第一章铁路线路概述

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歙阮
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1 空中交通管理系列教材目视和仪表飞行程序设计第 3 版朱代武何光勤编西南交通大学出版社成都

2 内容简介本书主要供交通运输学科空中交通管理方向的本科教学使用本书由中国民用航空飞行学院教材委员会批准, 依据国际民航组织和中国民航的相关规范, 以及作者的教学经验编写而成其内容包括飞行程序的非精密进近精密进近雷达进近基于性能导航程序概述离场程序进场程序和机场运行最低标准等图书在版编目 (CIP) 数据目视和仪表飞行程序设计 / 朱代武, 何光勤编. 3 版. 成都 : 西南交通大学出版社, 空中交通管理系列教材 ISBN Ⅰ. 1 目 Ⅱ. 1 朱 2 何 Ⅲ. 1 目视飞行 - 程序设计 - 教材 2 仪表飞行 - 程序设计 - 教材 Ⅳ. 1V323 中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2016) 第号空中交通管理系列教材目视和仪表飞行程序设计第 3 版朱代武何光勤编责任编辑封面设计出版发行孟苏成何东琳设计工作室西南交通大学出版社 ( 四川省成都市二环路北一段 111 号西南交通大学创新大厦 21 楼 ) 发行部电话邮政编码网址印刷成都中铁二局永经堂印务有限责任公司成品尺寸 185 mm 260 mm 印张字数 342 千版次 2016 年 8 月第 3 版印次 2016 年 8 月第 7 次书号 ISBN 定价元课件咨询电话 : 图书如有印装质量问题本社负责退换版权所有盗版必究举报电话 :

3 第 3 版前言 2007 年以来, 我国已经成为民用航空运输总周转量全球排名第二的民航大国新建和扩建机场的不断增多和空中流量的迅速增长, 使机场的目视和仪表飞行程序设计显得越来越重要, 逐渐成为一项紧迫的任务飞行程序的优劣, 直接影响到飞机在空中运行的安全性和经济性为此, 我们根据国际民航组织 DOC8168 OPS/611 目视和仪表飞行程序设计和中国民用航空局颁发的机场运行最低标准的制定与实施规定, 并吸取我国民航在飞行程序设计实践中的一些经验, 编写了本教材, 供交通运输 ( 空中交通管理 ) 专业使用该教材由中国民用航空飞行学院教材委员会批准出版, 其内容符合本科专业该课程教学大纲的要求为了便于学生理解和掌握, 本教材在编排上根据教学内容的内在联系, 力求由浅入深, 突出重点, 前后连贯, 以起始进近采用直线航线的程序设计为线索, 完整地介绍非精密进近程序设计的全过程, 着重解决确定 OCA/H 的步骤和方法, 使学生对仪表进近程序的设计形成一个比较完整的概念, 在此基础上进一步说明反向和直角程序 ( 包括等待程序 ) 的设计, 以及确定 ILS 进近 OCA/H 的方法与原教材相比, 内容大大扩展了, 不仅包括仪表进近程序的设计和机场最低运行标准的制定, 而且还包括起飞离场和进场程序的设计本教材在文字叙述上也力求通俗连贯, 便于自学者阅读通过本教材的教学, 应使学生重点掌握飞行程序的基本概念, 熟悉目视和仪表飞行程序设计的一般准则, 初步掌握程序设计的一般原理和基本方法, 并能根据程序设计的结果, 制定出机场运行的最低标准本教材于 1993 年 4 月由中国民用航空飞行学院的朱代武何光勤同志编写, 莫能逊同志进行了指导和校核随着国内外民航新技术的不断发展, 对交通运输 ( 空中交通管理 ) 专业的教学有了新的要求, 因此, 编写组根据有关规定的修订内容和教学中发现的问题, 于 2004 年 2009 年和 2013 年 3 次对教材进行了全面修订, 并增加了基于性能的导航进近等新内容本次修订参照了国际民航组织 DOC8168 文件 2014 年第六版的相关内容, 黄晋老师在该文件的翻译中付出了大量工作, 我院的任课教师也提出了宝贵的修改意见, 在此一并致谢! 由于本教材涉及面较广, 数据量较大, 限于编者的水平, 难免存在不足及疏漏之处, 欢迎各位专家和广大读者批评指正编者 2016 年 4 月

