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GNSSGlobal Navigation Satellite System

cours validépar la

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APPROCHES CLASSIQUES RNAV

GNSS


Avant d’effectuer des approches RNAV/GNSS (GPS) en vol, vous devez avoir pris connaissance des principes de base, des limitations et fonctions spéciales du système GPS. C’est l’objectif de cette formation théorique aux approches GNSS.

Généralités

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Votre formation pratique vous fera ensuite effectuer un certain nombre d’approches GNSS au cours de la qualification de type ou du cycle entraînement et contrôles périodiques (ECP).

Cette formation, requise par l’autorité, est obligatoire pour avoir l’autorisation d’effectuer des approches classiques sans l’utilisation de moyens radio conventionnels, dites approches RNAV GNSS.

Généralités

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Ce cours va aborder un certain nombre d’informations générales et pratiques sous leur aspect théorique. Elles ne sauraient, bien entendu, en aucun cas se substituer aux informations contenues dans votre manuel d’exploitation et notamment le manuel TU.

Généralités

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Terminologie

ABASAPVFPALPVPNB

SBAS

Aircraft Based Augmentation SystemsApproach procedure with vertical GuidanceFligth Path AngleLocalizer performance With Vertical GuidancePerformance Base Navigation, Doc 9613 manuel OACI définissant les spécifications de navigation RNAV et RNPSatellite Based Augmentation System


Dans le plan horizontal, LA TRAJECTOIREEST DéFINIE PAR DES WPT

Principes générauxVocabulaire


Le guidage est assuré par le FMS (RNAV)




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Dans le plan vertical ,la trajectoire est basée sur l’altitude QNH et non sur l’altitude géométrique (principe baro VNAV)

Le FMS est obligatoirement recalé à l’aide d’un système GNSS pour garantir la précision requise (RNP 0,3)

La validité des signaux satellites est vérifiée avant leur utilisation pour le recalage de position FMS

Les approches sont effectuées en mode: NAV-VNAV



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Dans le plan vertical, la trajectoire est basée sur l’altitude pression (référence QNH), de manière identique aux approches classiques basées sur les moyens radio conventionnels (ILS sans glide,VOR,VOR/DME,NDB…)

Les approches RNAV GNSS sont basées sur l’utilisation d’un système de navigation par satellite pour garantir la précision de navigation.



1 Le critère retenu est RNP 0,3,correspondant à une précision globale de 0,3 nm (environ 560m), incluant les erreurs de navigation, de définition de la trajectoire et de guidage(pilotage inclus).Cette précision pourrait, comme dans d’autres types d’approches classiques, parfois amener à effectuer une baïonnette pour s’aligner avec la piste lors du passage à vue.



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On pourrait envisager des approches RNAV basées sur un critère de précision de la navigation (RNP X) sans que les moyens d’obtenir le RNP souhaité soient précisés(recalage DME/DME par exemple)

Le recalage du FMS par la position GNSS suppose une vérification de l’intégrité des signaux satellites, et notamment pour s’en assurer, du suivi du bon fonctionnent du système RAIM.


3 composants du système GPS

1 2 3Un système de contrôle au sol

Une constellation de satellites

Les utilisateurs


Sommaire

Seront abordés successivement

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Avant de s’intéresser aux systèmes équipant vos avions, les pages qui suivent vont présenter sommairement le principe de fonctionnement des systèmes GNSS avec leurs limitations de fonctionnement.

Les composants du système.

La constellation satellite.

Le principe de base de fonctionnement.

Le système de contrôle au sol.

Les principales causes d’imprécision.


Composants du système GNSS

Selon la définition OACI, le GNSS est un système qui permet , à l’échelle mondiale, la détermination de la position et du temps. Ce système comprend:

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Une ou plusieurs constellations de satellites

Des récepteurs embarqués

Un système de contrôle d’intégrité.


Système GNSS

Chaque constellation de satellites est contrôlée par des stations sol qui s’assurent du bon fonctionne-ment des satellites, de leur positionnement correct en orbite et fournissent la référence de temps du système sur laquelle les satellites se recalent périodiquement.

