第一节 航图概述
航图是保证航空器运行及其他航空活动所需要的有关规定、限制、标准、数据和地形等,以一定的图表形式集中编绘、提供使用的各种图的总称。《国际民用航空公约》附件4及8697文件中,对航图内容有明确的规定,除一般地理信息描述外,还包含机场、导航台、航路点、障碍物、航路、航路通信、终端程序、空域等描述。
通过使用航图,飞行员能够判断自己驾驶的飞机所在方位、安全飞行高度、飞行最佳路径、沿途导航设备,以及飞机失事时最佳迫降机场/场地;航图还提供其他诸如无线电频率、空界等信息。航图为航行中得到现行、全面和权威性的航行数据提供了保障。2016年1月1日,由民航局空管局航空情报服务中心组织开发的中国民航电子航图正式上线,该应用程序在涵盖了NAIP全部内容的同时,还包含了《中国民航班机航线汇编》的全部内容。相比传统纸质航空情报资料,该应用程序提供的电子版航图在数据辨识清晰度、数据查询和直观展现、资料更新速度、使用携带的完整性和便捷性等方面都有极大的优势,成为保障飞行安全的重要工具。
一、航图的一般制图规范
编辑制作航图应当符合《民用航空图编绘规范》的要求。飞行员在飞行中、驾驶舱里及有可能在人工光源下阅读航图,因此制作航图时应符合以下几点要求。
(1)资料的标绘应当准确、清晰、不变形、不杂乱,在所有的正常使用条件下均易于判读。
(2)航图的着色或色调和字体大小应便于驾驶员在不同的自然或人工光线条件下判读。
(3)不同航图上标绘的资料,应当按相应的飞行阶段,从一幅图平稳地过渡到另一幅图。
为满足上述要求,应注意以下几个方面的航图制作规范。
1.比例尺
绘制航图应采用国家测绘主管部门提供的航空地图或地形图作为参照图或底图。绘制的航图比例尺应当等于或小于参照图或底图的比例尺。
航图常用的比例尺主要有三种:数字比例尺(如1︰1000000)、文字说明比例尺(如25px相当于10km)和线段比例尺(见图3-1)。

图3-1 线段比例尺样例
图中比例尺为25px相当于10km。
航图按照绘制时采用的比例尺的大小分为大比例尺航图(比例尺≥1︰50万)和小比例尺航图(≤1︰100万)。当绘制航图的目的或内容有如下特征时,应采用大比例尺航图。
(1)地面范围小,地物描述详细。
(2)用于研究地点、净空、障碍物等地形情况。
(3)设计机场仪表进近程序。
(4)超低空飞行、SAR、护林、航空摄影等。
若绘制航图时,航图覆盖地面范围大,地物描绘简单,或者用于规划航线、远程飞行时,需采用小比例尺航图。
有些航图也可不按比例尺绘制,如标准表进场图等。
2.图幅尺寸
为了方便飞行员在驾驶舱使用,增加航图使用的方便性,航图的尺寸不宜太大,应采用合适的比例尺,使图幅适中。ICAO在总结其缔约国多年制图和使用者经验的基础上,确定驾驶舱中使用航图的最佳尺寸为210mm×148mm。有的航图实在无法缩小到标准尺寸,可以采用折叠的方法,折叠成相当尺寸大小,如航路图。
3.航图的投影方式
航图投影是使用一定的数学法则将地球表面规定的经纬网格转绘到平面上。航图一般使用高斯-克吕格投影,其中航路图、区域图使用等角正割圆锥投影。
1)高斯-克吕格投影
高斯-克吕格投影是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于19世纪20年代拟订的,后经德国大地测量学家克吕格于1912 年对投影公式加以补充,故称为高斯-克吕格投影,又名“等角横切椭圆柱投影”,是地球椭球面和平面间正形投影的一种。
高斯-克吕格投影这一投影的几何概念是,假想有一个椭圆柱与地球椭球体上某一经线相切,其椭圆柱的中心轴与赤道平面重合,将地球椭球体面有条件地投影到椭球圆柱面上高斯-克吕格投影条件:①中央经线和赤道投影为互相垂直的直线,且为投影的对称轴;②具有等角投影的性质;③中央经线投影后保持长度不变。