4 总序民航是现代综合交通运输体系的有机组成部分, 以其安全快捷通达舒适等独特优势确立了独立的产业地位同时, 民航在国家参与经济全球化推动老少边穷地区发展维护国家统一和民族团结保障国防和经济安全加强与世界不同文明沟通催生相关领域科技创新等方面都发挥着难以估量的作用因此, 民航业已成为国家经济社会发展的战略性先导性产业, 其发达程度直接体现了国家的综合实力和现代化水平自改革开放以来, 我国民航业快速发展, 行业规模不断扩大, 服务能力逐步提升, 安全水平显著提高, 为我国改革开放和社会主义现代化建设做出了突出贡献可以说, 我国已经成为名副其实的民航大国站在新的历史起点上, 在 2008 年的全国民航工作会议上, 民航局提出了全面推进建设民航强国的战略构想, 拉开了我国由民航大国迈向民航强国的序幕要实现民航大国向民航强国的转变, 人才储备是最基本的先决条件长期以来, 我国民航业发展的基本矛盾是供给能力难以满足快速增长的市场需求而其深层次的原因之一, 便是人力资源的短缺, 尤其是飞行空管和机务等专业技术人员结构不合理, 缺乏高级技术管理和安全监管人才有鉴于此, 国务院在关于促进民航业发展的若干意见中明确指出, 要强化科教和人才支撑, 要实施重大人才工程, 加大飞行机务空管等紧缺专业人才的培养力度正是在这样的大背景下, 作为世界上最大的航空训练机构, 作为中国民航培养飞行员和空中交通管制员的主力院校, 中国民航飞行学院以中国民航可持续发展为己任, 勇挑历史重担, 结合自身的办学特色, 整合优势资源, 组织编写了这套空中交通管理系列教材, 以解当下民航专业人才培养的燃眉之急在这套教材的规划组织和编写过程中, 教材建设团队全面贯彻落实国家中长期教育改革和发展规划纲要 ( 年 ), 以培养适应民航业岗位需要的具有工匠精神的应用型高素质人才为目标, 创新人才培养模式, 突出民航院校办学特色, 坚持以飞为主, 协调发展的方针, 深化产教融合校企合作, 强化学生实践能力培养同时, 教材建设团队积极推进课程内容改革, 在优化专业课程内容的基础上, 加强包括职业道德民航文化在内的人文素养教育由中国民航飞行学院编写的这套教材, 高度契合民航局颁布的空中交通管制员执照理论考试大纲及知识点要求, 对相应的内容体系进行了完善, 从而满足了民航专业人才培养的新要求可以说, 本系列教材的出版恰逢其时, 是一场不折不扣的及时雨

5 由于空中交通管理专业涉及的知识点多, 知识更新速度快, 因此教材的编写是一项极其艰巨的任务但令人欣喜的是, 中国民航飞行学院的教师们凭借严谨的工作作风深厚的学术造诣以及坚韧的精神品质, 出色地完成了这一任务尽管这套教材在模式创新方面尚存在瑕疵, 但仍不失为当前民航人才培养领域的优秀教材, 值得大力推广我们相信, 这套教材的出版必将为我国民航人才的培养做出贡献, 为我国民航事业的发展做出贡献! 是为序中国民航飞行学院教材编写委员会 2016 年 7 月 1 日

6 目录第一章概述 1 第一节飞行程序的概念及分类 1 第二节程序构成及基本要求 4 第三节程序设计的基本参数 8 复习思考题 20 第二章非精密进近程序的设计 21 第一节仪表进近程序的建立 21 第二节最低超障高度的计算 25 第三节复飞程序 37 第四节目视盘旋进近 53 复习思考题 60 第三章反向和直角航线保护区的设计 61 第一节程序设计的有关准则和区域参数 61 第二节反向程序保护区的设计 71 第三节直角航线保护区 83 第四节反向和直角航线区的缩减和区域的简化画法 94 第五节反向和直角程序的中间和最后进近区 99 复习思考题 104 第四章 ILS 精密进近程序设计 105 第一节概述 105 第二节障碍物的评价 108 第三节确定 ILS 进近的 OCH 120 第四节 ILS 进近的中间和起始进近区 132 第五节 Ⅰ 类 ILS 航向台偏置或下滑台不工作 141 复习思考题 146 第五章雷达进近程序 147 第一节监视雷达进近程序 147 第二节 PAR 进近程序 150 复习思考题 156 第六章离场和进场程序设计 157 第一节离场程序一般原理 157 第二节离场航线 159 第三节全向离场 171 第四节紧急程序及应公布的资料 174

7 第五节最低扇区高度 (MSA) 178 第六节进场航段 180 复习思考题 185 第七章机场运行最低标准 186 第一节起飞最低标准 186 第二节 Ⅰ 类 PA APV NPA 和目视盘旋的最低标准 189 第三节 Ⅱ/Ⅲ 类 PA 的最低标准 192 第四节机场设备故障或降级对运行标准的影响 194 第五节飞行运行的要求 195 复习思考题 196 附录 197 参考文献 211