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La constellation GPS

La constellation GPS comporte une trentaine de satellites qui gravitent à une altitude de 20 000 Km. Ces satellites fournissent une couverture mondiale

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Actuellement un seul système GNSS existe en état de fonctionnement.

Ce système « NAVSTAR/GPS » a été mis en place par le DOD (« Department of Defense ») des Etats-Unis. Sa constellation se compose d’au minimum 24 satel-lites, une trentaine sont actuellement en orbite.



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Le système européen «GALILEO», est actuellement en développement : Il est prévu une constéllation de 30 satellites (27 actifs et 3 attente) répartis sur 3 orbites inclinées de 56°, à une altitude de 23600 Km, la période orbitales étant de 14 h environ. Ce système devrait offrir plusieurs services de navigation.

Les avions équipés de MMR (Multi Mode Receiver) pourront recevoir les signaux du système «GALILEP»


Disponibilité du système

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Les orbites sont espacées de 60 degrés et inclinées d’environ 55 degrés par rapport à l’équateur.

La disponibilité du GPS n’est pas assurée H24 en tous points de la planète.


3 Les satellites du système « NAVSTAR/GPS » sont en orbites circulaires inclinées autour de la terre en maintenant un rayon à peu près constant par rapport au centre de la terre ,et une vitesse à peu près constante. Ces satellites défilent par rapport à la terre dans des plans qui font des angles plus ou moins grands avec le plan équatorial terrestre.



4 Leur nombre et l’altitude des satellites ainsi que l’inclinaison des plans des orbites ont été choisis de telle sorte qu’a tout instant, en tout point de la terre, on puisse voir le nombre de satellites minimal pour l’utilisation envisagée



5 Les satellites du système « NAVSTAR/GPS » sont répartis sur 6 orbites différentes, inclinées de 55° par rapport à l’équateur , à une altitude de 20 000 Km, la période orbitale étant de 12 H environ.



Principe de base du fonctionnement

La mesure de distance à trois satellites, positionne l’avion en deux points, possibles de la surface des trois sphère.

La grande distance entre les satellites et l’avion, per-met au recepteur d’identifier facilement le point corres-pondant à la position réelle de l’avion.

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1 La navigation GPS est très similaire à la navigation DME/DME. Cependant, comme les satellites sont en mouvement, le calcul de la distance par GPS est beaucoup plus complexe que les mesures de dis-tance par DME.

Chaque satellites GPS émet un message de navi-gation, qui contient toutes les données nécessaires au récepteur pour effectuer tous les calculs de navi-gation.



Ces données comprennent:

Une information de l’état de santé du satellite et sa précision.

Les informations nécessaires à l’acquisition du code du message.

Une information concernant le retard de propaga-tion du à la ionosphère et à la troposphère ainsi que les éphémérides du satellite.


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photographie

La réception des signaux de 4 satellites, permet de connaître :- L’heure- La position en 3 D- La vitesse- la précision du système est d’environ 25 m

La réception du signal d’un cinquième satellite permet de connaître l’intégrité du signal (Système RAIM)

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En pratique, une détermination précise de la position (latitude , longitude et altitude) requiert la réception des signaux de 4 satellites.

Ceci permet en effet une détermination de la position sans aucune ambiguïté et un recalage de la base de temps du récepteur.

La réception des signaux de 4 satellites permettant d’effectuer une mesure de position, la réception d’un cinquième satellite permet un contrôle d’inté-grité par vérification de la cohérence des mesures de position.



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La réception du cinquième satellite:

C’est la fonction du système RAIM (Receiver Auto-nomous IntegrityMonitoring),condition nécessaire pour l’utilisation du GPS en tant que moyen primaire de navigation.

Les avions autorisés aux approches GNSS, sont do-tés de la fonction RAIM.

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RAIM

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RAIM : Receiver Autonomous Integrity Monitoring

Vérification de l’intégrité et de l’état des signaux reçus de la constellation de satellites.

Emission d’une alerte si detection d’une incohérence dans l’ensemble de mesures de distances transmises par les satellites.

Indisponibilité temporaire (perte de RAIM) lorsque le nombre de satellites est insuffisant ou leur géométrie défavorable.

