一种基于性能导航的PBN单发程序保护区划设方法与流程

本发明涉及航空导航领域，尤其涉及一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法。

背景技术：

中国经济的高速发展促进了民航业的迅速发展，2005年中国民航运输总周转量跃居世界第二位，近年来一直保持着第二的位置，已成为民航大国。2018年完成运输总周转量1206.4亿吨公里，旅客运输量6.1亿人次、货邮运输量738.5万吨，同比分别增长11.4％、10.9％、4.6％；民航旅客周转量在综合交通运输体系中的比重达31％，同比提升1.9个百分点；完成固定资产投资810亿元，新建、迁建运输机场9个，运输机场总数达235个。虽然中国民用航空运输整体保持快速稳步发展，然而中国民航也面临着诸多挑战，主要包括：

(1)东西部发展的不平衡。由于我国经济发展不平衡，西部地区地势较高，导致西部地区民航基础设施建设相对缓慢。

(2)特殊机场众多。特殊机场是指飞行环境复杂、机场保障条件不足，为保证飞行安全，需要采取特别应对措施的机场。2016年我国西南地区有13个高原机场，海拔2438米(8000英尺)以上的高高原机场有11个，还有更多的高原机场和特殊机场在建设，地形极其复杂、天气恶劣多变、飞行难度极高、安全风险极大，这些机场的飞行程序设计难度较大和对飞机起飞载量影响很大。

目前，与机场起飞载量相关的飞行程序有传统离场飞行程序、pbn离场飞行程序、起飞一发失效程序，而在特殊机场和高高原机场飞行执行操作中，各程序执行存在如下的问题：

(1)传统飞行程序的执行需要地面导航台提供对航空器的引导，西部地区的机场设施和地面导航台建设不完善，导航台和监视雷达的信号覆盖不完全，较复杂的地形也会遮蔽导航信号；根据规范划设的保护区范围较大，会考虑较多的高大障碍物，计算得到的飞机载量较低或者没有载量，故传统飞行程序执行在该地区会受很大限制或者不能实现。

(2)相对于传统飞行程序，基于basicrnp1离场飞行程序设计使用更先进的设备，保护区较小，可以避开影响载量的高大障碍物，所考虑的控制障碍物较少，使该机场有一定的起飞载量，而且在较多的飞行执行操作中发现所执行的载量偏低，尚有提高载量的空间。逆向推导可知，载量计算中使用的控制障碍物较多或高度较高，保护区划设的范围较大，可以进行合理地缩小，需要新的飞行程序设计方法来实现这一要求。

(3)基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序，相对于基于basicrnp1离场飞行程序，保护区缩小较多，可以避开更多的高大障碍物，所获得起飞载量更为可观。但是在地形复杂的地区执行起飞一发失效程序时，会触发飞机egpws的安全告警，存在运行安全隐患，逆向推导可知，遗漏了一些可能触发egpws的控制障碍物，保护区的范围不够。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法，既坚守了安全底线，保证了运行中无任何地形告警的触发，又最大可能地提升了运行载量，实现了效益最大化。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法，其方法包括如下：

a、获取机场数据和机场周边的地形数据：

a1、在航行资料汇编中获取与机场相关的机场数据，机场数据包括机场坐标、机场标高、跑道长度、跑道坡度、导航台位置和气象统计，所述机场坐标包括跑道入口坐标与跑道出口坐标，所述机场标高包括跑道入口标高与跑道出口标高；

a2、根据机场坐标获取所在区域一定范围内的地形数据，所述地形数据的获取范围为机场坐标中的机场跑道及起飞后50公里范围内，所述地形数据通过地形图或/和数字地图中获取，所述地形数据包括高程数据，所述高程数据包括障碍物的高程数据；

a3、将机场数据和地形数据分别导入pbn一发失效程序软件中；

b、pbn一发失效程序软件将机场数据与地形数据融合，模拟计算出pbn一发失效程序的起飞航径，起飞航径至少为距离机场跑道出口m公里,0<m≤50，并得到该起飞航径的飞行数据，所述飞行数据包括航路点序列及坐标、转弯半径、速度限制；

c、通过pbn一发失效程序软件设计出pbn一发失效程序保护区：

c1、在机场跑道出口的两边各90米距离处画出保护区两侧起点，以保护区两侧起点按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展至距离起飞航径900米设计保护区，然后按照如下方法依次延伸设计保护区：

c11、在起飞航径的直线段区域，保持距离起飞航径900米延伸设计保护区；

c12、在起飞航径的转弯区域内，以距离起飞航径900米沿着起飞航径按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展保护区；在起飞航径的转弯区域完毕后，按照atan(25％)的缩减率连续缩减至距离起飞航径900米设计保护区a；

