没有GPS到底能不能飞RNAV进离场?
源自| 容定斋
看航图比较细心的朋友应该注意到过,在RNAV进离场图中,常常会有这样的标注:
另外也有这样的标注:
这时候不少人可能就有点懵逼了,同样都是RNAV进离场,为啥有的要求必须具备GNSS,而有的要求却是GNSS或DME/DME/IRU有一个就行。
由于现阶段GNSS应用在民航主要以GPS为主,所以这个问题放在实际运行中,通常会变成:如果GPS故障,到底能不能飞RNAV进离场?
要是就这个问题的字面意思而言,其实不难回答,就是直接看进离场图上的标注,要求具备GNSS的,没有GPS就不能飞;要求具备GNSS或DME/DME/IRU的,没有GPS也可以飞。
如果再往深思考一步,多问一个为什么,可能我们就得从RNAV运行原理以及与GPS的关系中来寻找答案了。
RNAV运行原理
我们在之前的文章介绍过,最早的飞行导航方式简单来说就是向台飞或背台飞,由于会受到导航台位置分布的影响,飞行路径往往都不是两点之间的直线。也正是由于存在这个问题,随着技术的发展,RNAV在20世纪70年代左右应运而生,估计很多人在RNAV的培训材料中都见过类似于下面这样的图:
与传统的导航飞行方式相比,RNAV在一定程度上缓解了“绕路”飞行的问题。
最早的RNAV诞生在1968年,这个时间比第一颗GPS发射上天的时间还早十年,也就是说,那个时候的RNAV运行跟GPS没有半毛钱关系,依靠的导航设施也是传统的导航台,比如VOR和DME。
那时候在实施RNAV运行时,相对于传统导航唯一的区别,就是飞机需要安装一个可以对VOR和DME接收器信息进行分析计算的计算机,当时叫CLC-60,就是下面图中的这个东西:
这个计算机利用VOR和DME信号的交叉定位信息,可以计算出虚拟的航路点,把这些航路点连接起来就是RNAV航路。
实际应用中这个过程是倒过来的,也就是先规划出两点之间的大致航路,然后确定出位于航路上的关键航路点,最后倒推出该航路点对应的各导航台的参数,比如VOR的方位参数和DME的距离参数。
说得更通俗一点,传统导航是飞机沿着各个地面导航台的信号飞,其中VOR提供方向信息,DME提供距离信息,这个时候导航台有点像是信号灯,飞机通常朝着一个接一个的导航台飞,通过这种方式不断地接近目的地。
RNAV导航是通过机载计算机将各导航台的导航信息转化成航路点信息,这个时候导航台有点像现在的卫星,通过多点定位来确定航路点位置。飞机朝着一个一个航路点飞,以点连成线,从而使飞机保持在预期的航路上飞行。
20世纪90年代开始,GPS对民用开放,这时候RNAV运行才引入GPS技术,但其使用原理与之前没有本质改变,除了信号源不同外,同样都是通过多点定位的方式计算航路点的位置。
所以从RNAV运行诞生到现在的几十年中,有将近一半时间其实都是在没有GPS的情况下实施的。
因此,从RNAV运行的发展变化和运行原理上来看,GPS从来都不是RNAV运行的必要条件。
RNAV应用现状
如果按照上面的结论,是无法解释为什么现在大多数RNAV进离场航图中都要求必须具备GNSS。要解释这个问题,还得考虑RNAV应用的现状,或者说是RNAV应用的客观环境。
从上一部分内容中我们知道,实施RNAV运行所需的导航设备可以是地面导航设施也可以GNSS(也就是GPS)。前面之所以说GPS不是RNAV运行的必要条件,就是因为如果GPS不可用,还有地面导航设施提供导航信息。
同样的道理,如果地面导航设施不可用,如果要实施RNAV运行,此时GPS就不可或缺了。这里的地面导航设施不可用,可能是没有设施或设施故障,也可能是程序设计时就没有考虑使用地面导航设施提供RNAV导航信息。
因此可以推断出,现在大部分RNAV进离场航图上都标注必须具备GNSS的原因,就是该机场区域的地面设施不能提供RNAV导航信息。
不少机场之前的RNAV进离场图标注的还是GNSS或DME/DME/IRU都行,而现在已经改成必须具备GNSS。既然必须具备GNSS是标注在航图上,那么大概率不会是因为地面导航设施临时故障,其实就是最新的RNAV进离场程序在设计时就没有考虑通过地面导航设施来实施。
至于其中原因也不复杂,归根到底一方面是因为现在GPS在民航飞机上应用过于普遍并且好用;另一方面随着各个机场终端空域不断扩大,如果想通过地面导航设施实施RNAV运行,需要增设不少导航台,在成本上划不来。
因此,进离场阶段的地面导航设施以及传统进离场程序现在更多是作为历史产物发挥备份作用,有些机场甚至都不设计传统导航进离场程序,全部使用RNAV进离场。
延伸思考
无论是从文章的描述还是从实际运行感受中,都能看出来GNSS是导航发展的大趋势,在RNAV进离场中GNSS逐渐成为必需条件也是其中一方面体现,甚至现在不少机场进离场程序要求已经不是RNAV而是RNP了。进离场程序从传统的地面导航到RNAV,再到RNP,在以肉眼可见的速度发展。
按照客观规律,快速发展往往会带来隐藏风险。无论是RNAV还是RNP运行,在实施进离场程序时,我们更多考虑的是机载设备和程序的可用性,很容易忽略导航信号的完整性和连续性,也就是RAIM值。
在以往的运行经验中,不少人只有在使用PBN进近程序时,才会评估RAIM值,而实际上,只要使用GPS作为唯一的导航信号源,就应该在航班放行前评估RAIM值。
从这一点出发,即便进近阶段使用的不是PBN程序,如果进离场程序中GNSS是必需条件的话,也应该评估RAIM值,而这一点不少人在放行航班时并没有考虑到。
共有 0 条评论