如图3-2所示,假想有一个椭圆柱面横套在地球椭球体外面,并与某条子午线(此子午线称为中央子午线或轴子午线)相切,椭圆柱的中心轴通过椭球体中心,然后用一定的投影方法将中央子午线两侧各一定经差范围内的地区投影到椭圆柱面上,再将此柱面展开即成为投影面,此投影即为高斯-克吕格投影。

2)等角切(割)正圆锥投影
等角切(割)正圆锥投影又称兰伯特投影,由德国数学家兰伯特(J.H.Lambert)提出。这种投影是将一圆锥面套在地球椭球体外面,将地球表面上的要素投影到圆锥面上,然后将圆锥面沿着某一条经线展开而成,如图3-3所示。等角切(割)正圆锥投影假设圆锥投影面与地球相切于一条纬线或相割于两条纬线,按照等角条件将经纬线网投影到圆锥面上,再沿着一条母线展开。经线投影后是辐射直线,纬线是同心圆圆弧,经线间的间隔与经差成正比,经线交于极点。一般情况下,正轴等角圆锥投影多采用双标准纬线相割,其投影变形小而且均匀。

其变形分布规律是:角度没有变形,两条标准纬线上没有任何变形,等变形线和纬度线一一致,即同一条纬线上的变形处处相等。在同一条经线上,两条标准纬线外侧为正变形(长度比大于1),而两个标准纬线之间为负变形(长度比小于1)。同一纬线上等经差的线长度相等,两条纬线之间经纬的线长处处相等。正轴等角割圆锥投影常用于小比例尺地形图的绘制。
我国出版的航图中,航路图、区域图采用正轴等角双标准纬线圆锥投影;机场障碍物图的底图采用高斯-克吕格6°带投影或3°带投影;精密进近地形图采用高斯-克吕格3°带投影;机场图、离场图、进场图、仪表进近图采用高斯-克吕格6°带投影或正轴等角双标准危险圆锥投影。
4.颜色
航图应尽量减少所用色彩的数量或直接使用单色制作与印刷。当航图必须制作成彩色图时,应考虑到飞行员在驾驶舱中利用人工光源读图这一情况,必须保证图上所有的颜色在人工和天然光线下容易分辨、阅读和判断航图中的各要素。如用彩色,一般采用黑、灰和蓝色,另有粉色等。
5.负载量
负载量是指图面上各种划线、符号和注记所占面积的比例。一幅航图上的负载量是有一定限制的,负载量太大会造成图幅紊乱,影响图的可读性。单色图的负载量小些,彩色印刷的航图负载量大大增加。随着航图上信息量的不断增加,航图通常都采用彩色印刷。航图在制作过程中,将所有与飞行无直接关系的要素统统略去,以减少负载量,突出航行有关要素,增加航图的可读性,减少飞行员确认航空数据的时间。
6.航图的定位方法
航图中的所有地物和符号都采用真北定位,需要注明方向的数据,都以磁北进行注记,同时在图上注明磁差,并加注年变率。在航图上标注磁差时,所标注的数值应取最接近出版日期年代的数值,表示的年代应为5的倍数,如1980年、1985年。特殊情况下,现行数值在经过计算年变率后出现1度以上变化时,应标明临时日期和数值。
7.地形标绘要求
地形是指地表高低起伏的形态,是航行中的重要要素,直接影响航行的安全。航图上标绘的地形,其描绘方法必须能满足航图使用者的下述需要。
(1)定向和识别。
(2)安全超障余度。
(3)标注航空资料的清晰度。
(4)做计划。
地形标绘通常使用等高线、分层设色、标高点和地貌晕渲法的综合方法。选择方法时应考虑航图的性质、比例尺及其用途的影响。使用标高点法时,必须标出选定的突出点,对标高点数值的精度有怀疑时,必须在数值后面加注±符号,如图3-4所示。

8.航图的现势性
航图的现势性是指图上内容与实际事物相一致的程度。航图是飞行时领航资料的一个来源,哪怕只是一点点差错,也可能造成不可想象的后果。例如,1948年秋荷兰航空公司星座客机执行阿姆斯特丹—里斯本的航班任务时,由于普雷斯特维奇机场的能见度很差,在进近过程中,降至500米仍不见跑道,继续进近见跑道时,跑道剩余不多,于是复飞爬升至150米,准备重新进近着陆,结果撞上高压线,并起火坠机。坠机的原因之一就是离机场东面不远处有一高150米的高压线,而航图上关于这个高压线的高却标记为15米。可见,航图所提供资料的现势性非常重要。
