CCA导航数据库是支撑民用航空运营的核心数据。按照中国民航和国际民航法规的要求，导航数据库编码与校验工作必须严格按照规章进行。
在导航数据库中引入规则校验的方法对导航数据进行管理和维护,既能够确保导航数据库中的数据准确可靠,同时也减少了工作量。
导航数据库是机载设备的重要组成部分之一，无论是运输航空还是通用航空，导航数据库是实现飞行器导航功能的数据支撑。
导航数据库从生产流程层面来看分为两种：
一种是ARINC424格式导航数据库，它是由航图、航行通告等航空情报数据转换而成的标准格式数据库，生产ARINC424格式导航数据库的厂商称为一类数据生产商。
另一种是机载导航数据库，机载导航数据库是由机载设备生产商通过对ARINC424格式导航数据库进行处理形成的机载计算机可读的数据库，生产机载导航数据库的厂商称为二类数据生产商。
在我国国内，一类数据生产商长期为国外厂商占领，航空公司数据维护成本巨大。
中国民航科学技术研究院经过长时间技术积累，已经掌握了ARINC424格式导航数据库的编码校验技术，并已经为国内的航空公司提供导航数据库生产和校验服务，同时也针对中国国内特殊的航空情报分类做出了完善的解决方案，降低了航空公司数据维护成本，同时也提高了中国民航的安全性。
“
在RTCA规章的要求下，如何具体实现对导航数据库的校验?
”
本文针对导航数据库校验层面进行探讨
01
系统构成
根据民航法规要求，导航数据库需要28天更新一次，我们将每一次需要更新的导航数据库称为周期内导航数据库，这一数据库的格式并不是ARINC424格式，而是计算机应用的通用数据库数据格式。
数据内容是导航数据库编码人员通过对航行情报进行理解、分析、编码之后形成的数据。
金版导航数据库是系统内部经过长期积累形成的“正确 ”的数据库。这里的正确，指的是在特定的时间之内，数据是正确的。
金版数据库也需要进行维护，以保证数据能够跟随实际情况保证其自身的正确性。
ARINC424导航数据库即为根据ARINC424标准生成的132位字节的导航数据库，它的内容是根据校验后的周期内导航数据库转换而成。
规则库中包含的是校验周期内导航数据库的规则，规则库也需要进行定期维护，以适应导航数据库校验的变化。
02
对比规则
对比规则制定的是周期内导航数据库与金版导航数据库之间的比对规则。
对比规则主要的工作之一是制定对比内容。
一个完整的导航数据库涵盖的内容十分全面，从机场、跑道，到飞行程序，到导航设备，到飞行情报区等等，可以理解为只要与具体飞行相关的内容，在导航数据库中都有相应的体现。
对数据库进行全面对比不但会耗费时间，而且会给出冗余的对比结论，为观察、分析对比结;果带来不必要的麻烦。
因此我们在对比规则中设置了客户化的内容，例如仅对比机场、飞行程序等，或者仅对比RNP程序，不对比传统程序。这一规则的制定有针对性地解决了客户化需求，并且减少了对比时间。
对比规则的另一个主要工作是制定浮点漂移判断准则。
浮点漂移这一问题跟计算机或机载计算机有关。我们知道计算机存储数值是用寄存器位来存储，当两个数值进行计算后本应得出的整数值可能体现出来的并不是整数。
如飞机进近时的下滑角为3.00度时，计算机中存储的可能是2.99度；又比如一个航行台的实际经度为142° 56'12.50'，但是在计算机中表达为142° 56'12.49' ，由于计算机的工作机制所限，这一现象无法避免，一旦出现这一情况，需要具体问题具体分析，数值相差是否会给运行带来影响。
因此在对比规则的制定当中,就需要对特定的情况制定特定的浮点漂移阈值，并给出警告,为数据库校核人员提供决策依据。
通过对比规则，给出的是周期内导航数据库与金版导航数据库的差异，后续需要根据RTCA（航空无线电技术委员会）规范要求对数据差异进行进一步处理。
03
发布规则
发布规则制定的是如何由周期内导航数据库生成ARINC424导航数据库。
发布规则主要是定义了ARINC424的版本。目前ARINC424主要应用的版本包括18、19以及20版，不同的版本数据格式略有不同。
在实际应用当中，导航数据库的版本必须与航电设备相匹配，如果生产的导航数据库版本与航电设备不兼容，那么制作出的机载导航数据库将有可能导致严重错误。