Les périodes d’indisponibilité peuvent être pré-vues en fonction des caractéristiques des orbites (outils de prévision sol et vol),celles qui concernent un terrain sont publiées par NOTAM GPS.

Vocabulaire


RAIM

Le RAIM est un logiciel intégré au récepteur GPS qui assure la vérification de l’intégrité du calcul de position , à condition d’avoir au moins 5 satellites en réception.

La fonction RAIM quand elle détecte une incohé-rence dans l’ensemble de mesures de distances transmises par les satellites utilisés, émet une alerte indiquant le risque possible d’une erreur de position inacceptable.

Son bon fonctionnement garantit l’intégralité du signal et la fiabilité de la position.

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RAIM

La fonction RAIM est temporairement indisponible lorsque le nombre de satellites en visibilité est insuffi-sant ou leur géométrie défavorable.

Elle ne fait pas appel à des mesures d’autres senseurs (IRS notamment).

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RAIM

LA PERTE DE RAIM

Elle est signalée par le message :

Sur Airbus « GPS PRIMARY LOST »

Sur avions équipés du Collins 3000

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RAIM

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If approach requires GPS, check RAIM

IDX > GPS CTL

- AVAILABLE (from FAF to airport)- UNAVAILABLE- REQ PENDING- INIT GPS

Can enter ETA if on the ground – delete when airborne

Can enter new destination


RAIM

Cette perte interdit d’effectuer ou de poursuivre l’approche GPS.

La connaissance des éphémérides des satellites permet de déterminer à l’avance les indisponibili-té de la fonction RAIM selon la position et l’heure . Ces prévisions peuvent être établies par des outils sol.

Pour les terrains sur lesquels des approches RNAV (GNSS) existent en database, les périodes d’indispo-nibilité sont publiées par NOTAMs GPS.

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Précision de navigation : RNP

Les approches RNAV (GNSS) sont basées sur un RNP de 0,3 nm.

Le RNP certifié en approche RNAV est précisé dans votre manuel TU.

Le terme RNP « Required Navigation Performance » définit l’erreur globale du système, c’est-à-dire l’écart maximum entre trajectoire réelle et trajectoire théorique qu’il est possible de maintenir pendant 95 % du temps.

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L’erreur globale peut être décomposée en :

Erreur de navigation proprement dite (précision de position FMS recalé GNSS)

Erreur de définition de la trajectoire par le FMS

Erreur de guidage : écart entre la trajectoire de l’avion et la trajectoire théorique définie par le FMS, incluant la tolérance de pilotage


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Necessary for operation within a defined airspace- enroute 2nm- terminal 1nm- approach .3nm

FMS position error should be less than the expected accu-racy 95% of the time

IDX > PROG page 2 / 2 shows expected POS ACCURACY in nautical miles for current operation

Enter required RNP (certain RNAV departures / arrivals) in lower right- clears with power down or new fight plan- can be deleted

If FMS expected accuracy is greater (worse) than requi-red, LOW POS ACCURACY message is shown

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Notion d’erreur globale

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Erreur de définition de trajectoire Ed : écart entre la trajectoire nominale et la trajectoire FMS

Erreur de guidage / pilotage Eg : écart entre la position avion FMS et la trajectoire FMS

Erreur de navigation En : écart entre la position réelle et la position FMS

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Cette erreur est la somme de 3 erreurs.

Erreur de définition de la trajectoire:

Écart entre la trajectoire théorique (telle que pu-bliée dans l’AIP) et la trajectoire définie par le FMS. Sur une trajectoire rectiligne telle que approche fi-nale RNAV (GNSS) , la source d’erreur principale est la précision de la base de donnée FMS. La vérification de la base de données , notamment par l’équipage , permet de s’assurer que cette erreur est faible.