所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区a；

d、在pbn一发失效程序软件的pbn一发失效程序保护区中判断所有障碍物是否落入pbn一发失效程序保护区；若障碍物落入pbn一发失效程序保护区中，则在pbn一发失效程序保护区中对应标注障碍物及障碍物的高程数据，并同时记录该障碍物距离跑道出口的距离；若障碍物未落入pbn一发失效程序保护区中，则不作处理或排除；由此得到最终的pbn一发失效程序保护区。

本发明优选的步骤c12还包括如下修正方法：

通过rnp离场程序按照icao8168标准对步骤c12转弯区域所设计的保护区进行修正，其方法如下：

设定航路点的侧向容差为1海里，航路点的沿航迹方向容差为0.8海里，并结合飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间划设出转弯区域的保护区b，将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c，然后用保护区c来修正步骤c12转弯区域的保护区b，转弯区域修正后的保护区为保护区d；所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区d。

本发明在步骤d之后还包括如下步骤：

e、将步骤d中位于pbn一发失效程序保护区中的障碍物及障碍物的高程数据导入飞机性能计算软件中计算出机场的起飞载量；

f、将步骤b中的飞行数据及步骤e中的起飞载量导入到pbn程序软件中进行pbn飞行验证，并通过相同机型的飞行模拟机验证一发失效条件下的飞行可行性和起飞载量可用性。

本发明提供另外一种优选的基于pbn一发失效飞行的保护区划设方法，其方法包括如下：

a、获取机场数据和机场周边的地形数据：

a1、在航行资料汇编中获取与机场相关的机场数据，机场数据包括机场坐标、机场标高、跑道长度、跑道坡度、导航台位置和气象统计，所述机场坐标包括跑道入口坐标与跑道出口坐标，所述机场标高包括跑道入口标高与跑道出口标高；

a2、根据机场坐标获取所在区域一定范围内的地形数据，所述地形数据的获取范围为机场坐标中的机场跑道及起飞后50公里范围内，所述地形数据通过地形图或/和数字地图中获取，所述地形数据包括高程数据，所述高程数据包括障碍物的高程数据；

a3、将机场数据和地形数据分别导入pbn一发失效程序软件中；

b、pbn一发失效程序软件将机场数据与地形数据融合，模拟计算出pbn一发失效程序的起飞航径，起飞航径至少为距离机场跑道出口m公里,0<m≤50，并得到该起飞航径的飞行数据，所述飞行数据包括航路点序列及坐标、转弯半径、速度限制；

c、通过pbn一发失效程序软件设计出pbn一发失效程序保护区：

c1、在机场跑道出口的两边各90米距离处画出保护区两侧起点，以保护区两侧起点按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展至距离起飞航径900米设计保护区，然后按照如下方法依次延伸设计保护区：

c11、在起飞航径的直线段区域，保持距离起飞航径900米延伸设计保护区；

c12、在起飞航径的转弯区域内，通过rnp离场程序按照icao8168标准对转弯区域所设计的保护区进行修正，其方法如下：

设定航路点的侧向容差为1海里，航路点的沿航迹方向容差为0.8海里，并结合飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间划设出转弯区域的保护区b，icao8168标准下的飞行管理计算机的反应时间为3秒，坡度所需时间为3秒；将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c；