因此，导航数据库的发布规则需要进行版本管理，按照航电设备要求提供导航数据库。
04
校验规则
导航数据库的校验规则是保障导航数据库正确性的重要内容。
校验规则就是通过分析、理解导航数据库的格式和内容，建立一个校验规则库，对导航数据库进行全部或部分规则的检查，并能够对错误进行总结分析和发布，之后通过人为校验、修改保证导航数据库的正确性。
导航数据库的校验规则主要包括以下方面：
数据的一致性：
数据的一致性校验是要保证数据在各个传输环节都能够保持一致。数据通过网络或其他途径在不同的介质之间传输的过程中，有一定的概率会出现数据的损坏、缺失或变更。这种现象是计算机固有的。
为了保证数据在传输的过程中能够保持正确性,需要对数据的一致性进行校验，可以采用数据校验码来实现。
数据的精度：
数据的精度指的是数据准确度，数据准确性有两个方面，一个是数据本身，另一个是由数据和数据推算出来的数据。
这两种数据，尤其是后者需要进行评估，数据经过计算会产生精度缺失，如果源数据存在误差，那么推算出的数据误差会放大。因此在数据精度这一点上需要设计可靠的算法。
数据的分辨率:
数据的分辨率指的是数据表达的最小位数。例如在导航数据中的航路点或导航台的经纬度，它的分辨率是秒的1%。
数据的分辨率是很关键的信息，如果数据的分辨率达不到要求，则数据的实际地理位置会产生大的偏差，如果是飞机进近中使用的数据分辨率不够，会导致飞机偏离跑道过大等潜在隐患。
数据的完整性:
数据的完整性指的是数据的内容不能有缺失。以飞行程序为例，飞行程序航段包括定位点名称、定位点经纬度、定位点的限高、定位点的限速等等，这些内容都同等重要，每一个都不能缺失。
缺失一个条目都将导致程序无法由航电设备复现或复现不准确，进而影响飞行安全。
数据的格式:
数据的格式也是导航数据的重要内容之一。导航数据要表达的内容非常广泛，同时导航数据的结构又十分紧凑。
在有限的字节之内要完整准确地表达导航数据内容，数据格式就十分重要。例如，导航数据中数据均将小数点隐去，不显示出来,就是为了节省字节空间。
在这种条件下，为了表达不同大小、不同含义的数值，数据库为每一种数据定义了特殊的格式。例如经纬度是以E、N开头并且以度分秒的形式表达，某些定位点的名称以数字表达方位，以字母表示距离。
导航数据库中的每一个字段都有特定的格式，因此格式校验是全数据库通用的。
数据的范围：
对于数值型数据，它的数值是有特定的范围的。虽然判断数据的范围并不能准确地找出数据中的错误，但数据范围校验可以将数据的错误概率降低。
比如航向值的范围为0-359， 坐标点的纬度范围为-90到90,还有与飞行程序相关的，如飞机进近时的下滑角要小于5度。
这些判断准则可以规避重大错误，因此加入范围校验也是十分必要的。
数据间的关系:
数据间的关系是十分复杂和庞大的数据校验内容。如上述数据范围校验所述，坐标点的范围可以与坐标点所在的区域相结合，如果通过坐标点的区域代码判断出坐标点在中国区，那么坐标的纬度就可以进一步缩小，使判断点的正确性更加可靠。
又如在飞行程序当中，航段衔接的规则也是数据的关系之一，如DF转弯点必定是fly-over点，飞行程序中使用的导航台必须在导航台列表中有所体现等等。
加入数据关系校验可以找出导航数据库中隐含的错误，而数据关系需要理解民航的各个领域,包括飞行程序、导航设备、空管以及民航各类规章中的要求等。数据关系的建立是逐步积累起来的。
其他:
除了上述几种校验规则，还包括数据的生成、修改和删除时间的检查，以及操作数据的人员检查等，另外在对数据库校验之前，也需要有一整套科学的流程来保证校验工具的正确性。
我国航空事业发展迅速，无论是运输航空、通用航空还是军用航空，都离不开导航数据库的支持。
建立我国自己的导航数据库编码和校验技术,不仅能够打破国外垄断,也能使航空运行更符合国内的情况，同时也能够保护国内的航空数据，对提高航空数据的安全性有重要意义。
航科院的导航数据库编码与校验技术已经在国内几大航空公司得到运用，随着技术的不断进步和积累，相信在未来可以走在导航数据库供应商的前列。
END
编辑：惟君
责任编辑：筑个梦
引用来源：中国民用航空
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