EGPWS和GPWS的联系和区别.doc

EGPWS 和 GPWS 联系和区别 GPWS 对航空器近地时的某些不安全飞行状态进行检测和报警的装置本文可能用到以下民航常用的缩略语，在文中不再解释EGPWS：Enhanced Ground Proximity Warning System 增强型近地警告系统TAWS:Terrain Awareness Warning System 地形提示和警告系统GPWS:Ground Proximity Warning System 近地警告系统CFIT：Controlled flight into terrain 可控飞行撞地FAA：Federal Aviation Administration 联邦航空局（美国）可控飞行撞地与近地警告系统在介绍 EGPWS 增强型近地警告系统前我们要先了解它的前身 GPWS 近地警告系统为什么需要近地警告系统呢？这又要从 CFIT（受控撞地、可控飞行撞地）说起CFIT 就是在飞行中并不是由于飞机本身的故障，或发动机失效等原因发生的事故，而是由于机组在毫无觉察危险的情况下，操纵飞机撞山、撞地或飞入水中，而造成飞机坠毁或严重损坏和人员伤亡的事故根据国际民航组织的统计，可控飞行撞地目前已经成为导致商用喷气飞机机体损毁事故和人员死亡事故的元凶。

为此，民航开始在飞机上安装 GPWS近地警告系统避免类似事故的发生，增加安全性1974 年，FAA 开始对在美国空域飞行的航班上的 GPWS 进行强制安装要求，1979年，国际民航组织推荐使用者安装该设备此后 CFIT 事故急剧减少1985 年后，CFIT 事故每年仅发生 1 到 2 次，而强制要求安装前每年发生 7 到 8 次目前，全球几乎所有的商用喷气飞机均装备 GPWSGPWS 由近地警告计算机、警告灯和控制板组成它的核心是近地警告计算机，一旦发现不安全状态就通过灯光和声音通知驾驶员，直到驾驶员采取措施脱离不安全状态时信号终止近地警告系统主要把危险状况分为 6 种方式警告：--下降速度过大；--对于地面的接近速率过大；--起飞或复飞爬高时襟翼下放得太小；--飞机离地高度不够；--飞机进近时，下滑道向下偏离；--风切变近地警告系统还通过在驾驶舱内的扬声器向驾驶员发出声音报警，警告系统的主指示灯发出报警指令，并在电子飞行仪表系统上显示警告信息虽然 GPWS 能有效地减少了事故，但是 CFIT 事故仍然是导致商用喷气飞机事故的主要原因，事故数据显示 GPWS 有需要改进的区域．现行的 GPWS 有以下特点和不足之处---不能了解前方的情况。

它只有“下视”功能，依赖于无线电高度，而无线电高度不能反映飞机前方的地形情况虽然可通过对过去的飞行信息进行跟踪和对以后的飞行信息进行预测，以评估前方是否存在危险使飞机飞向上升坡度很大的地形时，向驾驶员发出告警信号但如果前方出现突然上升的地形，垂直的峭壁或陡峭的悬崖，则无法及时发出告警信号---存在“无警告”的因素限制：当飞机起落架和襟翼均在着陆形态，并以正常速率下降时，无法提供地形警告，因为此时 GPWS 认为飞机将降落在机场，为避免干扰，需要抑制告警事实表明，不少 CFIT 事故就是在降落阶段发生EGPWS 增强型近地警告系统GPWS 的不足在于飞向陡峭地形时预警时间不够，以及飞向不是跑道的平地时的告警这些不足也导致 CFIT 事故仍然不断出现，国际民航组织提出了安装 TAWS 地形提示和警告系统弥补 GPWS 的不足，以避免类似的 CFIT 事故，TAWS 系统在保持原有 GPWS 系统优点的同时，增加了前视地形警戒和地形显示等新功能，能使飞行机组更全面地了解飞机周边的地形态势，从而进一步降低CFIT 事故的发生率目前，全世界只有一家供应商HONEYWELL 公司，他们提供的 TAWS 系统也就是 EGPWS 增强型近地警告系统。

1996 年，该系统通过了美国联邦航空管理局（FAA）的鉴定正如其名称所示，它是传统近地警告系统（GPWS）的改进产品 迄今为止，全世界已经安装 EGPWS 设备的飞机没有发生过一起可控撞地（CFIT）事故 EGPWS 设备外型为了简化机组与 EGPWS 的联系，让机组更快适应，EGPWS 的警告方式与传统 GPWS 几乎一样，也包括了传统 GPWS 的相关功能，GPWS 的具体功能、运行方式这里就不介绍了，下面介绍的是 EGPWS 与传统 GPWS 相比的一些新功能和特点增强型近地警告系统有以下特点：　增强型近地警告系统使用自身的全球机场位置数据库和地形数据库，并且利用飞机位置、气压高度和飞行轨迹信息来确定潜在的撞地危险机场位置数据库装有全球所有长度超过 3500 英尺（1067 米）的 2 万多条跑道的资料，地形数据库包括了全球几乎所有的地形情况，在数据库中，地球表面被分为无数的方格，根据每个方格中的地形最高点来标明其方格的数值而且这些资料会定期更新当飞机在飞行过程中，在进入某一机场附近时，飞机所探测到的周围环境的数据会实时地与机上存有的数据进行对比，飞机在进入危险区之前，系统就会向机组发出警告，避免雨雾等恶劣天气中在飞行员仍然有效控制飞机的情况下发生飞机撞地或撞山的事故。

