3.4　ARINC 424中的各个航段的定义、所需数据和解析算法

3.4.1　AF航段

AF航段示意如图3-2所示。

1）定义

DME Arc to a Fix：以DME导航台为圆心，以指定距离为半径的一段圆弧为轨迹飞往某个固定点。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点的编号，表示需要知道固定点的经度和纬度坐标，下同。

（2）TD（Turn Direction）：转弯方向，表示终端航线的转弯方向，也可用来表示航向；L表示左转，R表示右转，E表示任意方向。

（3）Theta：磁方位角，表示飞机飞到推荐导航台的磁方位角。其单位为度（°），采用十进制，其数值允许带1位小数，该角度值由航段终点和编码规则确定，下同。说明：Theta=Fix RDL，表示从DME导航台到固定点的径向线角度。

（4）Rho：到航路点的距离，表示飞机到航路点的球面最短距离，用海里表示，下同。

（5）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向，定义为从定位点到飞机位置引出的直线和磁北向构成的磁航向，下同。说明：OBD MAG CRS=Boundary RDL，即该圆弧的边界径向线。

（6）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标，下同。

3）解析算法

解析该航段时，要确定圆弧所在的空间位置。若要确定一段圆弧，则需要给出该圆弧的圆心、半径、起点坐标和终点坐标。AF航段解析算法如图3-3所示。

检查上文所述的AF航段所需数据，可以看出，终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）已经由固定点给出，圆弧的圆心 O （ L ₀ ， λ ₀ ）由RMD VHF给出，半径 r 由Rho给出。因此，AF航段解析目标就是求出起点坐标 F ₁ （ L ₁ ， λ ₁ ）。在AF航段给出的数据中，OBD MAG CRS定义的圆弧边界径向线就是该航段的起始边界。该边界以航迹方位角的方式给出，设该方位角为 χ _course ，利用等角航线的正解公式就可以直接求出起点坐标 F ₁ （ L ₁ ， λ ₁ ）。

3.4.2　CA航段

CA航段示意如图3-4所示。

1）定义

Course to an Altitude：按指定航向飞至指定高度。

2）所需数据

（1）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：CD航段中OBD MAG CRS=Course，为飞机的航向，即飞机飞行速度矢量和磁北向的夹角，在本书中按照飞机的真航向处理。

（2）ALT ONE：高度描述符，表示等于或大于此高度。

3）解析算法

已知条件：CD航段的起点坐标 F ₁ （ L ₁ ， λ ₁ ）为前一个航段的终点坐标或飞机当前位置；航迹方向角 χ ；终点的高度值；求终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

该航段的终点坐标可由高度描述符与爬升率给出，在导航数据库标准ARINC 424的第184页中给出了计算距离所需的爬升率，即 r _climb =500英尺/海里。根据飞机当前高度和ALT ONE给出的高度值，可以计算出起点和终点的高度差 H _d ，进而由爬升率计算出航段的长度 。又已知起点坐标、航迹方位角和两点之间的距离，利用等角航线的正解公式就可求出终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

3.4.3　CD航段

CD航段示意如图3-5所示。

1）定义

Course to a Distance：按指定航向飞至距离指定的DME导航台一定距离处。

2）所需数据

（1）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向，更准确地说是飞机相对于导航台的方位角。说明：CD航段中的OBD MAG CRS=Course，即飞机的航向，即飞机飞行速度矢量和磁北向的夹角，在本书中按照飞机的真航向处理。

（2）TM/DST，即DME Distance：到指定DME导航台的距离。

3）解析算法

已知条件：起点坐标为前一个航段的终点坐标；DME导航台的坐标；航迹方位角；到DME导航台的距离；求终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

CD航段的具体含义：从某已知航路点沿特定航向飞行，直到距离某DME导航台一定距离处。解析CD航段时，必须求出终点坐标。该航段的解析算法如图3-6所示，已知DME导航台所在的 N 点坐标；航段起点 M 点的坐标；航向 MP ₁ 的航迹方位角 α ；以及 N 点到 P ₁ 点的距离 r ，求 P ₁ 点坐标。具体步骤如下：

（1）在△ MNP ₁ 中， M 和 N 两点的坐标已知，由等角航线的反解公式可计算出 MN 的长度和方位。

（2）可知∠ P ₁ MN 为 MP ₁ 航向角 α 与 MN 航迹方位角之差。

（3）由余弦定理可得

（4） P ₁ 点与 M 点的距离和方位都已知，从而求得 P ₁ 点坐标。最后，由等角航线的正解公式可求出终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

3.4.4　CF航段

CF航段示意如图3-7所示。

1）定义

Course to a Fix：按指定航向飞向指定的固定点。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）OVER FLY：是否过点飞行标志，B表示必须过点飞行。