8 第一章概述飞行程序是机场运行的基本条件之一, 是组织实施飞行提供空中交通服务建设导航设施的重要依据, 是航空器飞行安全和提高运行效率的重要保障民用机场飞行程序 ( 以下简称飞行程序 ) 是指为航空器在机场区域运行所规定的按顺序进行的一系列机动飞行, 如飞行区域航迹高度速度的规定和限制等, 一般包括起飞离场程序进场程序进近程序复飞程序和等待程序等第一节飞行程序的概念及分类飞行程序按照领航方式的不同分为目视飞行程序和仪表飞行程序两类仪表飞行程序包含传统导航和基于性能导航 (PBN) 的飞行程序传统导航主要依据 NDB VOR/DME ILS 和雷达等特定的导航设施提供航迹引导或下滑引导一基于性能的导航 (PBN) 概念 ( 一 )PBN 的概念基于性能的导航 (Performance Based Navigation,PBN) 是国际民航组织 (ICAO) 在整合各国区域导航 (RNAV) 和所需导航性能 (RNP) 运行实践及技术标准的基础上, 提出的一种新型概念它将飞机先进的机载设备与卫星导航及其他先进技术结合起来, 涵盖了从航路终端区到进近着陆的所有飞行阶段, 提供了更加精确安全的飞行方法和更加有效的空中交通管理模式 PBN 是指在相应的导航基础设施条件下, 航空器在指定的航路仪表飞行程序或空域内飞行时, 对系统精确性完好性可用性连续性以及功能等方面的性能要求 PBN 的引入体现了航行方式从基于传感器导航到基于性能导航的转变 PBN 包含两个基本导航规范 : 区域导航 (Area Navigation,RNAV) 和所需导航性能 (Required Navigation Performance,RNP) 其中, 区域导航 (RNAV) 是一种导航方式, 它可以使航空器在导航信号覆盖范围之内, 或在机载导航设备的工作能力范围之内, 或二者的组合, 沿任意期望的航径飞行所需导航性能 (Required Navigation Performance,RNP) 是对在规定空域内运行所需要的导航性能的描述 RNP 的类型根据航空器至少有 95% 的时间能够达到预计导航性能精度的数值来确定所需导航性能 (RNP) 是具有机载导航性能监视和告警 (On-board Performance Monitoring and Alerting, OPMA) 能力的 RNAV 也就是说, 要求机载性能监视与告警的导航规范被称为 RNP 规范不要求机载性能监视与告警的导航规范则被称为 RNAV 规范 ( 二 )PBN 的 3 个要素

9 基于性能导航 (PBN) 概念由 3 个相互关联的要素组成 : 导航规范导航系统基础设施和导航应用导航规范是在已定义的空域概念下对航空器和飞行机组提出的一系列要求, 它定义了实施 PBN 所需要的性能及具体功能要求, 同时也确定了导航源和设备的选择方式, 能够对国家管理当局和运营人提供具体指导导航规范被各个国家用做合格审定和运行审批的基础导航规范详尽说明了沿特定航路程序或在规定空域内运行的区域导航系统的各项要求, 这些运行需要根据导航规范获得审批具体要求包括 :1 区域导航系统在精度完好性连续性和可用性方面所需具备的性能 ;2 为达到所需性能, 区域导航系统需要具备的功能 ;3 整合到区域导航系统中的可用以达到所需性能的导航传感器 ;4 为达到区域导航系统上述性能需要具备的飞行机组人员程序和其他程序导航系统基础设施是指每个导航规范中提及的星基或陆基导航系统星基导航设施 : GNSS; 陆基导航设施 :DME VOR( 没有 NDB) 导航应用是按照空域概念, 将导航规范及相关的导航系统基础设施应用于空中交通服务航路仪表进近程序和 / 或限定的空域范围如何将导航规范和导航设备基础设施共同用于导航应用的实例, 包括 RNAV 或 RNP 标准仪表离场和标准仪表进场 RNAV 或 RNP 空中交通服务航路, 以及 RNP 进近程序 ( 三 )PBN 的导航规范国际民航组织基于性能的导航 (PBN) 手册 (Doc 9613) 详细阐述了 PBN 概念和如何实施 PBN 的有关指导说明, 及下述各应用的导航规范 : 1 RNAV 10: 用于支持航路飞行阶段的 RNAV 运行, 支持在海洋或偏远区域空域以纵向距离为基础的最低间隔标准 2 RNAV 5: 用于支持大陆空域航路阶段飞行的 RNAV 运行 3 RNAV 1 和 2: 用于支持航路阶段飞行标准仪表离场 (SID) 标准仪表进场 (STAR) 和进近至 FAF/FAP 的 RNAV 运行 4 RNP 4: 用于支持在海洋或偏远区域空域基于纵向距离最低间隔标准的航路阶段飞行的 RNAV 运行 5 RNP 2: 用于支持洋区偏远地区和大陆空域航路阶段飞行的 RNP 运行 6 RNP 1: 用于支持 SID,STAR 和进近至 FAF/FAP 的 RNP 运行, 没有或有限制的 ATS 监视服务限制, 用于低到中等程度的交通量 7 高级 RNP (ARNP): 用于支持大陆空域的航路,SID,STAR 和进近程序的 RNP 运行 ARNP 导航要求的导航精度值的要求如下 : 最后进近 0.3 NM; 大陆航路 1 或 2 NM; 和 SID STAR 起始/ 中间进近和复飞中为 1 NM 可选择性要求则包括洋区/ 偏远空域的应用, 和在所有终端飞行阶段 ( 最后进近除外 ) 允许选择一个在 1.0 NM 和 0.3 NM 之间, 以 0.1 NM 为增量的导航精度 8 RNP 0.3: 用于支持除最后进近以外, 直升机所有飞行阶段的直升机 RNP 运行 9 RNP APCH: 用于支持 RNP 进近运行至 LNAV LNAV/VNAV LP 和 LPV 的最低标准 10 RNP AR APCH: 用于支持 RNP 进近运行, 包括有直线和 / 或固定半径航段组成的最后进近航段, 最后进近的导航精度等于或小于 0.30NM, 其他进近阶段为 1NM

