拉萨高原机场PBN运行程序及信息管理程序设计

摘要

高原机场一般地理环境和气象条件都很复杂，昼夜温差大、风速大、风向多变，经常伴随严重的乱流和风切变，天气变化迅速。我国青藏高原平均海拔高，已经建成和计划建设的机场环境都很复杂，典型机场有西藏/拉萨机场、西藏/林芝机场、四川/九寨机场等。
　　 随着中国经济的发展，西部的战略意义越来越重要，中国正逐步推进西部区域的开发和建设。为改善西部的交通和物流困境，中国在西部高原地区大力建设机场。由于高原机场的固有特点，高原飞行和运行与低海拔机场相比，面临更多更为复杂的问题。为了确保高原机场运行安全，中国民航局正大力推进民航新技术的应用。其中，全球导航卫星系统(GNSS)和基于性能的导航(PBN)技术，是当前解决高原机场运行困难的首选技术。
　　 本文通过对高原机场运行环境、卫星导航技术、PBN技术进行介绍、分析和研究，提出了解决拉萨高原机场的最佳途径和方案，并对未来高原机场航行新技术的应用作了预测和展望。
　　 飞行员在飞行过程中产生的人员信息、训练时间、飞行科目等各种数据，对于保证训练安全、追溯培训过程、分析培训效果十分重要，需要对其进行详细的记录和分析。传统的飞行训练数据管理通常采用手工记录方法，这种方法存在记录差错率高、统计效率低、数据共享困难等问题。为提高飞行基本数据管理的准确性、时效性和数据共享性，本文开发了“基于B/S架构的飞行信息基本数据管理系统”。系统采用Browser/Server体系结构，选取SQL Server2000作为系统的后台数据库，具有飞行员基本信息管理、飞行教员基本信息管理、飞行时间管理、飞行科目管理、系统管理等功能。飞行主管部门可以通过本系统实现对飞行基本数据的准确管理和快速分析，并能以此为依据调整飞行计划、发现潜在隐患，达到提高飞行质量、加强安全管理等目的。
　　 本论文主要完成了以下几个方面的工作：
　　 (1)分析了高原机场、高高原机场的运行环境，包括自然环境、气象条件、导航设施、障碍物特征等，重点研究并提出了高原复杂运行环境对飞行运行的影响；
　　 (2)分析了传统陆基导航系统导航定位误差特征，重点研究了高原机场陆基导航系统的局限性和误差特性；
　　 (3)根据国际民航组织发布的《PBN手册》，介绍了不同类型的区域导航(RNAV)和所需导航性能(RNP)导航规范，分析了不同导航规范的应用领域，研究并提出了适用于高原机场飞行运行的最优导航规范；
　　 (4)介绍了PBN运行的核心导航系统，即卫星导航系统的工作原理、特点及误差特性，重点研究了GPS导航精度、完好性问题，提出了不同类型卫星导航增强系统应用的领域及飞行阶段；
　　 (5)分析研究了拉萨机场的气候特征及地理条件、地面保障条件、PBN运行的导航条件、机场运行的准入要求和PBN运行的设计要求，确定了飞机选型，设计了其PBN导航运行程序(包括航迹纵面与横面图)等，介绍了PBN运行的实施过程，并通过运行实践统计与分析，证明其可行性；
　　 (6)阐述了建立飞行信息管理系统的必要性；介绍了C/S、B/S软件构架并说明了系统采用B/S软件构架的可行性；根据相关特点分析与飞行信息基本数据管理系统的具体需求，选择了SQL Server作为数据库平台；
　　 (7)完成了系统的功能模块设计、程序流程设计、数据库机构设计、网络拓朴设计，演示了飞行信息管理系统各模块的操作界面。

目录

文摘

英文文摘

第一章 高原机场运行环境

1.1 高原机场定义

1.2 我国高原机场分布

1.3 高原机场的特点及对飞行的影响

1.4 我国高原机场的发展趋势

第二章 高原机场传统导航运行

2.1 VOR/DME导航的局限性

2.2 DME/DME导航的局限性

2.3 GNSS系统概述

第三章 PBN概念及运行要求

3.1 PBN的概念

3.2 PBN的特点与优势

3.3 PBN导航规范介绍

3.3.1 RNP-10

3.3.2 RNAV-5

3.3.3 RNAV-2/1

3.3.4 RNP-4

3.3.5 RNP-2

3.3.6 RNP-1

3.3.7 RNP APCH

3.3.8 RNP AR

3.4 国内外PBN的发展现状

3.4.1 国外PBN的发展现状

3.4.2 国内PBN发展现状

3.5 中国PBN路线图

3.6 PBN用于高原机场的考虑

第四章 全球卫星导航系统-GNSS

4.1 GPS系统

4.1.1 GPS系统组成

4.1.2 GPS定位原理

4.2 GLONASS系统

4.3 GALLLEO系统

4.4 中国北斗

4.5 机载增强系统-ABAS

4.6 星基增强系统-SBAS

4.7 地基增强系统-GBAS

第五章 拉萨机场PBN运行程序设计

5.1 拉萨机场的气候特征及地理条件分析

5.2 拉萨机场的地面保障条件分析

5.3 拉萨机场PBN运行的导航条件分析

5.4 拉萨机场PBN运行航空器的选型

5.5 民航法规对拉萨高原机场运行的准入要求

5.6 拉萨机场PBN运行程序设计要求

5.7 拉萨机场PBN运行程序设计方案

5.7.1 拉萨机场选用RNP AR运行

5.7.2 拉萨机场RNP AR运行飞行程序

5.7.3 拉萨机场RNP AR运行实施过程

5.8 拉萨机场RNP AR运行结果

第六章 飞行信息管理程序设计

6.1 飞行信息管理程序设计的必要性

6.2 C/S、B/S软件架构

6.3 数据库平台的选择

6.4 飞行信息管理系统设计

6.4.1 功能模块设计

6.4.2 程序流程设计

6.4.3 数据库结构设计

6.4.4 网络拓朴设计

6.5 飞行信息管理系统的实现

6.5.1 用户登录模块

6.5.2 飞行员模块

6.5.3 飞行教员模块

6.5.4 飞行管理人员模块

6.5.5 其他机关人员模块

第七章 总结与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果