该系统目前已成为波音和空中客车新出厂飞机的标准配备EGPWS 使用简要介绍： 为了显示地形和提供地形告警，EGPWS 的计算机与飞机的其他系统链接飞机的导航系统提供飞机目前的位置，这可告诉计算机应参照地形数据库中的哪一部分，飞机的高度表可告诉计算机目前的飞行高度以便其确定何处的地形高度会引发危险如何显示地形： EGPWS 地形显示功能可以由机组人工开启或当前飞行状况导致警戒或警告启动时会自动显示在飞机的电子飞行仪表系统 EHSI、ND 或气象雷达显示器或上可显示距飞机高度 2000 英尺以下和更高的地形地形在显示器上以星罗棋布的红、黄、绿等光点图形来显示，彩色圆点的密度随着地形高度的升高而增加参照下图，简要介绍如下： 红色光点：表示明显高于飞机飞行高度的地形，比飞机现行高度高出 2000英尺（610 米）或以上地形威胁；黄色（琥珀色）光点：表示与飞机高度相当的地形，从飞机现行高度高出 2000英尺（610 米）到低于现行高度 500 英尺（152 米）的范围之间存在地形冲突；绿色光点：表示地形高度低于飞机的飞行高度，比飞机现行高度低于 500 英尺（152 米）到低于 2000 英尺（610 米）存在地形间隔；洋红色光点：表明地形数据库未识别区域为了减少显示的混乱，避免不必要的干扰，任何低于飞机现行高度 2000 英尺的地形不显示，只用黑色背景代替。

　　如何发出警告： EGPWS 可以向机组提供警戒等级或警告等级信息当前飞行状况导致EGPWS 警戒或警告启动时，无论机组是否选择，地形图将强制性的自动显示在飞行仪表上 由于使用了地形数据库，所以 EGPWS 可比 GPWS 更早地发出预警信号在 EGPWS 中，计算机沿着飞机的预定航迹连续搜索数据库，这样可使系统具有虚拟的前视能力飞机直飞、平飞或机动飞行时均可采用预警的工作方式若飞机正在下降，计算机会沿下滑航迹进行搜索；若飞机正在转弯，则沿转弯航迹搜索如果 EGPWS 认为飞机的航迹在某处与地形太近，它会提前一分钟以上发出音频和视频告警信号，要是计算机认为时间还需提前的话，则会更早发出告警的时间 如左图，当 EGPWS 系统发出告警时，在飞行仪表上将用彩色固定方块来加以强调，表示会引发危险的地形，同时还伴随有相应的音响告警固定的红色方块表示地形处在 30秒的飞行时间范围内，要求机组立即执行避开地形机动程序；而固定的黄色方块则表示地形处在大约 30 到 60 秒的飞行时间范围内，要求机组立即检查飞行轨迹按需修正，并执行相应地形机动程序我国民航飞机安装 EGPWS 的情况按中国民航总局要求，从 2005 年 1 月 1 日起，我国所有最大审定起飞重量超过 15000 公斤或客座数超过 30 的涡轮发动机飞机，都要安装 EGPWS 系统，目前，进展顺利。

早在 1997 年，我们就开始关注和跟踪国际上关于近地警告系统的要求并一直关注 TAWS 系统安装政策的进展同时，原来制约国内应用这一系统的主要问题在管理和技术上已有突破，比如数据库的有效性、地球坐标系差异的误差消除、地面无线电导航覆盖不足的补偿等等这些都使在我国机队安装这一系统成为可能 1998 年－1999 年，美国 FAA 开始就 TAWS 系统的安装政策和适航要求征求意见，并于 1999 正式颁布了这一系统的安装政策当时我们已经开始考虑我国的相关要求，对我国现有机队 600 多架飞机的安装情况进行了普查和具体的安装可行性调查研究，同时分析了 FAA、JAA 和 ICAO 的政策要求，认为我国有安装这一系统的可行性和必要性2002 年 6 月，民航总局适航司在制定了政策草案后，召开了研讨会，向航空公司进一步了解情况，求得反馈信息2002 年 9 月，民航总局正式颁发了 TAWS 安装政策 根据民航总局 2002 年 9月颁发的文件，国内航空公司将于 2004 年底前在 30 座以上的客机上全部安装增强型近地警告系统。