Требуемая навигационная характеристика или RNP

 

C ростом интенсивности движения и загрузки воздушного пространства, нависла потребность ужесточить требования к точности выдерживания линии заданного положения при полете ВС. Так зародилась концепция RNP (требуемая навигационная характеристика). Основополагающая цель RNP – обеспечить ОВД в любом районе ВП. Устанавливается RNP государством в зависимости от сложности маршрутов и интенсивности воздущного движения.

Концепция требуемых навигационных характеристик (RNP) является подходом к установлению требований к точности и надежности аэронавигации в том или ином регионе. Эти требования устанавливаются в виде средней квадратической погрешности определения места ВС, а также в виде той доли общего времени полета, в течение которой боковое уклонение ВС находилось в требуемых пределах. RNP, установленные в том или ином районе (области воздушного пространства), характеризуются своим типом RNP, который и определяет требуемую точность аэронавигации в этом районе.

RNP определяют характеристики навигации в определенном воздушном пространстве и влияют как на организацию самого воздушного пространства, так и на воздушное судно. Типы RNP, методы и оборудование RNAV в разных регионах мира внедряются единообразно и согласовано. Типы RNP для определенных районов, объемов воздушного пространства в определенном диапазоне высот, для маршрутов или процедур в районе аэродрома устанавливаются либо соответствующим государством, либо региональным аэронавигационным соглашением. Конкретный тип RNP вводится в зависимости от ряда факторов: инфраструктуры средств связи, наличия наземных радиомаяков и радиолокационного наблюдения, насыщенности воздушного пространства, характера местности, расположения препятствий, особых зон и другие [3].

RNP могут применяться с момента взлета и до посадки. При этом на различных этапах полета могут применяться различные типы RNP. Как правило, для захода на посадку и ухода на второй круг применяются «строгие» RNP, для вылета и прибытия - более «мягкие», а на маршруте –совсем «мягкие» RNP с минимальным набором функциональных требований. В АИП государств описываются характеристики и требования к воздушному пространству при применении RNP на маршрутах или в определенных районах и публикуются фиксированные, резервные маршруты и районы применения RNP.

Фиксированный маршрут RNP - постоянный опубликованный маршрут RNP с возможными ограничениями по времени использования и высотам пролета. Маршрут начинается и заканчивается пунктами донесения. Вдоль маршрута устанавливаются точки пути.

Резервный маршрут RNP - опубликованный маршрут ограниченного по времени применения (часы, дни, сезоны).

Район RNP - некоторый район, объем воздушного пространства или любое воздушное пространство установленных размеров, где применяется RNP. В таких районах может планироваться и выполняться полет по произвольным линиям пути в течение установленных периодов времени и/или в пределах указанных диапазонов эшелонов полета [4].

Для увеличения пропускной способности воздушного пространства органы ОВД могут давать указание о выполнении полета со смещением относительно фиксированного маршрута и таким образом использовать RNAV как инструмент ОВД [8].

 В свою очередь летный экипаж должен уведомлять орган ОВД об аварийной ситуации (отказ оборудования, неблагоприятные метеоусловия), которая влияет на возможность обеспечения точности навигации, а также сообщить о своих намерениях, согласовать план действий и получить измененное диспетчерское разрешение.

 

Типы RNP

 

Типы RNP подразделяются на маршрутные, аэроузловые и аэродромные.

ИКАО определила в качестве основных (стандартных) типы RNP, которые представлены в (табл. 1) [2].

Таблица. 1

Тип RNP1 предусматривается для обеспечения наиболее эффективных полетов по маршрутам ОВД и в аэроузловой зоне при использовании наиболее точной информации о месте ВС, а также для применения методов зональной навигации, позволяющих получить наибольшую гибкость при организации и изменении маршрутов осуществлении в режиме реального времени необходимых корректировок в соответствии с потребностями структуры воздушного пространства. Этот тип RNP предусматривает наиболее эффективное обеспечение полетов, использование правил полетов и организации воздушного пространства при переходе от полета в районе аэродрома к полету по маршруту ОВД и в обратном порядке, т.е. при выполнении SID и STAR.

Тип RNP4 предназначается для маршрутов ОВД, основанных на ограниченном расстоянии между навигационными средствами. Этот тип RNP обычно используется в воздушном пространстве, расположенном над континентом. Устанавливая им точность аэронавигации соответствует требуемой точности на обычных маршрутах, задаваемых VOR, которая использовалась и до введения концепции RNP.

       Тип PNP10 предусматривается для сокращения минимумов бокового и продольного эшелонирования. Он повышает эксплуатационную эффективность в океаническом воздушном пространстве и районах, где возможности использования наземных навигационных средств ограничены.

 Тип RNP12.6 обеспечивает ограниченную оптимизацию маршрутов в районах с пониженным уровнем обеспечения навигационными средствами. Численное значение величины удерживания соответствует удвоенной средней квадратической погрешности определения места ВС, являющейся одним из параметров MNPS в Северной Атлантике.

