP区域导航应用是一种新技术，具有较高的经济和社会价值，特别是在地面基础导航设施薄弱、运行条件恶劣的我国西南地区，具有更加广泛而深远的意义。该技术不仅能为飞行安全保障方面提供了强有力的技术支持，同时也能促进西南地区航空运输业的发展。
RNP 技术在机场的运用可以给空域带来了更多的便捷，主要表现在以下六点：
1. RNP技术使得飞行线路不在依靠地基导航设备，可以避开超高障碍物，从而降低机场的运行标准，提高机场利用率；
2. RNP技术通过选择更灵活的进离场航迹点，可以为航空器提供更经济的航迹，提高航空公司的效益；
3. 由于选择了更灵活的航线，RNP程序能降低对起飞、着陆性能的要求，从而提高航空器的业载；
4. 由于RNP技术是一种由FMS管理的全自动驾驶技术，管制员在指挥RNP运行的航空器时，只需要给定航线指令，从而有效降低管制员和飞行员的通话量，减轻给管制员压力；
参考文献
[1] 张军.RNP区域导航在西部地区的应用探讨.民航科技,2004.
[2] 周其焕.航路导航的所需导航性能.中国民航学院报,2005.
论文作者:张震
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签：航路论文; 航空器论文; 精度论文; 设备论文; 所需论文; 类型论文; 性能论文; 《科技中国》2018年4期论文;