10 ( 四 )PBN 的优势 PBN 在运行中具有如下优点 : 精确地引导航空器, 提高飞行运行安全性 ; 提供垂直引导, 实施连续稳定的下降程序, 减少可控撞地的风险 ; 改善全天候运行, 保障地形复杂机场运行的安全 ; 实现灵活和优化的飞行航径, 增加飞机业载, 减少飞行时间, 节省燃油 ; 避开噪声敏感区, 提高环保水平 ; 减小航空器间水平和纵向间隔, 增大空域容量 ; 减少地空通信和雷达引导需求, 便于指挥, 降低管制员和飞行员的工作负荷 ; 减少导航基础设施投资和运行成本, 提高运行的整体经济效益二仪表进近程序的分类及定义机场飞行程序包含起飞离场进场及等待进近等飞行阶段, 其中, 进近阶段是影响飞行安全最重要也是设计最复杂的阶段仪表进近程序 (Instrument Approach Procedure,IAP) 是根据飞行仪表并对障碍物保持规定的超障余度所进行的一系列预定的机动飞行这种机动飞行是从起始进近定位点或从规定的进场航路开始, 至能完成着陆的一点为止, 之后, 如果不能完成着陆, 则至一个等待或航路超障准则准则适用的位置仪表进近程序分类如下 : 非精密进近程序 (Non-Precision Approach Procedure,NPA): 设计仅用于水平导航引导 (2D) 仪表进近运行类型 A 的仪表进近程序 [ 注 : 非精密进近程序的飞行可以使用最后进近连续下降技术 (CDFA) 对于有机载设备计算 VNAV 指引咨询的 CDFA 可以被看作 3D 仪表进近运行 ] 有垂直引导的进近程序 (Approach Procedure with Vertical Guidance,APV): 设计用于水平导航和垂直导航引导 (3D) 仪表进近运行类型 A 的基于性能导航 (PBN) 仪表进近程序精密进近程序 (Precision Approach Procedure,PA): 设计用于水平导航和垂直导航引导 (3D) 仪表进近运行类型 A 或 B 的基于 ILS, MLS, GLS 和 SBAS Cat I 导航系统的仪表进近程序仪表进近程序分类如图 1-1 所示

11 图 1-1 仪表进近程序的分类

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<4D F736F F F696E74202D D20B4ABCDB3B5BCBABDD3EB50424EB5C4D6F7D2AAC7F8B1F0205BBCE6C8DDC4A3CABD5D> 学习目标了解 RNAV 导航的定义清楚 RNAV 与传统导航之间的差别了解 RNAV 进近的不同类型 RNAV 和传统导航的主要区别 RNAV 和传统导航的主要区别传统导航与 PBN RNAV 和传统导航的主要区别传统导航与 PBN 2/77 导航方式传统导航传统导航 VOR NDB DME ILS, MLS 雷达引导 RNAV VOR-DME DME-DME GNSS VOR / NDB

第一章 铁路线路概述

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