   Тип RNP20 характеризует минимальные возможности по точности определения МВС, которые считаются приемлемыми для обеспечения полетов по маршрутам ОВД любым ВС в любом контролируемом воздушном пространстве в любое время. Он как бы соответствует такой плохой точности, что еще меньшую требуемую точность нет смысла устанавливать. Широко используются и нестандартные типы, то есть не перечисленные выше.

В районах выполнения полетов воздушными судами, точность навигации которых превышает требования RNP4 и в которых для контроля воздушного движения используются средства независимого радиолокационного наблюдения, может использоваться ширина коридора ±5 км (±2.7 м. миль), т.е. значение типа RNP 2.7.

Следует отметить, что в СССР данное значение ширины коридора ± 5 км в Московской воздушной зоне и некоторых других аэродромных зонах было установлено еще до введения концепции RNP. В США для полетов по трассам также применяется нестандартный тип RNP 2.

Для захода на посадку требуется более высокая точность, именно поэтому имеют место быть более точные типы RNP, они представлены в таблице 2 [2].

 

Таблица 2

 

Зональная навигация вводится в том или ином регионе одновременно с установлением определенного типа RNP. Если этот тип является нестандартным либо функциональные требования к RNAV чем-то отличаются от приведенных, то такая зональная навигация может получить собственное название, например, B-RNAV, B-RNAV+, B-RNAV++, P-RNAV и т.п [2].

 

1.5. Характеристика требований RNP RNAV

 

RNP задаются требованиями четырех основных параметров [3,4]:

1) точность RNAV;

2) обеспечение целостности навигации при использовании оборудования

RNAV;

3) готовность оборудования RNAV для навигации;

4) непрерывность навигации при использовании оборудования RNAV.

Кроме точности любой тип RNP включает критерии целостности, готовности и непрерывности обслуживания. Эти критерии имеют математические описания и выражаются численным значением. Численные значения критериев разные для маршрутов и районов аэродромов (ТМА), а что касается заходов на посадку, то учитывается еще и тип захода на посадку.

Кроме точности любой тип RNP включает критерии целостности, готовности и непрерывности обслуживания. Эти критерии имеют математические описания и выражаются численным значением. Численные значения критериев разные для маршрутов и районов аэродромов (ТМА), а что касается заходов на посадку, то учитывается еще и тип захода на посадку.

При сертификации систем применяются чисто математические способы оценки всех составляющих RNP, которые не учитывают возможные ограничения на использование навигационных систем - датчиков. Поэтому на эксплуатанта возлагается обязанность самостоятельно оценивать целостность, готовность и непрерывность обслуживания перед выполнением полета, учитывая текущую информацию о состоянии навигационных систем (NOTAM по радиосредствам, специальные извещения о состоянии GPS) и применяемых специальных средств прогнозирования.

Например, для оценки готовности системы GPS, как датчика оборудования RNAV, установлена процедура RAIM-прогнозирования, позволяющая определить возможность использования системы GPS в заданном месте в заданное время. Примеры такой оценки привожу далее.

Самым “готовым" и "непрерывным" датчиком RNAV является инерциальный датчик, который готов и непрерывно работает всегда, если его включить и корректно выставить. Но у этого типа датчиков существуют проблемы с другими составляющими RNP - точность работы и целостность, особенно при длительных полетах.

Проблем с точностью у датчика GPS нет, но есть проблемы с готовностью и непрерывностью обслуживания. По этой причине для полетов по приборам с использованием GPS обязательно надо иметь как минимум RAIM (лучше FDE), а для заходов на посадку в сложных метеоусловиях - системы функционального дополнения WAAS/LAAS, которые кроме повышения точности, доводят характеристики готовности и непрерывности обслуживания до установленных соответствующим RNP значений [2].

 

 

Особенности P - RNAV

 

Основные особенности B-RNAV и P-RNAV заключаются в том, что, кроме показателя точности в 5 и 1 м. милю, из всего набора характеристик RNP оговариваются как обязательные только некоторые из них. Основные цифры целостности, готовности и непрерывности, обязательных для RNP-RNAV, достигать не требуется, поскольку безопасность применения зональной навигации B-RNAV и P-RNAV обеспечивается развитой инфраструктурой ОВД и возможностью экипажа использовать обычные навигационные средства при отказе системы RNAV [6].

Особенностью RNP-RNAV является то, что необходимо соблюдать все требования установленного типа RNP не только по точности, но и по целостности, готовности и непрерывности обслуживания.

В районах и на маршрутах RNP органы ОВД обязаны следить за точностью навигации и, при необходимости, корректировать траекторию полета ВС. Поэтому невозможно вводить строгие RNP в районах, где не обеспечено адекватное наблюдение за воздушной обстановкой и качественная связь с воздушным судном. Развитие систем связи, наблюдения, средств стратегического и оперативного планирования полетов должно опережать темпы введения строгих RNP.