¶ Introduction
La navigation de surface (Area Navigation - RNAV) est une méthode de navigation qui permet les opérations aériennes sur n’importe quelle trajectoire aérienne dans la limite de la couverture des aides radio au sol (VOR, DME, NDB..) ou dans la limite des possibilités d’aides internes à la navigation (moyens satellitaires - inertie), ou d’une combinaison des 2.
Les équipements embarqués utilisent les moyens de navigation suivants afin de déterminer la position de l'aéronef :
- Horloge
- GNSS (Global Navigation Satellite System)
- INS/IRS (Inertial Navigation System/Internial Reference System)
- ADC (Air Data Computer)
- VOR/NDB/ILS
La navigation de surface permet une utilisation optimale de l'espace aérien. Les aéronefs ne sont plus contraints de survoler des stations au sol (Station 1 et Station 2) pour relier un point A et un point B.
Plusieurs avantages grâce à la RNAV : Gain de temps de vol, procédures flexibles, coûts d'entretiens réduits
¶ Waypoint (WPT)
Un waypoint (point de cheminement) est une position géographique utilisée pour définir une route RNAV ou la trajectoire de vol d'un aéronef utilisant la RNAV.
Ils sont définis par leurs coordonnées géographiques (latitude/longitude) et nommés selon un code :
- à 5 lettres (ex: ODILO)
- à 3 lettres s'ils sont colocalisés avec une station au sol (ex: CAD)
- alphanumérique dans des zones terminales (ex: PN617)
Ces WPT peuvent être survolés ("fly -over") ou légèrement contournés ("fly-by") pour rejoindre la branche suivante de la route. Sur les cartes, les symboles sont différents.
Certains points comme les MAPt sont toujours définis comme "fly over"
¶ Précision de la navigation
Une spécification RNAV "X" signifie qu'un aéronef doit être capable d'atteindre une précision supérieure à "X"NM pendant 95% du vol.
"RNAV 5" : précision supérieure à 5NM pendant 95% du vol
On distingue :
- la navigation de surface de base (RNAV 5 ou B-RNAV) où une précision supérieure à 5NM doit être garantie pendant 95% du vol (généralement pendant les phases de croisière dites en route)
- la navigation de surface de performance (RNAV 1 ou P-RNAV) où une précision supérieure à 1NM est exigée (généralement pendant les phases terminales)
La RNAV 5 est utilisée en Europe depuis 1998 et obligatoire pour les vols IFR au dessus du FL115 depuis 2001
Les systèmes de surveillance doivent assurer la capacité à détecter toute défaillance de calcul ou de capteurs
¶ Opérations
¶ En-route
Les opérations en-route sont assujetties à la spécification RNAV 5 (B-RNAV).
Les senseurs approuvés sont les suivants :
- VOR/DME
- DME/DME
- GNSS
¶ Terminal
Les opérations en phase terminale sont assujetties à la spécification RNAV 1 (P-RNAV).
Les senseurs approuvés sont les suivants :
- DME/DME
- GNSS
¶ Systèmes d'augmentation
Afin d'augmenter la précision (et parfois l'intégrité), on dispose de systèmes d'augmentation :
¶ ABAS
Le concept ABAS (Aircraft Based Augmentation System) repose sur deux systèmes :
-
RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) qui permet de détecter un signal défectueux d'un satellite et de le négliger s'il y a suffisament d'autres satellites présents.
-
AAIM (Aircraft Autonomous Integrity Monitoring) qui permet de comparer le positionnement GNSS à celui d'une autre source (DME/DME, VOR/DME, etc.).
Quel que soit le système utilisé, l'ABAS permet de garantir l'intégrité du positionnement GNSS ; en revanche, il n'améliore pas sa précision.
¶ SBAS
SBAS (Satellite Based Augmentation System) est un système qui calcule et diffuse des corrections pour les différentes sources d'erreur affectant les positions transmises par les satellites GNSS : écarts sur l'heure, la position du satellite et l'impact de l'ionosphère. Les SBAS permettent d'améliorer la précision de la position fournie par les systèmes GNSS en la portant à 1 ou 2 mètres. Il repose sur des stations terrestes qui déterminent ces erreurs en mesurant l'écart entre la position fournie par les satellites et leur position réelle. Des corrections sont alors calculées en temps réel et renvoyées à des satellites géostationnaires qui les diffusent vers les récepteurs GNSS équipés pour recevoir ces messages.
Différents systèmes SBAS répondant à des normes internationales, ont été développés ou sont en cours de développement dans les différentes régions du monde : WAAS sur le continent américain, EGNOS en Europe...
¶ GBAS
Le système GBAS (Ground Based Augmentation System) repose sur des corrections calculées et transmises par des équipements terrestres. A l'échelle locale, dans un aéroport, des récepteurs GNSS de référence envoient des données à un système central. Ces données sont utilisées pour former un message de correction, qui est alors transmis automatiquement aux aéronefs par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de données VHF. Un récepteur embarqué dans l'avion utilise cette information pour corriger les signaux GNSS, et peut alors fournir un affichage standard type ILS qui est utilisé pour réaliser une approche de précision.
¶ Approches
Les procédures d'approche font l'objet d'un "concept RNAV amélioré" : RNP (Required Navigation Performance). Détaillé dans la partie PBN, le GNSS est supposé être le senseur.
Les approches RNP :
- approche LNAV (approche 2D de type A) necessitant GNSS + ABAS ou GNSS + SBAS
- approche LNAV/VNAV (approche 3D de type A) necessitant spécificité GNSS + ABAS + Baro-VNAV ou GNSS + SBAS
- approche LPV [Localizer Precision with Vertical Guidance] (approche 3D de type A ou B) necessitant spécificité GNSS + SBAS
- approche GLS [GBAS Landing System] (approche 3D de type B) necessitant spécificité GNSS + GBAS
Approche RNP-AR : les approches RNP AR (Authorization Required) sont un standard d’approche plus précis que les approches RNP classiques (0.3NM à 0.1NM de précision contre 0.3NM pour les RNP). Elles peuvent comprendre des courbes type RF (Radius to Fix) et permettent des marges de franchissement d'obstacle réduites. Les appareils et équipage doivent être certifiés