为了方便用户在使用航图过程中,遇到航图有疑问或与其他航空情报资料存在矛盾的地方时方便咨询,同时也为了保证航图的现势性,在每张航图的图边信息中都要注明出版机构、公布日期和生效日期。
9.航图的衔接关系
航空器在飞行过程中,全部飞行过程分为以下6个阶段。
(1)航空器自停机位置至起飞点的滑行。
(2)起飞并爬升至ATS航路结构的航路上。
(3)ATS航路结构的航路飞行。
(4)下降至进近。
(5)进近着陆和复飞。
(6)着陆并滑行至航空器停机位置。
不同飞行阶段需要使用不同的航图,当航空器从一个飞行阶段到另外一个飞行阶段时,通常需要更换航图,因此,各种类型的航图必须提供与其飞行阶段相关的资料,并且在制图过程中注意航图之间的衔接关系,保证所提供资料的连续性。各类航图上标绘的资料,必须按相应的飞行阶段,从一幅幅平稳过渡到另一幅图。
二、航图编绘流程
我国航图由中国民航局空管局航空情报服务中心负责编辑和制作。编绘依据为《民用航空航空情报工作规则》、《中国民用航空图汇编规范》、《国际民用航空公约》附件4《航图》、ICAO文件8697《航图手册》。
航图绘制流程为:接收资料—审核—编绘—校对—定稿—印刷—成品质量检查—发行。
航空情报机构收集来源于机场、空域部门和飞行程序设计单位的绘制航图所需的原始资料,机场提供本机场地图、障碍物等资料,飞行程序设计单位提供进离场、进近等程序资料,空域管理部门提供空域、航路航线等资料。情报机构收集并进行数据审核后进行航图编绘与校对发布工作,交付航空公司、管制单位、机场等用户使用。
三、航图的修订
航图中的航行资料随时可能改变,对航行影响较大,保持其现行有效对航行安全至关重要。目前航图主要通过NAIP修订进行更新,紧急变化内容以航行通告发布。
航图的修订方法主要有手动修改、利用修订版、出版新版航图三种。
1.手动修改
当航图中修改的数据较少、容易修改时,手动修改是简单而有效的方法,但这种方法在下列情况下并不适用。
(1)修改之处复杂性很强,使用手动修改很难较好地完成。
(2)修改量比较大,损害了原始航图的设计及简洁性,影响航图的易读性。
(3)无法确定是否收到了所有的修订资料。
2.利用修订版
修订版是在原已印好的航图上,再套印修订版,即把库存中所有的航图都进行套印。这种方法对于那些没有分发出去的库存航图比较适用,但是由于某些航图资料数据复杂(如航路图),图幅本身的负载量就比较大,再进行套印后,会大大破坏其可读性。
3.出版新版航图
这种修订方法是最好的解决问题的方法,但也有不足之处。
(1)需要大规模的制作设施。
(2)制作成本高。
(3)现有库存航图因失效而作废,经济损失较大。
以上三种方法各有利弊,需要根据修改数据的特点选择合适的方法进行航图的修订。
四、航图的分类
航图分类的方法比较多,按照不同的目的可将航图分为不同的类型。
1.按我国颁布的航图分类
我国颁布的航图分为特种航图和航空地图两种。
特种航图包括机场障碍物A型图、机场障碍物B型图、精密进近地形图、航路图、区域图、标准仪表进场图、标准仪表离场图、仪表进近图、目视进近图、机场图、机场地面活动图、停机位置图、空中走廊图、放油区图等。特定航图用于飞行的每个阶段,并且可以从特定机场设施的地图到涵盖整个大陆的仪表路线(如全球导航图)的概况,可以随其间许多类型的不同而变化。
航空地图包括世界航图、航空图和小比例尺航空领航图等,航空地图按照规定和实际需要绘制、使用。
2.按飞行规则分类
根据飞行规则不同,可将航图划分为目视飞行用航图和仪表飞行用航图。
目视飞行规则或目视飞航规则(VisualFlight Rules)是指飞行员依照目视驾驶航空器。能见度需高于目视气象状态。在目视气象状态下,只要向最近的机场航管单位提出飞行计划书就可飞行,在到达VFR飞行规则的高度的,飞行员可以自己判断,选择理想的飞行高度。但在机场或机场周边,需依照航管单位的指示,在特别管制空域及管制区内飞行时需使用无线电听取航管单位的指示,并依规定的位置通报。
