Требуемые навигационные характеристики RNP

Требуемые навигационные характеристики RNP - тип навигационных данных, основанный на характеристиках (PBN), который позволяет воздушному судну лететь по определенному маршруту между двумя трехмерными точками в воздушном пространстве.

Системы зональной навигации (RNAV) и RNP в основном схожи. Основное различие между ними заключается в необходимости мониторинга и оповещения о производительности на борту. Навигационная спецификация, которая включает в себя требования для мониторинга и оповещения о производительности на борту, называется спецификацией RNP. Те спецификации, которые не имеют таких требований называется спецификацией RNAV. Поэтому, если радиолокационный контроль не предусмотрен УВД, пилот должен самостоятельно проконтролировать безопасность навигации по местности и вместо RNAV должен использоваться RNP.

RNP также относится к уровню производительности, необходимому для конкретной процедуры или конкретного блока воздушного пространства. Значение RNP, равное 10, означает, что навигационная система должна иметь возможность рассчитывать свое положение с точностью до квадрата с поперечным размером 10 морских миль. Значение RNP, равное 0,3, означает, что навигационная система воздушного судна должна иметь возможность рассчитывать свое положение с точностью до квадрата с поперечным размером 3/10 морской мили. Различия в этих системах обычно являются следствием избыточности бортовой навигационной системы.

Некоторое океаническое воздушное пространство имеет значение RNP, равное 4 или 10. Уровень RNP, на который способен летательный аппарат, определяет необходимое разницу между воздушными судами в отношении расстояния. Повышенная точность бортовых систем RNP представляет собой значительное преимущество для традиционных нерадиолокационных сред, поскольку число воздушных судов, которые могут вписаться в объем воздушного пространства на любой заданной высоте, представляет собой квадрат числа требуемого эшелонирования; то есть, чем ниже значение RNP, тем ниже требуемые стандарты эшелонирования по расстоянию и, в целом, больше воздушных судов может вписаться в объем воздушного пространства без потери требуемого эшелонирования. Это не только главное преимущество для операций воздушного движения, но и предоставляет большую возможность экономии средств для авиакомпаний, летающих над океанами, благодаря менее строгой маршрутизации.

RNP были введены в PANS-OPS (документ ICAO Doc 8168), который стал применяться в 1998 году.

В 1996 году авиакомпания Alaska Airlines стала первой авиакомпанией в мире, применившей RNP с заходом на посадку вниз по каналу Гастино в Джуно, Аляска. Капитан авиакомпании Аляски Стив Фултон и капитан Хэл Андерсон разработали более 30 подходов RNP для операций авиакомпании на Аляске. В 2005 году Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, которая использовала RNP в Национальном аэропорту Рейгана, чтобы избежать заторов. В апреле 2009 года Alaska Airlines стала первой авиакомпанией, получившей одобрение от FAA для проверки RNP.

С 2009 года регулирующие органы в Перу, Чили и Эквадоре внедрили более 25 процедур захода на посадку по RNP AR, разработанных совместно с LAN Airlines. Преимущества включали сокращение выбросов парниковых газов и улучшенный доступ к аэропортам, расположенным в гористой местности. Использование подходов RNP AR в Куско, недалеко от Мачу-Пикчу, сократило отмены из-за плохой погоды на 60 процентов на рейсах, выполняемых по локальной сети.

В октябре 2011 года Boeing, Lion Air и Индонезийский генеральный директорат гражданской авиации выполнили проверочные полеты для проверки индивидуальных процедур RNP AR в двух аэропортах с вызовами на местности, в Амбоне и Манадо, Индонезия. Они выступили в качестве пионеров использования точной навигационной технологии RNP в Юго-Восточной Азии.

Текущие конкретные требования системы RNP включают в себя:

• Способность следовать желаемому наземному маршруту с надежностью, повторяемостью и предсказуемостью, включая кривые пути;

• В местах, где для вертикального наведения включены вертикальные профили, используются вертикальные углы или ограничения высоты для определения желаемой вертикальной траектории.

Возможности мониторинга производительности и оповещения могут предоставляться в различных формах в зависимости от установки системы, архитектуры и конфигураций, включая:

• отображение и индикацию как требуемой, так и расчетной производительности навигационной системы;

• мониторинг работы системы и оповещение экипажа о несоблюдении требований RNP; 

• дисплеи отклонения между полосами, масштабированные до RNP, в сочетании с отдельным мониторингом и оповещением о целостности навигации.

