问题

所需导航性能(RNP)进近和区域导航(RNAV)进近到底有什么区别?

回答
好的,咱们就来好好聊聊这个“所需导航性能(RNP)进近”和“区域导航(RNAV)进近”到底是怎么回事,它们之间有什么门道。别担心,我尽量用咱们自个儿的话给你掰开了揉碎了说,让你听着顺畅,不像是机器翻译或者生硬的教程。

先说大家都能理解的“区域导航”(RNAV)

咱们先从大家都能明白的“区域导航”说起。你可以把它想象成一种“自由导航”,不再是完全依赖地面上固定的一点点导航信标来指引方向。以前啊,飞机就像是跟着铁路走一样,得围着VHF全向信标(VOR)或者仪表着陆系统(ILS)的信标跑。这些地面设备就像是路牌,飞机只能按照它们设计的航路走。

RNAV 呢,就更灵活了。它允许飞机根据需要的导航点,在“区域”内规划出任意的航路。这个“区域”可以是一条直线,也可以是一个复杂的曲线。它不局限于地面信标的位置,而是可以利用飞机上的传感器(比如惯性导航系统INS、GPS等)来计算飞机当前的位置,然后根据预设的航路信息,指引飞机飞向下一个导航点。

简单来说,RNAV 的核心就是:利用机载设备确定飞机位置,然后按照预设的航路点飞行。

这有什么好处呢?

更灵活的航路设计: 航空公司和空中交通管制可以设计出更直接、更短的航路,避开地形复杂或者限制区域,节约燃油,缩短飞行时间。
更高的空域利用率: 以前的航路都是固定的,间隔也比较大。RNAV 可以在同一片空域里规划出更多更近的航路,提高空域的使用效率。
更精确的进近: 在飞机场降落的时候,RNAV 进近允许飞机按照更精细的程序下降,比如不需要依赖特定的地面ILS设备,可以在更广泛的机场使用。

但是,RNAV 进近也有个前提:飞机上的导航系统必须能够确保它在导航点之间按照一定的精度飞行。这个“一定的精度”是怎么定义的呢?这就引出了我们今天的主角——“所需导航性能”(RNP)。

再说说“所需导航性能”(RNP)——比RNAV更进一步

如果你理解了RNAV,那么RNP就好理解了。你可以把RNP看作是一种更高等级、更严格的RNAV。它不仅仅是“能够进行区域导航”,更重要的是“能够保证在导航过程中,飞机与预定航路点之间的偏差不超过某个特定的、需要的数值”。

这个“所需的性能”(Required Performance)就是关键所在。RNP 的核心是:它规定了飞机在飞行过程中,相对于预设航路的精度要求,并且飞机上的系统能够实时地监测和显示自己是否达到了这个精度要求。

我们来拆解一下RNP的几个重要特点:

1. 精度要求明确(Performance Requirements): RNP 有一个很重要的概念叫做“精度范围”(Accuracy),比如 RNP 0.3, RNP 0.1 等。这个数字代表的就是飞机在导航过程中,相对于航路中心的横向和纵向偏差不能超过多少海里(或者别的单位)。比如 RNP 0.3 就意味着飞机在飞行中,有95%的时间,它距离实际航路的偏差不能超过0.3海里。
2. 监控和告警(Monitoring and Alerting): 这是RNP和普通RNAV最本质的区别。RNP系统不仅仅是能导航,它还能实时地监测自己的导航精度,并且一旦发现自己达不到所需的精度,就会发出告警,提醒飞行员。这个监控机制非常重要,因为它确保了在关键的导航阶段(尤其是进近降落),飞机始终在安全的范围内。
3. 机载显示(Onboard Display): RNP 系统会将当前的导航精度信息显示给飞行员,让他们清楚地知道飞机的导航性能如何。
4. 特定的导航传感器(Specific Navigation Sensors): 为了达到RNP所要求的精度,通常需要更先进的导航传感器和更强大的机载计算能力。例如,GPS(全球定位系统)是实现高精度导航的基础,但为了提高可靠性和精度,还会结合惯性导航系统(INS)或其他传感器进行融合(称为“传感器融合”)。
5. 动态调整(Dynamic Adjustments): 在某些RNP进近中,根据地形、天气等因素,航路的精度要求可能会动态调整。RNP系统能够根据这些变化进行适应。

RNP进近 vs. RNAV进近:有什么实际区别?