（3）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。说明：CF航段中Theta=Fix RDL，即从DME导航台到固定点的径向线角度。

（4）Rho：到航路点的距离，表示飞机到航路点的球面最短距离，用海里表示，航路点为以Fix Ident表示的航路点，单位为海里，采用十进制，其数值允许带1位小数，下同。

（5）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：CF航段中OBD MAG CRS=CRS to Specified Fix，为飞机位置到固定点的方位角，即从飞机当前位置向固定点引出的直线和磁经线的夹角，在本书中按真航向处理。

（6）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

3）解析算法

已知条件：终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）由固定点坐标给出；航迹方位角 χ ；到固定点的距离；求起点坐标。

根据航迹方位角，可计算出飞机相对于固定点的方位角为2π- χ ，又已知固定点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）和由Rho给出的到固定点的距离，根据等角航线的正解公式可以求出起点坐标 F ₁ （ L ₁ ， λ ₁ ）。

3.4.5　CI航段

CI航段示意如图3-8所示。

1）定义

Course to an Intercept：从某航向截获后一个航段。

2）所需数据

OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

3）解析算法

已知条件：起点坐标 F ₁ （ L ₁ ， λ ₁ ）由飞机当前位置给出；航迹方位角由OBD MAG CRS给出；求终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

CI航段终点坐标的求解较难，必须知道后一个航段的类型和数据才能求解。根据各个航段可能的组合表（参考ARINC 424第187页），CI航段的后一个航段只能是AF、CF、FA、FC、FD、FM 6类航段。

3.4.6　CR航段

CR航段示意如图3-9所示。

1）定义

Course to Intercept a Radial：以某航向飞至指定VOR导航台的径向线上。

2）所需数据

（1）RMD/VHF：导航台的频率，用于识别导航台，由此得到导航台的经度和纬度坐标。

（2）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。

（3）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

3）解析算法

已知条件：起点坐标由飞机当前位置给出；导航台坐标；飞机的航迹方向角由OBD MAG CRS给出；VOR导航台的径向线方位角由Theta给出；求终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

CR02航段的具体含义：从某个已知航路点沿特定航向飞行，直到与某VOR导航台的径向线相交。CR航段的解析算法如图3-10所示，图中，航段起点为 M 点，其坐标已知；航向的方位角为 β ；VOR导航台位于 N 点，其坐标已知；该导航台的径向线方位角为 α 。现在要求P点的坐标，具体步骤如下：

（1）在△ MNP 中， M 和 N 两点的坐标已知，由等角航线的反解公式求出 MN 的长度和方位角。

（2）∠ P 为 MP 方位角 β 与 PN 方位角 α 之差。

（3）∠ N 为 MN 方位角与 PN 方位角 α 之差。

（4）由正弦定理可得sin∠ PMN =sin∠ NMP ，从而计算出 MP 长度。

（5） P 点与 M 点的距离和方位都已知，由等角航线的正解公式可计算出 P 点坐标。

3.4.7　DF航段

DF航段示意如图3-11所示。

1）定义

Direct to a Fix：由任意位置直飞至指定的数据库中的固定点。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点的识别号，即固定点的坐标。

（2）OVER FLY：是否过点飞行，B表示过点飞行。

3）解析算法

已知条件：起点坐标，飞机当前位置；终点坐标，固定点坐标；求飞机的航向角。

该航向角的计算方式有两种：如果距离较近，就采用等角航线计算；如果距离较远，就采用大圆航线计算。

3.4.8　FA航段

FA航段示意如图3-12所示。

1）定义

Course from Fix to Altitude：由固定点按指定轨迹飞至指定高度。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。

（3）Rho：到航路点的距离。

（4）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（5）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

（6）ALT ONE，高度描述符。

3）解析算法

已知：起点坐标由固定点给出；飞机的航向角由OBD MAG CRS给出；终点的高度由ALT ONE给出；求终点坐标。

终点坐标可由高度描述符与爬升率给出，所需爬升率为 r _climb =500英尺/海里。根据飞机当前高度和由ALT ONE给出的高度值，可以计算出起点和终点的高度差 H _d ，进而由爬升率计算出航段长度 。知道了起点坐标，以航向角和两点之间的距离，利用等角航线正解公式，就可求出终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

3.4.9　FC航段

FC航段示意如图3-13所示。

1）定义

Course from Fix to Distance：由数据库中的固定点按指定轨迹飞行一段距离。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）OVER FLY：过点飞行。

（3）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。

（4）Rho：到航路点的距离。

（5）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（6）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