Система RNP использует свои навигационные датчики, архитектуры и режимы работы для удовлетворения требований спецификации навигации RNP. Требования RNP могут ограничивать режимы эксплуатации воздушного судна, например, для низкой RNP, где техническая ошибка полета (FTE) является существенным фактором, и ручной полет может быть запрещен. Установка двойной системы/датчика также может потребоваться в зависимости от предполагаемой операции или необходимости.

Требования к мониторингу производительности и предупреждению для RNP 4, Basic-RNP 1 и RNP APCH имеют общую терминологию и применение. Каждая из этих спецификаций включает требования к следующим характеристикам:

• Точность: Требование к точности определяет 95% суммарную погрешность системы (TSE) для тех величин, где задано требование к точности. Требование к точности соответствует навигационным спецификациям RNAV и всегда равно значению точности. Уникальным аспектом навигационных спецификаций RNP является то, что точность является одной из характеристик производительности, которая отслеживается на 100%;

• Мониторинг характеристик: воздушное судно или комбинация воздушного судна и пилота должны отслеживать TSE и предоставлять предупреждение, если требование точности не выполняется или если вероятность того, что TSE в два раза превышает значение точности, превышает 10 -5. В той степени, в которой эксплуатационные процедуры используются для удовлетворения этого требования, характеристики оборудования и установки оцениваются на предмет их эффективности и эквивалентности;

• Неисправности самолета: Неисправность бортового оборудования учитывается в правилах летной годности. Неисправности классифицируются по степени влияния уровня самолета, и система проектируется таким образом, чтобы снизить вероятность сбоя или смягчить его последствия. Требования к характеристикам неисправностей воздушных судов не являются уникальными для навигационных спецификаций RNP;

• Сбои сигналов в пространстве: Характеристики сигнала в пространстве навигационных сигналов являются обязанностью Национального агентства разведки.

Хотя TSE (оборудование для безопасности на транспорте) может значительно меняться со временем по ряду причин, навигационные спецификации RNP обеспечивают гарантию того, что распределение TSE остается подходящим для конкретной операции. 

Важно, чтобы мониторинг производительности не рассматривался как мониторинг ошибок. Предупреждение о мониторинге производительности будет выдано, когда система не сможет с достаточной целостностью гарантировать, что позиция соответствует требованию точности. Когда выдается такое предупреждение, вероятной причиной является потеря способности проверять данные о местоположении (потенциальная причина - недостаток спутников). Для такой ситуации наиболее вероятным положением самолета в это время является точно такое же положение, которое указано на дисплее пилота. Для тех воздушных судов, которые учитывают FTE (техническая ошибка полета) на основе фиксированного распределения ошибок, система не выдает предупреждение, даже когда TSE во много раз превышает значение требуемой точности. 

По этой причине важны оперативные процедуры для мониторинга FTE.

• Океаническое и удаленное континентальное воздушное пространство

Океаническое и удаленное континентальное воздушное пространство в настоящее время обслуживается двумя навигационными приложениями, RNAV 10 и RNP 4. Оба в основном используют GNSS для поддержки навигационного элемента воздушного пространства. В случае RNAV 10 никакой формы наблюдения ОВД не требуется. В случае RNP 4 используется контракт ADS (ADS-C);

• Континентальный маршрут

Континентальное воздушное пространство на маршруте в настоящее время поддерживается приложениями RNAV. RNAV 5 используется в регионах Ближнего Востока и Европы , но с 2008 года он обозначается как B-RNAV. В Соединенных Штатах RNAV 2 поддерживает континентальное воздушное пространство на маршруте. В настоящее время континентальные приложения RNAV поддерживают спецификации воздушного пространства, которые включают в себя радиолокационное наблюдение и прямую голосовую связь между диспетчером и пилотом.

• Терминальное воздушное пространство: прилет и вылет

Существующие концепции воздушного пространства терминала, которые включают в себя прилет и вылет, они поддерживаются приложениями RNAV. В настоящее время они используются в Европейском регионе и США. Европейское приложение RNAV воздушного пространства терминала известно как P-RNAV (Precision RNAV). Хотя спецификация RNAV 1 разделяет общую точность навигации с P-RNAV, эта региональная спецификация навигации не удовлетворяет всем требованиям спецификации RNAV 1. 

Начиная с 2008 года, приложение воздушного пространства терминала Соединенных Штатов, ранее известное как US RNAV Type B, было приведено в соответствие с концепцией PBN и теперь называется RNAV 1. Базовый RNP 1 был разработан главным образом для применения в нерадиолокационном воздушном пространстве терминала с низкой плотностью. Ожидается, что в будущем будет разработано больше приложений RNP как для полетов на маршруте, так и для воздушного пространства терминала.