现在我们来直接对比两者的区别,尤其是在“进近”这个环节。

| 特性 | RNAV 进近 | RNP 进近 |
| : | : | : |
| 核心能力 | 在区域内进行导航,不依赖特定地面信标。 | 在区域内进行导航,并且保证达到预定的导航精度,并能实时监控和告警。 |
| 精度保证 | 基本的导航能力,精度要求相对宽松或未明确规定。 | 有明确的精度要求(如 RNP 0.3, RNP 0.1),飞机必须持续满足。 |
| 监控和告警 | 通常不具备实时精度监控和告警功能。 | 具备实时精度监控和告警功能,确保飞机始终在规定范围内。 |
| 系统要求 | 对机载导航设备要求相对较低。 | 对机载导航设备要求高,需要具备高精度传感器(如GPS+INS)和强大的计算处理能力。 |
| 航路设计 | 可以设计更灵活的航路,但精度受限。 | 可以设计更低的高度、更窄的航路(例如,使用较小的下降角度、更接近障碍物的航路),提高机场利用率和低能见度运行能力。 |
| 自主性 | 相对较低,更多依赖于预设程序和现有传感器。 | 更高,系统能够主动监测自身性能,并做出相应调整或告警。 |
| 举例 | LDA (Localizer Directional Aid),没有垂直引导的RNAV进近。 | RNP AR (Authorization Required) 进近,RNP APCH (Approach) 进近,能够支持零可见度进近(比如某些航空公司使用的RNP程序)。 |

再打个比方:

RNAV 进近 就像是你在开车,有导航地图,知道要去哪个方向的哪个路口,你能跟着地图走。但是地图可能没那么精确,你也不知道你是否完全沿着道路中心线在开,只要不偏离太多就好。
RNP 进近 就像是你不仅有精确的导航地图,而且你的车本身有一个非常灵敏的传感器,实时告诉你你离车道的中心线还有多远,如果快要偏离了,它会立刻报警。而且这个“车道”可以造得比普通道路更窄,或者允许你开得离路边更近,因为你对自己车的控制非常有信心。

为什么RNP进近更高级?

RNP进近之所以被认为是更高级的导航方式,主要是因为它具备了实时、主动的性能监控和告警能力。这对于航空安全至关重要。在进近过程中,飞机需要沿着非常精确的轨迹下降,稍有偏差就可能导致危险。RNP 系统能够主动发现并纠正偏差,或者在无法保证精度时发出警告,让飞行员能够及时采取措施。

特别强调一下 RNP AR 进近:

你可能还听说过“RNP AR 进近”(RNP Authorization Required)。AR 代表“授权要求”。这意味着这种进近程序是专门设计给那些具备更高性能的飞机使用的。RNP AR 进近的精度要求非常高,它允许飞机沿着非常狭窄的航路飞行,甚至可以设计成比传统 ILS 航路更低、更贴近障碍物。这种进近程序的设计更加灵活,可以根据特定机场的条件和障碍物进行定制,极大地提高了在复杂地形和低能见度条件下的机场运行能力。

总结一下:

RNAV 是一个大类,指的是利用机载设备进行区域导航的能力。
RNP 是 RNAV 的一个子集,并且是更精确、更高级的一种。它的关键在于“所需性能”,即飞机必须在导航过程中,持续满足一定的精度要求,并且要有实时监控和告警功能。
所有的 RNP 进近都是 RNAV 进近,但并不是所有的 RNAV 进近都达到了 RNP 的标准。