（7）Path Length：航段长度。

3）解析算法

已知条件：起点坐标由固定点给出；飞机的航向角由OBD MAG CRS给出。

航段长度由Path Length给出；求终点坐标。

显然，这是一个典型的等角航线正解问题，由已知条件和等角航线的正解公式可以很方便地求出终点坐标。

3.4.10　FD航段

FD航段示意如图3-14所示。

1）定义

Course from Fix to DME Distance：由数据库中的固定点按指定轨迹飞至距离某DME导航台一定距离处。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。

（3）Rho：到航路点的距离。

（4）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（5）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

（6）TM/DST：飞机到DME导航台的距离。

3）解析算法

已知条件：起点坐标由固定点坐标给出；DME导航台的坐标；飞机的航向角；飞机到DME导航台的距离；求终点坐标 F ₂ （ L ₂ ， λ ₂ ）。

该航段解析算法同CD航段，只是起点坐标不同而已。

3.4.11　FM航段

FM航段示意如图3-15所示。

1）定义

Course from Fix to Manual Term：由固定点按指定轨迹飞行，直到人工终止航段。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。

（3）Rho：到航路点的距离。

（4）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（5）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

3）解析算法

已知条件：起点坐标由固定点给出；飞机的航向角由OBD MAG CRS给出；求终点的坐标。

该航段解析算法同FA航段，只是终点产生方式不同，这里不再赘述。

3.4.12　HX航段

HX航段示意如图3-16所示。

1）定义

HA（Hold to an Altitude）：保持到高度终止。

HF（Hold，Terminate at Fix after 1 Circuit）：在固定点单圈终止。

HM（Hold，Manual Termination）：人工终止。

参考原中国民航总局航空安全技术中心在2008年编写的《目视和仪表飞行程序设计》第28页。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）Hold：是否保持标志，一般情况下选择保持。

（3）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（4）TM/DST：距离的说明。

3）解析算法

HX航段解析算法如图3-17所示。

已知条件：起点 A 坐标由固定点坐标给出；出航航迹方位角 χ _course 由OBD MAG CRS给出；出航航段长度即图3-17中 AD 线段和 BC 线段的长度 l ，由TM/DST给出；求 B 点、 C 点、 D 点、 O ₁ 点、 O ₂ 点坐标和圆弧航段转弯半径 r 。

解析步骤如下。

（1）确定圆弧航段转弯半径。根据原中国民航总局航空安全技术中心编写的《目视和仪表飞行程序设计》第5页中的规定，飞机进近初始速度为指示空速350km/h，转弯坡度为25°，由此可以确定圆弧航段转弯半径，即

式中， V 为根据指示空速350km/h计算出的真空速； g 为重力加速度。

（2）计算 B 点坐标。显然， =2 r ， AB 线段的航迹方位角为 χ _course +90°，由等角航线的正解公式可以求得 B 点坐标。

（3）计算 C 点坐标。 = l ， BC 线段的航迹方位角为 χ _course ，由等角航线的正解公式可以求得 C 点坐标。

（4）计算 D 点坐标。 = l ， AD 线段的航迹方位角为 χ _course ，由等角航线的正解公式可以求得 D 点坐标。

（5）计算 O ₁ 点坐标。 = r ， AO ₁ 线段的航迹方位角为90°- χ _course ，由等角航线的正解公式可以求得 O ₁ 点坐标。

（6）计算 O ₂ 点坐标。 = r ， CO ₂ 线段的航迹方位角为90°+ χ _course ，由等角航线的正解公式可以求得 O ₂ 点坐标。

3.4.13　IF航段

IF航段示意如图3-18所示。

1）定义

Initial Fix：初始固定点。

2）所需数据

W/P ID：航路点编号，即经度和纬度坐标。

3）解析算法

该航段没有解析算。

3.4.14　PI航段

PI航段示意如图3-19所示。

1）定义

Procedure Turn：定义数据库中的固定点的一个航向反向。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）TD：转弯方向，R表示右转，L表示左转。

（3）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。说明：Theta=Fix RDL，从DME导航台到固定点的径向线角度。

（4）Rho：到航路点的距离。

（5）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。

（6）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

（7）Path Length：航段长度。

（8）ALT ONE：高度描述符。

3）解析算法

PI航段解析算法如图3-20所示。

已知条件：起点坐标由固定点给出；航迹方位角 χ _course 由OBD MAG CRS给出；飞机转弯方向由TD给出；求 O 点、 B 点、 C 点、 D 点、 E 点坐标。

根据航段的使用规则（参考导航数据库标准ARINC 424的第184页），以地速210节（1节=1.852千米/小时）为基准，把它乘以时间计算航段长度。对于航段反向，如果没有指定时间和距离，则飞机在转弯前最少要飞行4.3海里。