我国原出版的特种航图都属于仪表飞行规则航图,目视飞行航图是影响低空飞行安全的重要因素,是低空飞行的保护伞和指南针。2019年12月26日,作为中国民航航空情报资料的制作发布单位,民航局空管局发布了全国目视飞行航图,升级后的中国民航通用航空信息服务平台上线运行,为通航飞行提供了“看得见、摸得着、拿得起、用得了”的有效工具,填补了我国低空飞行服务保障体系的空白。
数字化目视飞行航图作为民航局空管局在提升低空飞行服务保障能力方面的创新成果,其正式发布有利于满足通用航空发展和低空飞行需要,提高低空空域资源利用率,提升通用航空飞行安全性,带动我国通用航空产业上下游和相关领域,为实现通用航空高质量发展起到重要的支撑作用。
中国民航通用航空信息服务平台将作为公布目视飞行航空图和通用机场资料等基础信息的唯一官方渠道,供军方、地方政府、通航企业和通用机场等各类通航用户使用。免费为用户提供通用机场、地形地貌、山川河流等通用航空业务数据,还可以提供运输航空业务数据的分层叠加功能,包括航路航线、运输机场、管制区域、通信频率、导航设施等信息,打破了通航用户“孤岛式”信息获取方式,构建了“全国一张图”的服务模式,标志着民航推动通用航空发展已经进入了实质阶段。
而在仪表飞行规则下,飞行员视野中没有地表或者其他参照物,只能依靠机载仪表上的数据或者辅助导航来完成飞行。
3.按空域分类
根据空域可将航图划分为航路图(也称航线图,包括高空航路图、中低空航路图)、区域图、终端区图。不同的航图显示信息的侧重点及详细程度也不同。
1)航路图
航路图是指为飞机进行航路或航线飞行时使用的航图,可以涵盖大片区域的内容。它主要包括基本地形轮廓、飞行航路信息、航路代码、航路空域划分、航路飞行通信频率、导航台信息、经纬度坐标、限制性空域信息等与航路飞行有关的数据信息;一般分为高空航路图和中低空航路图。航路图的内容比较简单,稍看图例即可理解,比例尺一般为1︰1000 000。
2)区域图
区域图一般都是对某些飞行活动密集、空域复杂的地区的航路图进行的放大图,从而使图中涵盖的内容更加清晰、细致,内容基本与航路图相同,覆盖范围550千米左右,比例尺为1︰500 000,在此不做细述。
3)特殊航图
特殊航图即供特殊目的使用的航图。
4)航空地形图
航空地形图主要提供给飞行员进行地标参考使用,航图上立体地标画出地形地貌、山河湖海、重要山峰海拔高度、重要地标、重要障碍物海拔等,现在这种地图不太常用。
5)终端航图
终端航图航图包括很多种类,如机场平面图、停机位图、标准仪表进/离场图、标准仪表进近图、放油区图、机场障碍物图、空中走廊图等,比例尺为1︰250 000。终端区航图使用顺序如图3-5所示。

下面对其中几种终端航图进行细致的说明。
(1)机场平面图。机场平面图的内容包括机场所在的国家和城市、机场名称、地理坐标、机场标高、机场各通信频率、跑道及滑行道平面图、进近灯光示意图、比例尺、磁差、跑道信息等。此图为比例绘制。
(2)停机位图。停机位图一般只包括停机坪、停机位及与停机坪相连接的滑行道信息,有些机场没有单独的停机位图。
(3)标准仪表进场图。当已经设立了标准仪表进场航线,但在区域图中不能详细表示时,提供本图。标准仪表进场图涵盖的内容比较广泛,除了基本的航图标题,还有仪表进场图(StandardTerminal Arrival Route,STAR)的进场图标示、进场程序代码,重要的内容包括到达机场、影响指定的标准仪表进场航线的机场、禁区、限制区、危险区及空中交通服务系统等航行资料。本图向机组提供航路飞行阶段到进近阶段便于其按指定标准仪表进场航线飞行的资料。
(4)标准仪表离场图。标准仪表离场图包含的内容与标准仪表进场图基本相同,但要注意分清楚是离港),还是进港。