所以,下次你看到飞机在进行“RNAV进近”,它可能只是利用了基本的区域导航能力。但如果它在进行“RNP进近”,尤其是“RNP AR 进近”,那说明它在执行一个对导航精度有非常严格要求,并且飞机系统能够主动保证和监控这种精度的进近程序。这对于提高飞行安全、优化航路、增加机场容量都有着非常重要的意义。

希望我这么说,你能明白它们之间的区别和联系,而且听起来不那么“AI”了吧?有什么不清楚的,咱们继续聊!

网友意见

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RNP(AR) APCH确实有类似于ILS那样的下滑道指示。根据机型不同,显示的不一样。 波音是小菱形,空客的话是小长方形(V/DEV指示)。

前面也说的很明白了,国外航图上面的RNAV(GPS)和RNAV(RNP) 这种对大伙儿感觉迷惑的标识是FAA的锅。据我所知我国民航局确实也有跟随这种行为,但是在陆续修改。

以前RNP AR 还有个名字 SAAAR 注意,AR 是Authorization Required 的意思,需要授权。不是随便就可以执行的程序。也就是需要机组人员和飞机具有相应的资质才可以使用。

我更想通过实例来展示一下 RNP AR程序是个什么样子的存在。


这几图是新西兰皇后镇的RNP AR APCH程序可视化,作者为Naverus公司(现在已经被GE Aviation收购)

可以看出依靠RF航段实现各种固定轨迹的绕弯,远离各类(例如地形,限制区)限制,从而让一些以前无法使用的跑道重获生机,或者是增加安全系数,再或者是缩短5边距离,减少飞行时间。

额,我居然忘了说RF究竟是什么了,Radial to Fix。 意译就是沿固定半径转弯的意思。 大俗话解释就是飞机像圆规画圆弧,飞机是圆规绘图脚,圆心点就是圆规针脚。

接下来以布里斯班举例

上图为RNP AR RWY 01R-M 与 SMOK8M进场程序 衔接在BN706 五边长度只有1.8海里左右(约数)

下图为传统程序 ILS-Z 01R GLENN过渡与SMOK8A 进场程序 衔接在GLENN

肉眼可见的距离减少。实际飞行不会出现这种直来直去的轨迹,而是圆滑的连接上,但是由于轨迹不固定,所以雷达上面统计出来的轨迹不会重合的很完美。RNP进近在轨迹显示与这个传统程序有些近似,但是一样可以缩减5边长度,因为本身的设计灵活性依旧优于传统程序


再来一个经典的例子,里约热内卢的小机场 ICAO代码 SBRJ

02R跑道的2个RNP AR程序的一部分,由于程序设计的灵活而运行轨迹固定,可以实现对西侧与南侧的障碍物规避。如果采用目视的话,可能由于操作时机的不一样导致轨迹偏差引起地形警告。


RNP AR是一种趋势,国内也在推进,部署了是一回事,用不用又是另一回事。2019年昆明部署了RNP AR程序,2020年无锡,广州也计划部署,深圳情况不详(已完成试飞)。而绝大部分高高原机场因为地形的复杂,早已实行RNP AR运行。据我所知,拉萨,阿里昆莎,日喀则,林芝,昌都,甘孜康定,阿坝九寨黄龙,甘孜格萨尔,玉树,果洛,甘南夏河,香格里拉这些地方都是实际运用RNP AR程序,也有传统程序备份(林芝除外,因为环境条件实在太过特殊)。


2020.10.08更新

因为居然学会了多种软件结合,制作出飞行程序可视化。这里用加德满都作为一个例子展示一下 传统VOR程序与RNP AR程序的差别。


下面是已经修订过后的,连续下降的VOR DME进近的可视化。修订原因,旧版本程序使用的时候发生过一起空难。

再来一张 RNP AR与VOR DME 进近程序的对比



因为VORDME程序受到地形限制,如果在这里采用了沿山谷的轨迹,会导致在一些地段遭遇地形引起的信号遮蔽,不能保证安全运行,所以只能直线而且大角度(5.31度然后转常规3.0度)下滑的方式来进近。而RNP AR程序属于PBN程序,采用了卫星信号定位(作为导航源),极大地了降低被地形干扰信号的问题。所以可以灵活走向,大幅提高距离地面的高度保证了安全,同时也降低了飞行员的操作负荷(这里是全程2.8度下滑,不会变化)。


未来的话,不光是采用GPS信号作为PBN飞行的导航源,北斗(BDS)也将作为信号源。已经出现了BDSBAS设备的试点。 预计2021年上半年,中国大陆首个GLS正式启用,地点是天津机场。



RNP运行属于类精密,而不是精密。 所以不能完全取代ILS,受到多种因素影响的。 如果想要取代,只能期待结合GLS的程序。

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前面一位朋友 @胸肌还想靠 的回答解释得很清楚了,非常感谢。

只是看到里面提到没有RNAV Approach时简直惊呆了,毕竟这是我飞得最多的approach。后来才知道这竟然只有美国才有,ICAO确实是没有的。然后查了下文章,写一点补充,可以综合起来和前面提到的文章一起参考。

到底有没有RNAV Approach

RNAV和RNP的定义前面已经阐述很清楚,可以参考AIM里的图:

同时参考阅读AIM 1.2.1-1.2.7 (强烈推荐没事翻AIM,总有新发现)

上面可以看到,严格意义上说并没有RNAV Approach。那为什么你会看到,后面会解释。

RNP Approach和RNP AR Approach

上面那张图里可以看到,RNP approach又分为了RNP和RNP AR两种,他们的区别在于精度不同和是否是可以飞曲线路段,可以参考这两张表的对比:

需要说明的是,认为RNP approach和RNP AR的区别是有没有vertical guidance是不正确的,后面会解释。

RNAV Approach从何而来

这样我们可以看到,实际上在美国常飞的不就是RNP Approach。

看了些八卦文章,基本上理清渊源,ICAO在2014年开始统一chart规范,所有基于RNAV技术的approach全部以RNP作为名称开头,例如RNP RWY 01、RNP RWY 01 (AR)。但是很多国家包括美国都还没有修改,FAA磨磨蹭蹭不想干的原因在于,美国的通航实在太发达,飞行员多,有GPS Approach的地方也多,要是都以RNP开头,这帮人飞习惯了以后万一不长眼瞎飞那些RNP 0.1怎么办。于是FAA就很固执的要把RNP和RNP AR做明显区分,你就会看到:

RNP Approach --> charted as RNAV(GNSS)或者RNAV(GPS)

RNP AR Approach --> charted as RNAV(RNP)

需要强调的是,这里只是写成了RNAV(GNSS/GPS),实际上标准仍然是RNP。

这样在大家习惯里,就成了RNAV Approach和RNP Approach。后面提到的approach也以这个习惯为例。

这样,题主的问题,实际上是:RNP approach和RNP AR approach有什么区别,回头参见上面就可以得到答案,更多详细说明可以参考前面开头AIM的链接。

举个栗子,San Jose International的RNP和RNP AR,分别叫RNAV(GPS)和RNAV(RNP)。

RNAV(GPS) Approach的其他介绍

RNAV Approach也是可以有Vertical Guidance的,例如基于WAAS的LPV和LNAV/VNAV,它们也使用了类似precision approach的Decision Altitude (DA)。

详细介绍可以参考FAA的这篇文章

一个简单的总结图

RNAV(RNP) (RNP AR)有多厉害

3D点对点导航,帅呆


会转弯,帅呆++


为地形复杂的机场设计approach线路


精度可以到0.1nm


以上和题主分享,感谢其他答案作者。

立个flag,希望有生之年飞一次RNP!

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