根据原中国民航总局航空安全技术中心编写的《目视和仪表飞行程序设计》第5页中的规定，飞机进近初始速度为指示空速350km/h，转弯坡度为25°，由此可以确定圆弧航段转弯半径，即

式中， V 为根据指示空速350km/h计算出的真空速； g 为重力加速度。

（1） B 点坐标计算。根据原中国民航总局航空安全技术中心编写的《目视和仪表飞行程序设计》第27页中的规定， AB 线段长度应为飞机飞行1～3min的路程，本书中选取飞机以指示空速350km/h飞行3分钟的路程。在计算出 AB 线段长度后，根据等角航线的正解公式，可以求出 B 点坐标。

（2） C 点坐标计算。根据原中国民航总局航空安全技术中心编写的《目视和仪表飞行程序设计》第27页中的规定， BC 线段长度应为飞机飞行1分15秒的路程，本书中选取飞机以指示空速350km/h飞行1分15秒的路程。计算出 BC 线段长度后， BC 线段的航迹方位角根据飞机转弯方向确定：若左转，则 BC 线段的航迹方位角为 χ _course -45°；若右转，则 BC 线段的航迹方位角为 χ _course +45°。最后根据等角航线的正解公式，可以求出 C 点坐标。

（3） E 点坐标计算。由于 BE 线段和 BC 线段都呈45°角，并且 EF ⊥ BC ，因此 BE 线段长度为 ， BE 线段的航迹方位角为 χ _course ，则根据等角航线的正解公式，可以求出 E 点坐标。

（4） D 点坐标计算。 DE 线段长度显然为 ，其航迹方位角和 BC 线段的航迹方位角相等，根据等角航线的正解公式，可以求出 E 点坐标。

（5） O 点坐标计算。当飞机左转时， CO 线段的航迹方位角为 χ _course +45°；当飞机右转时， CO 线段的航迹方位角为 χ _course -45°，由于 已知，因此根据等角航线的正解公式，可以求出 O 点坐标。

3.4.15　RF航段

RF航段示意如图3-21所示。

1）定义

Constant Radius to a Fix：固定半径圆弧，指导航数据库中两个固定点之间的一段半径确定圆弧。

2）所需数据

（1）W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

（2）TD：转弯方向，R表示右转；L表示左转。

（3）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：此时OBD MAG CRS为轨迹切线的方向。

（4）TM/DST：沿航迹的距离。

（5）ARC CTR：圆弧航段的圆心坐标。

3）解析算法

由于起点和终点坐标都已知，因此圆弧航段的圆心坐标也已知，无须解析。

3.4.16　TF航段

TF航段示意如图3-22所示。

1）定义

Track to Fix：两个已知固定点之间的大圆弧轨迹。

2）所需数据

W/P ID：固定点编号，即固定点坐标。

3）解析算法

按照大圆航线计算方法求出飞机航向。

3.4.17　VA航段

VA航段示意如图3-23所示。

1）定义

Heading to Altitude：按指定的机头方向飞至指定高度。

2）所需数据

OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：此时航向为Heading。

3）解析算法

该航段解析算法同CA航段，只需将航向角更换为偏航角，两者之间差一个偏流角。

3.4.18　VI航段

VI航段示意如图3-24所示。

1）定义

Heading to Intercept Next Leg：让机头以指定方向截获后一个航段。

2）所需数据

OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：此时航向为Heading。

3）解析算法

该航段解析算法同CI航段，只需将航向角更换为偏航角，两者之间差一个偏流角。

3.4.19　VM航段

VM航段示意如图3-25所示。

1）定义

Heading to Manual Termination：由一个固定点按指定的机头方向飞行，直到人工终止航段。

2）所需数据

OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：此时航向为Heading，还应注意遵守标准进场程序（STAR）。

3.4.20　VR航段

VR航段示意如图3-26所示。

1）定义

Heading to Intercept Radial：机头以指定某航段方向飞至指定的VOR导航台的径向线上。

2）所需数据

（1）Theta：磁方位角，表示飞机到推荐导航台的磁方位角。说明：Theta=Fix RDL，为从DME导航台到固定点的径向线角度。

（2）OBD MAG CRS：飞机外飞磁航向。说明：此时航向为Heading。

（3）RMD VHF：应为DME导航台的频率，由此识别出DME导航台的坐标。

3）解析算法

该航段解析算法同CR航段，只需将航向角更换为偏航角，两者之间差一个偏流角。 CWo5PIszxiDCUJIftEiub4ORqgstVEQS5VrcQL5JvZdSrb6hqcbLg6v7UEeFAUQV