所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区c；

d、在pbn一发失效程序软件的pbn一发失效程序保护区中判断所有障碍物是否落入pbn一发失效程序保护区；若障碍物落入pbn一发失效程序保护区中，则在pbn一发失效程序保护区中对应标注障碍物及障碍物的高程数据，并同时记录该障碍物距离跑道出口的距离；若障碍物未落入pbn一发失效程序保护区中，则不作处理或排除；由此得到最终的pbn一发失效程序保护区；

e、将步骤d中位于pbn一发失效程序保护区中的障碍物及障碍物的高程数据导入飞机性能计算软件中计算出机场的起飞载量；

f、将步骤b中的飞行数据及步骤e中的起飞载量导入到pbn程序软件中进行pbn飞行验证，并通过相同机型的飞行模拟机验证一发失效条件下的飞行可行性和起飞载量可用性。

作为优选，所述步骤e中飞机性能计算软件包括bps软件、pet软件或pep软件。

作为优选，所述步骤a2中地形图的比例尺为1:5万、1:10万或1:50万，所述地形图上具有障碍物及障碍物的高程数据。

作为优选，所述数字地图为美国高程地理信息dem，所述数字地图上具有障碍物及障碍物的高程数据。

作为优选，所述c12步骤中的起飞航径的转弯区域内为：在使用地基导航台做导航源时，被视为无航迹引导的区域内。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明考虑到了飞行实际运行环境，是一种效益与安全的平衡。一方面坚守了安全底线，保证了运行中无任何地形告警的触发，另一方面，最大可能地提升运行载量，实现了效益最大化。

(2)本发明既在民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告基础上考虑了直线段保护区半宽900米，又考虑了pbn程序运行中航路点的定位容差、飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间等参数，考虑小概率事件(一发失效)发生时的运行特点，创新性地建立起的保护区，评估出合理的起飞载量，其运行载量也远远大于基于basicrnp1制作的离场保护区评估出的起飞载量，实现了良好的运行效益。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明实施例一中步骤c1的示意图；

图3为本发明实施例一中步骤c12的示意图；

图4为本发明实施例二中一段飞行路径中飞越点和旁切点的示意图；

图5为本发明实施例二中rnp离场程序按照icao8168标准对转弯区域划设保护区的示意图；

图6为本发明实施例三中采用三种方法划设保护区的对比图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例一

如图1～图3所示，一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法，其方法包括如下：

a、获取机场数据和机场周边的地形数据：

a1、在航行资料汇编中获取与机场相关的机场数据，机场数据包括机场坐标、机场标高、跑道长度、跑道坡度、导航台位置和气象统计，所述机场坐标包括跑道入口坐标与跑道出口坐标，所述机场标高包括跑道入口标高与跑道出口标高；

a2、根据机场坐标获取所在区域一定范围内的地形数据，所述地形数据的获取范围为机场坐标中的机场跑道及起飞后50公里范围内(本实施例地形数据的获取范围可以选在起飞后n公里范围内，15≤n≤50)，所述地形数据通过地形图或/和数字地图中获取，所述地形数据包括高程数据，所述高程数据包括障碍物的高程数据；所述地形图的比例尺为1:5万、1:10万或1:50万，所述地形图上具有障碍物及障碍物的高程数据。所述数字地图为美国高程地理信息dem，所述数字地图上具有障碍物及障碍物的高程数据。

a3、将机场数据和地形数据分别导入pbn一发失效程序软件中；

b、pbn一发失效程序软件将机场数据与地形数据融合，基于fms的特性模拟计算出pbn一发失效程序的起飞航径，起飞航径至少为距离机场跑道出口m公里,0<m≤50，并得到该起飞航径的飞行数据，所述飞行数据包括航路点序列及坐标、转弯半径、速度限制等；

c、通过pbn一发失效程序软件设计出pbn一发失效程序保护区：

c1、在机场跑道出口的两边各90米距离处画出保护区两侧起点(如图2所示的跑道出口保护区)，以保护区两侧起点按照atan(12.5％)的扩展率(如图2所示的保护区扩展)连续扩展至距离起飞航径900米设计保护区(如图2所示扩展后的保护区)，然后按照如下方法依次延伸设计保护区：

c11、在起飞航径的直线段区域，保持距离起飞航径900米延伸设计保护区；

c12、在起飞航径的转弯区域内，以距离起飞航径900米沿着起飞航径按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展保护区(如图3所示按12.5％扩展区)；在起飞航径的转弯区域完毕后，按照atan(25％)的缩减率(如图3所示按25％缩回区)连续缩减至距离起飞航径900米设计保护区a；所述起飞航径的转弯区域可以定量定位为：在使用地基导航台做导航源时，被视为无航迹引导的区域内。航迹引导：即在使用地基导航台做导航源时，向台或背台飞行都被使用“有航迹引导”，而如果转弯或者“既不向台又不背台”的飞行，都被视为“无航迹引导”。

所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区a；

d、在pbn一发失效程序软件的pbn一发失效程序保护区中判断所有障碍物是否落入pbn一发失效程序保护区；若障碍物落入pbn一发失效程序保护区中，则在pbn一发失效程序保护区中对应标注障碍物及障碍物的高程数据，并同时记录该障碍物距离跑道出口的距离；若障碍物未落入pbn一发失效程序保护区中，则不作处理或排除；由此得到最终的pbn一发失效程序保护区。如有位置比较高大的障碍物(会导致起飞载量减少2吨以上的障碍物)落入pbn一发失效保护区，则可以尽量调整水平航迹路径以使该障碍物被移除保护区；这样可以反馈优化航迹路径以尽可能的增大起飞载量。

e、将步骤d中位于pbn一发失效程序保护区中的障碍物及障碍物的高程数据导入飞机性能计算软件中计算出机场的起飞载量；所述飞机性能计算软件包括bps软件、pet软件或pep软件。

f、将步骤b中的飞行数据及步骤e中的起飞载量导入到pbn程序软件中进行pbn飞行验证，并通过相同机型的飞行模拟机验证一发失效条件下的飞行可行性和起飞载量可用性。

实施例二

如图1～图5所示，一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法，其方法包括如下：

a、获取机场数据和机场周边的地形数据：

a1、在航行资料汇编中获取与机场相关的机场数据，机场数据包括机场坐标、机场标高、跑道长度、跑道坡度、导航台位置和气象统计，所述机场坐标包括跑道入口坐标与跑道出口坐标，所述机场标高包括跑道入口标高与跑道出口标高；

a2、根据机场坐标获取所在区域一定范围内的地形数据，所述地形数据的获取范围为机场坐标中的机场跑道及起飞后50公里范围内(本实施例地形数据的获取范围可以选在起飞后n公里范围内，15≤n≤50)，所述地形数据通过地形图或/和数字地图中获取，所述地形数据包括高程数据，所述高程数据包括障碍物的高程数据；所述地形图的比例尺为1:5万、1:10万或1:50万，所述地形图上具有障碍物及障碍物的高程数据。所述数字地图为美国高程地理信息dem，所述数字地图上具有障碍物及障碍物的高程数据。

a3、将机场数据和地形数据分别导入pbn一发失效程序软件中；

b、pbn一发失效程序软件将机场数据与地形数据融合，基于fms的特性模拟计算出pbn一发失效程序的起飞航径，起飞航径至少为距离机场跑道出口m公里,0<m≤50，并得到该起飞航径的飞行数据，所述飞行数据包括航路点序列及坐标、转弯半径、速度限制等；

c、通过pbn一发失效程序软件设计出pbn一发失效程序保护区：

c1、在机场跑道出口的两边各90米距离处画出保护区两侧起点(如图2所示的跑道出口保护区)，以保护区两侧起点按照atan(12.5％)的扩展率(如图2所示的保护区扩展)连续扩展至距离起飞航径900米设计保护区(如图2所示扩展后的保护区)，然后按照如下方法依次延伸设计保护区：

c11、在起飞航径的直线段区域，保持距离起飞航径900米延伸设计保护区；

c12、在起飞航径的转弯区域内，以距离起飞航径900米沿着起飞航径按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展保护区(如图3所示按12.5％扩展区)；在起飞航径的转弯区域完毕后，按照atan(25％)的缩减率(如图3所示按25％缩回区)连续缩减至距离起飞航径900米设计保护区a。

通过rnp离场程序按照icao8168标准对步骤c12转弯区域所设计的保护区进行修正，其方法如下：设定航路点的侧向容差为1海里，航路点的沿航迹方向容差为0.8海里，并结合飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间划设出转弯区域的保护区b，将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c，然后用保护区c来修正步骤c12转弯区域的保护区b，转弯区域修正后的保护区为保护区d；用保护区c修正保护区b的方法为：可以采用将保护区c替换保护区b直接得到保护区d；可以采用取保护区c与保护区b之间的交集作为保护区d。

所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区d。

本实施例对转弯区域所设计的保护区进行修正的原理如下：

划设基于rnp1.0离场程序(rnp1.0：“rnp”是导航规范要求，“1.0”是导航精度要求，1.0表示1.0海里，其直线段保护区最大半为宽2海里(距机场15公里以内，15公里以外是3海里))的保护区划设，需要考虑如下几个方面：航路点使用“飞越点”，还是“旁切点”，是pbn运行的特点；而飞行路径的执行，则是由fms(飞行管理系统)决定的。举例图4一段飞行路径的飞越点和旁切点示意图来说明，

从图4可以看出，飞越点的属性决定路径必须飞过该点，而旁切点则是需要在该点之前转弯，有一个“提前转弯量”，这个“提前转弯量”导致了基于pbn离场程序，如果沿用民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告来绘制保护区时，是有一部分区域没被考虑，原因是传统飞行程序的航路点都被大概率的默认为“飞越点”。

而基于rnp1.0的离场程序，由于使用了fms来操作，并有“旁切点”的存在，每个点又存在“提前转弯量”，这就要符合pbn的设计理念来划设保护区。基于rnp1.0离场程序设定航路点的侧向容差(即xtt)为1海里，航路点的沿航迹方向容差(即att)为0.8海里，bv为0.5海里；其中xtt和att是每个航路点的定位容差，基于rnp1.0离场程序的xtt和att分别为1海里和0.8海里，其中，xtt为航路点的侧向容差，数值＝rnp精度，即1.0海里；att为航路点的沿航迹方向容差，数值＝0.8×xtt，即0.8海里；xtt和att的概念示意图如图5所示(c处线为xtt，d处线为att)：

根据rnp离场程序按照icao8168标准对航路点的侧向容差、航路点的沿航迹方向容差、飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间等所有参数对转弯处划设出来的pbn离场保护区(如图5所示的风螺旋线)，航路点左右两侧各2海里半宽，转弯区有较大风螺旋线(该较大风螺旋线为本实施例在转弯区域划设的保护区b)。将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c，然后用保护区c来修正步骤c12转弯区域的保护区b，转弯区域修正后的保护区为保护区d；用保护区c修正保护区b的方法为：可以采用将保护区c替换保护区b直接得到保护区d；可以采用取保护区c与保护区b之间的交集作为保护区d。所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区d。

d、在pbn一发失效程序软件的pbn一发失效程序保护区中判断所有障碍物是否落入pbn一发失效程序保护区；若障碍物落入pbn一发失效程序保护区中，则在pbn一发失效程序保护区中对应标注障碍物及障碍物的高程数据，并同时记录该障碍物距离跑道出口的距离；若障碍物未落入pbn一发失效程序保护区中，则不作处理或排除；由此得到最终的pbn一发失效程序保护区。如有位置比较高大的障碍物(会导致起飞载量减少2吨以上的障碍物)落入pbn一发失效保护区，则可以尽量调整水平航迹路径以使该障碍物被移除保护区；这样可以反馈优化航迹路径以尽可能的增大起飞载量。

e、将步骤d中位于pbn一发失效程序保护区中的障碍物及障碍物的高程数据导入飞机性能计算软件中计算出机场的起飞载量；所述飞机性能计算软件包括bps软件、pet软件或pep软件。

f、将步骤b中的飞行数据及步骤e中的起飞载量导入到pbn程序软件中进行pbn飞行验证，并通过相同机型的飞行模拟机验证一发失效条件下的飞行可行性和起飞载量可用性。

实施例三

如图1～图6所示，一种基于性能导航的pbn单发程序保护区划设方法，其方法包括如下：

a、获取机场数据和机场周边的地形数据：

a1、在航行资料汇编中获取与机场相关的机场数据，机场数据包括机场坐标、机场标高、跑道长度、跑道坡度、导航台位置和气象统计，所述机场坐标包括跑道入口坐标与跑道出口坐标，所述机场标高包括跑道入口标高与跑道出口标高；