(5)标准仪表进近图。标准仪表进近图是所有终端航图中内容最丰富也是最复杂的,而且进近降落阶段又是非常危险和紧张的阶段,飞行员不能花费太多时间去查阅资料,因此要求飞行员对标准仪表进近图的内容、位置、数据结构熟悉掌握,以便在很短的时间内能够找到所需要的数据。标准仪表进近图一般有精密进近ILS仪表进近图、非精密进近VOR仪表进近图、非精密进近NDB仪表进近图三种类型。三者的格式基本是通用的。本图向机组提供所需资料,使其能够执行飞向预定降落跑道的批准仪表进近程序,包括复飞程序及适用时相应的等待程序。
(6)空中走廊图。空中走廊图的基本制图方法与航路图是一致的,只是在空中走廊所在的位置加上了走廊编号、走廊宽度、进出走廊外口限制等内容。空中走廊周围有非常密集的限制性空域,而且走廊口都有严格的高度限制,另外每条空中走廊的宽度都应在空中走廊图中标画出来,在飞行时需要严格执行。
4.按重要程度分类
按航图对飞行的重要程度,可将航图划分为必须提供的航图、建议提供的航图、根据条件需要而制作的航图。
1)必须提供的航图
(1)机场障碍物图——ICAO、A型(运行限制)。
(2)机场图——ICAO。
(3)世界航图——ICAO 1︰1000 000。
(4)精密进近地形图——ICAO。
(5)仪表进近图——ICAO。
(6)航路图——ICAO。
2)建议提供的航图
(1)机场障碍物图——ICAO、B型。
(2)机场地面运行图——ICAO。
(3)航空器停放/停靠图——ICAO。
(4)航空地图——ICAO 1︰500000。
(5)航空领航图——ICAO,小比例尺。
(6)作业图——ICAO。
3)根据条件需要而制作的航图
(1)区域图——ICAO。
(2)标准仪表离场图——ICAO。
(3)标准仪表进场图——ICAO。
(4)目视进近图——ICAO。
(5)机场障碍物图-ICAO、C型图。
5.按用途分类
航图按用途可划分为仅用于做计划的航图、起飞至着陆之间飞行时使用的航图、飞机在机场道面上运行时使用的航图,以及目视领航、作业和计划时使用的航图。
1)仅用于做计划的航图
(1)机场障碍物图——ICAO、A型(运航限制)。
(2)机场障碍物图——ICAO、B型。
(3)机场地形和障碍物图——ICAO(电子版)。
(4)精密进近地形图——ICAO。
2)起飞至着陆之间飞行时使用的航图
(1)航路图——ICAO。
(2)区域图——ICAO。
(3)标准仪表离场图(SID)——ICAO。
(4)标准仪表进场图(STAR)——ICAO。
(5)仪表进近图——ICAO。
(6)目视进近图——ICAO。
(7)ATC监视最低高度图
3)飞机在机场道面上运行时使用的航图
(1)机场图——ICAO。
(2)机场地面运行图——ICAO。
(3)航空器停放/停靠图——ICAO。
4)目视领航、作业和计划时使用的航图
(1)世界航图——ICAO,1︰1000000。
(2)航空地图——ICAO,1︰500000。
(3)作业图——ICAO。
(4)航空领航图——ICAO,小比例尺。
可见,航图分类的方法有很多,《国际民用航空公约》附件4中规定了18种航图的制图规范和要求。在AIP和NAIP中给出了9类可用的航图,均以《民用航空图编绘规范》作为制图依据,《民用航空图编绘规范》是根据《国际民用航空公约》附件4和ICAO8697文件《航图手册》及我国国情制定的。近几年,我国又颁布了《民用机场障碍物图-A 型(运行限制)编绘规范》(民航规〔2019〕67号)、《民用机场精密进近地形图编绘规范》(民航规〔2019〕66号)、《民用航空仪表航路图及区域图编绘规范》等,为我国航图编绘工作的统一性做出了更规范的规定。只有符合《国际民用航空公约》附件4第2章和为特定航图规定的所有标准时,航图和航图系列的名称中才可以使用“ICAO”,本书讲述的航图大部分是以我国民航局颁布的航图为例。
章节测试如下:

