RNAV

A partir du grade grade   et programme examen du grade grade   et supérieurs
A partir du grade grade   et programme examen du grade grade  et supérieurs

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1. Introduction

La navigation de surface  (Area ea 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 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 une utilisation optimale de l'espace aérien. Les aéronefs ne sont plus contraints de survoler des stations au sol sol (Station 1 et Station 2)  pour relier un un point A  et un un point B.

Plusieurs avantages grâce à la RNAV : Gain de temps de vol, procédures flexibles, coûts d'entretiens réduits

2. Waypoint (WPT)

Un waypoint  (point de cheminement) est une 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 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 sol (ex: CAD)
• alphanumérique  dans des zones terminales terminales (ex: PN617)

Ces WPT peuvent être survolés s ("fly -over")  ou légèrement contournés s ("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"

3. Précision de la navigation

Une spécification RNAV "X" signifie qu'un aéronef doit être capable d'atteindre une précision supérieure à "X"NM pendant pendant 95% du vol.

"RNAV 5" : précision supérieure à 5NM pendant 95% du vol

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On distingue :

• la navigation de surface surface de base (RNAV 5 ou  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 surface de performance (RNAV 1 ou  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 vols IFR au dessus du FL115 depuis 2001

Les systèmes de surveillance doivent assurer la la capacité à détecter toute défaillance  de calcul ou de capteurs

4. Opérations

4.1 En-route

Les opérations rations en-route  sont assujetties à la spécification cification RNAV 5 (B-RNAV).

Les senseurs approuvés sont les suivants :

• VOR/DME
• DME/DME
• GNSS

4.2 Terminal

Les opérations en phase phase terminale  sont assujetties à la spécification cification RNAV 1 (P-RNAV).

Les senseurs approuvés sont les suivants :

• DME/DME
• GNSS

4.3 Systèmes d'augmentation

Afin d'augmenter la précision (et parfois l'intégrité), on dispose de de systèmes d'augmentation :

4.3.1 ABAS

Le concept concept ABAS  (Aircraft ircraft Based ased Augmentation ugmentation System) repose sur deux systèmes :

• RAIM (Receiver eceiver Autonomous utonomous Integrity ntegrity 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 ircraft Autonomous utonomous Integrity ntegrity 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.

4.3.2 SBAS

SBAS  (Satellite atellite Based ased Augmentation ugmentation 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...

4.3.3 GBAS

Le système me GBAS  (Ground round Based ased Augmentation ugmentation 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.

4.4 Approches

Les procédures d'approche font l'objet d'un "concept RNAV amélioré" :  RNP  (Required equired Navigation avigation Performance). Détaillé dans la partie partie PBN, le GNSS est supposé être le senseur.

Les Les approches RNP :

• approche approche LNAV  (approche 2D de type A) necessitant GNSS + ABAS ou GNSS + SBAS
• approche approche LNAV/VNAV  (approche 3D de type A) necessitant spécificité GNSS + ABAS + Baro-VNAV ou GNSS + SBAS
• approche approche LPV  [Localizer ocalizer Precision with with Vertical Guidance] (approche 3D de type A ou B) necessitant spécificité GNSS + SBAS
• approche approche GLS  [GBAS BAS Landing anding System] (approche 3D de type B) necessitant spécificité GNSS + GBAS

Approche RNP-AR : les approches RNP AR (Authorization uthorization 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 to Fix) et permettent des marges de franchissement d'obstacle réduites. Les appareils et équipage doivent être certifiés