a2、根据机场坐标获取所在区域一定范围内的地形数据，所述地形数据的获取范围为机场坐标中的机场跑道及起飞后50公里范围内(本实施例地形数据的获取范围可以选在起飞后n公里范围内，15≤n≤50)，所述地形数据通过地形图或/和数字地图中获取，所述地形数据包括高程数据，所述高程数据包括障碍物的高程数据；所述地形图的比例尺为1:5万、1:10万或1:50万，所述地形图上具有障碍物及障碍物的高程数据。所述数字地图为美国高程地理信息dem，所述数字地图上具有障碍物及障碍物的高程数据。

a3、将机场数据和地形数据分别导入pbn一发失效程序软件中；

b、pbn一发失效程序软件将机场数据与地形数据融合，基于fms的特性模拟计算出pbn一发失效程序的起飞航径，起飞航径至少为距离机场跑道出口m公里,0<m≤50，并得到该起飞航径的飞行数据，所述飞行数据包括航路点序列及坐标、转弯半径、速度限制等；

c、通过pbn一发失效程序软件设计出pbn一发失效程序保护区：

c1、在机场跑道出口的两边各90米距离处画出保护区两侧起点，以保护区两侧起点按照atan(12.5％)的扩展率连续扩展至距离起飞航径900米设计保护区，然后按照如下方法依次延伸设计保护区：

c11、在起飞航径的直线段区域，保持距离起飞航径900米延伸设计保护区；

c12、在起飞航径的转弯区域内，通过rnp离场程序按照icao8168标准对转弯区域所设计的保护区进行修正，其方法如下：

设定航路点的侧向容差为1海里，航路点的沿航迹方向容差为0.8海里，并结合飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间划设出转弯区域的保护区b，icao8168标准下的飞行管理计算机的反应时间为3秒，坡度所需时间为3秒；将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c；

所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区c。

本实施例对转弯区域所设计的保护区进行修正的原理如下：

划设基于rnp1.0离场程序(rnp1.0：“rnp”是导航规范要求，“1.0”是导航精度要求，1.0表示1.0海里，其直线段保护区最大半为宽2海里(距机场15公里以内，15公里以外是3海里))的保护区划设，需要考虑如下几个方面：航路点使用“飞越点”，还是“旁切点”，是pbn运行的特点；而飞行路径的执行，则是由fms(飞行管理系统)决定的。举例图4一段飞行路径的飞越点和旁切点示意图来说明，

从图4可以看出，飞越点的属性决定路径必须飞过该点，而旁切点则是需要在该点之前转弯，有一个“提前转弯量”，这个“提前转弯量”导致了基于pbn离场程序，如果沿用民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告来绘制保护区时，是有一部分区域没被考虑，原因是传统飞行程序的航路点都被大概率的默认为“飞越点”。

而基于rnp1.0的离场程序，由于使用了fms来操作，并有“旁切点”的存在，每个点又存在“提前转弯量”，这就要符合pbn的设计理念来划设保护区。基于rnp1.0离场程序设定航路点的侧向容差(即xtt)为1海里，航路点的沿航迹方向容差(即att)为0.8海里，bv为0.5海里；其中xtt和att是每个航路点的定位容差，基于rnp1.0离场程序的xtt和att分别为1海里和0.8海里，其中，xtt为航路点的侧向容差，数值＝rnp精度，即1.0海里；att为航路点的沿航迹方向容差，数值＝0.8×xtt，即0.8海里；xtt和att的概念示意图如图5所示(c处线为xtt，d处线为att)：

