Technology supporting PBN Flight procedure design, coding and ...

Technology supporting PBN Flight  procedure design, coding and validation PBN Workshop China 2012| Beijing | July 25‐26, 2012

18/06/2012

Confidential

1

Presentation Overview    

PBN Vol 1 Part B Chapter 4 PBN Process #3 Step 3 and 4 ICAO doc 9906 vol 5 IDS solution 

PBN Vol 1, Part B, Chapter 4 PROCESS 3 Planning and Implementation

Step 1 Formulate Safety Plan

Step 2 Validate Airspace Concept for Safety

Step 3 Procedure Design

Step 4 Procedure Validation

Step 5 Implementation Decision

Step 6 Flight Inspection

Step 7 ATC System Considerations

Step 8 Awareness & Training Material

Step 8b Train Flight Crews

Step 8a Train ATC

Step 9 Establish Operational Implementation Date

Step 10 Post Implementation Review

Notes on Process #3  The activities in Process 3 would be followed for any level  of PBN implementation  A single instrument approach procedure  A set of terminal arrival and departure routes  A entire airspace redesign

 The activities described in Process 3 are not new – undertaken with any implementation

Inputs to process #3  The navigation functional requirements, fleet capability,  and CNS/ATM capabilities identified in Process 1  The ICAO Navigation Specification(s) selected through  Process 2  Possible additional Region or State requirements for  implementation should be identified and incorporated

Step 3: procedure design •

Procedure Design includes – ATS Routes (enroute, arrival,  departure) and  – Instrument Approach procedures

•

Design criteria in ICAO Doc 8168  (Vol II) Procedures for Air  Navigation Services – Aircraft  Operations (PANS OPS) – RNP AR APCH design     criteria in ICAO RNP AR Procedure Design  Manual 

Also see PBN Manual Volume II  Navigation Specifications sections  on Obstacle Clearance

Step 3: procedure design  Designers must ensure procedures can be coded into  navigation databases in ARINC 424 format  Requires understanding differences in path terminator coding for aircraft RNAV systems

 Overview in ICAO PBN Manual, Vol I,  Attachment A “Area Navigation Systems”  Also see ICAO Doc 8168 PANS OPS Vol II,  Chapter 5  Cooperation with data base providers is essential  Many aircraft are equipped with RNAV systems that are only  capable of using a sub‐set of the available ARINC 424 path  terminators

Step 4: Ground Validation  Design Criteria Compliance  Verification of navigation data  Verification of infrastructure

   

Runway markings Airport lighting Navigation signal sources Communications 

Complements  similar objectives of Flight 

 Initial verification of procedure flyability

 Software or simulator

Validation and Flight  Inspection

Step 4: Ground Validation  Quality Assurance is needed in each step of  the procedure design process   To ensure  Necessary levels of accuracy and integrity in data quality   Compliance with design criteria  Adequate mitigations in place if portions of criteria are  waived

ICAO DOC 9906

ICAO DOC 9906 workflow

Validation activities  Ground Validation    

Obstacle clearance Charting  Coding Flyability

 Flight Validation  Obstacle verification  Flyability (workload, charting, manoeuvring)  Infrastructure

 Database Validation

Ground Validation  Obstacle clearance  – Independent review by procedure designer 

 Charting   Independent review

 Coding 

Independent review – can be part of same organisation

 Software tool or   Expert review

 Flyability – software tools (from PC‐based to full  flight simulator)   Not necessarily an issue with standard procedures (e.g. ‘T’ approaches), but critical for some aircraft types  Range of aircraft and meteo conditions

IDS solution Step 3 Procedure Design

Step 4 Procedure Validation

FPDAM+FPSAT will  ensure the step 3 and  4 to be carried out  with ensured high  level of automation

FPSAT FPSAT is a  pre/post processor that enables procedure ground validation specialist  to:   Verify how the FMS will fly the coded procedure taking into account ARINC Path & 

Termination, type of aircraft, kinematic constraints, weather conditions.  Compare and validate FMS navigation database including proper ARINC 424 Coding check  Assess the procedure  at allowed temperature limits  Assess the procedure with adverse wind components  Compare that Flight tracks matches procedure design  Flyability check based on PBN, 9906 and user defined rules (fly over, max bank angle  achieved)  Document the following information as satisfactory:  Heading/Track, Distance, GPWS  Alerts, Flight Path Angle (for Final Segment only); and note the wind component and  temperature conditions  Record simulation data  Verify  GNSS performances (GPS,SBAS,GBAS) and RAIM (FD,FDE, Baro) outages along the  trajectory.  Verify signal continuity, coverage and couples availability of DME/DME as well as crtical DMEs along the trajectory.

FPSAT Customers DFS

CAST LVNL

PANSA

ASSI

MOON

AENA

ENAV RAAF UAEAC

CISCEA Air Services  Australia

March 19, 2012

16

FPSAT main functions

Sample report and graphics

19