根据rnp离场程序按照icao8168标准对航路点的侧向容差、航路点的沿航迹方向容差、飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间等所有参数对转弯处划设出来的pbn离场保护区(如图5所示的风螺旋线)，航路点左右两侧各2海里半宽，转弯区有较大风螺旋线(该较大风螺旋线为本实施例在转弯区域划设的保护区b)。将该保护区b按照2海里比900米的比例尺缩小得到保护区c，所述pbn一发失效程序保护区包括直线段区域的保护区和转弯区域的保护区c,如图6中y线，图6中x线以内为基于basicrnp1制作的离场保护区，y线以内为本发明基于pbn一发失效应急程序制作的保护区，z线以内为基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序保护区。由三者叠加可以看出：基于basicrnp1制作的离场保护区>本发明基于pbn一发失效应急程序制作的保护区>基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序保护区。

d、在pbn一发失效程序软件的pbn一发失效程序保护区中判断所有障碍物是否落入pbn一发失效程序保护区；若障碍物落入pbn一发失效程序保护区中，则在pbn一发失效程序保护区中对应标注障碍物及障碍物的高程数据，并同时记录该障碍物距离跑道出口的距离；若障碍物的高程数据未落入pbn一发失效程序保护区中，则不作处理或排除(本实施例可以反复调节航路点所在位置，最优化地使得障碍物尽可能少的包含进这样的保护区内，从而反向指导一发失效应急程序路径的设计)；由此得到最终的pbn一发失效程序保护区。如有位置比较高大的障碍物(会导致起飞载量减少2吨以上的障碍物)落入pbn一发失效保护区，则可以尽量调整水平航迹路径以使该障碍物被移除保护区；这样可以反馈优化航迹路径以尽可能的增大起飞载量。

如图6所示，ob1和ob2是两个控制障碍物，障碍物信息如下：

由于保护区大小各异，因此ob1和ob2在上述三种保护区(基于basicrnp1制作的离场保护区、本发明基于pbn一发失效应急程序制作的保护区、基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序保护区)中，考虑的情况如下：

结合a320-214机型，26℃，起飞形态conf2，关空调起飞等条件，仅针对ob1和ob2的存在(不考虑其他控障的前提)，计算基于三种保护区评估后的起飞载量如下表所示(单位：吨)：

从评估结果来看，仅考虑ob1和ob2时，同条件下起飞载量对比情况如下：基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序保护区>基于pbn一发失效应急程序制作的保护区>基于basicrnp1制作的离场保护区。

考虑到实际运行环境，本发明基于pbn一发失效应急程序制作的保护区是一种效益与安全的平衡，一方面坚守了安全底线，保证了运行中无任何地形告警的触发；另一方面，最大可能的提升了运行载量，实现了效益最大化。

该评估结果，经过飞行全动模拟机的大量测试，最终明确，使用基于民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告制作的起飞一发失效应急程序保护区分析的载量，虽然最大，但会有50％的概率触发地形告警“terrainahead”信息，同时，由于保护区考虑的过小，未能结合pbn运行的规则，飞行航迹容易因为过大起飞重量而出现与标称航迹的偏差。本发明基于pbn一发失效应急程序的设计思路，既在民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告基础上，考虑了直线段的保护区半宽900米，又基于pbn运行，结合航路点的定位容差、飞行管理计算机的反应时间、建立坡度所需时间等参数，合理的划设的保护区，考虑小概率事件(一发失效)发生时的运行特点，创新性的建立起的保护区，评估出合理的起飞载量，在数十个机场通过了民航局模拟机验证，其运行载量也远远大于基于basicrnp1制作的离场保护区评估出的起飞载量，实现良好的运行效益。

载量计算的简单逻辑是，前面的障碍物越高，则为了在发生一发失效的情况下能够越过去，减载则越严重，为了提高载量，障碍物越少越好，但如果不考虑关键障碍物，又存在安全风险，所以，评估起飞载量是一个安全与效益的平衡问题。ob2要考虑是关键，按照民航局ac-121-fs-2014-123咨询通告要求可以不用考虑，但使用了本发明pbn一发失效保护区划设就需要考虑，这是安全性的需要。但ob1又显得非常远，如果按照标准pbn离场考虑进来会造成很大减载，所以使用了pbn一发失效保护区就不用考虑，而且也是安全的。

e、将步骤d中位于pbn一发失效程序保护区中的障碍物及障碍物的高程数据导入飞机性能计算软件中计算出机场的起飞载量；所述飞机性能计算软件包括bps软件、pet软件或pep软件。

f、将步骤b中的飞行数据及步骤e中的起飞载量导入到pbn程序软件中进行pbn飞行验证，并通过相同机型的飞行模拟机验证一发失效条件下的飞行可行性和起飞载量可用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。