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Erreur de guidage / pilotage :

Écart entre la position avion et la vue par le FMS et la trajectoire construite par celui-ci. Cet écart peut provenir du guidage : (capacité de la chaîne pilote automatique / directeur de vol à suivre une trajec-toire de vol malgré les perturbations atmosphériques). En pilotage manuel, elle inclut également la tolé-rance de pilotage (suivi du directeur de vol). L’équipage constate cet écart sur le ND / MFD

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Erreur de navigation:

Écart entre la position réelle avion et la position FMS. Le recalage du FMS par la position GPS per-met de minimiser cet écart.L’équipage est alerté si la précision de navigation dépasse la valeur du RNP :

Messages LOW POS ACCUR sur collins 3000

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Principe Baro VNAV

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Comme pour les autres approches classiques, à trajectoire dans le plan vertical est définie par l’altitude de passage du FAF (en ft QNH) et un plan constant jusqu’au seuil de la piste.

Les marges par rapport aux obstacles sont plus faibles en air froid.

Une erreur de QNH se traduit par un décalage du plan

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En guidage baro VNAV, la référence verticale estl’altitude pression(référence QNH) et non l’altitude géométrique.

En mode LNAV/VNAV , l’avion suivra le profil défini en fonction des contraintes FMS. Le FMS facilite le suivi de cette trajectoire en assurant le suivi de ce profil, mais la trajectoire s’apparente à une trajec-toire d’approche classique basée sur de distances DME et non à un suivi de Glide ILS, basé sur un faisceau correspondant à une pente géométrique.

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Principe Baro VNAVVocabulaire


Risques associés , précaution d’usage 2 casd’utilisation possible de la fonction (Baro) VNAV :

Soit pour gérer le plan verticale des approchesde non précision (aide à la CDFA)

Soit pour effectuer une APV BaroVNAV (fonction requise)

Dans les 2 cas, les pilotes doivent prendre des précautions d’usage.

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Principe Baro VNAV


Calage altimétrique

Les pilotes doivent savoir que la trajectoire verticale en Baro VNAV est influencée par les erreurs de ca-lage altimétrique . Ces erreurs ne peuvent pas être détectées par une vérification croisée entre l’indi-cation de l’altimètre et les valeurs indiquées sur la carte d’approche (vérification altitude-distance).

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Principe Baro VNAV


Les approches RNAV (GNSS) LNAV/VNAV ne sont pas autorisées en absence de calage altimétrique local (QNH local).

Il est aussi important que le pilote dispose d’une information de calage altimétrique récente. L’équipage devrait ainsi demander la confirmation du calage altimétrique avant le passage au FAF.

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Principe Baro VNAV


En atmosphère froide, les marges de survol sont diminuées, environ 4 ft par 1000 ft AAL et par de-gré d’écart. Lors de l’expérimentation, la valeur minimale de -10 pour la SAT avait été définie pour rester dans les limites imposées par l’expérimentation (écart limité à 1 point de Glide).

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Principe Baro VNAV


Correction de température

Sur certains équipements avionique il est possible d’entrer la température à l’aéroport , pour que le système puisse corriger le profil vertical en Baro VNAV.

Dans le collins 3000 Page Perf.

Principe Baro VNAV

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Cas des températures inférieures aux températures minimales publiées sur la carte d’approche.

Sur les carte d’approches RNAV(GNSS) pour lesquelles il y a une approche APV Baro VNAV (présence des minima LNAV/VNAV), une tempéra-ture minimale d’utilisation est indiquée.

Principe Baro VNAV

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Si les variations de températures ne peuvent pas être compensées par le système avionique, l’approche APV BaroVNAV n’est pas permise lorsque la tempé-rature est inférieure à la température limite publiée sur la carte d’approche.

De façon générale , les pilotes ne devraient pas utiliser leur fonction (Baro)VNAV du FMS lorsque la température est inférieure à cette température limite publiée sur la carte d’approche.

Principe Baro VNAV

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L’approche de non préci-sion associée (LNAV) peut être effectuée mais la ges-tion du plan vertical devrait se faire avec une autre technique de vol (vitesse verticale(V/S) ou angle de vol (FPA si équipé).

Principe Baro VNAV

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La précision nominale du GPS (80 ft) est pour l’instant insuffisante pour le guidage verticale

Les systèmes d’augmentation basés sur des satel-lites géostationnaires (SBAS) tel que EGNOS (Europe) et WASS (USA) devrait permettre d’effectuer de approches basées sur le suivi d’un profil géomé-trique et non barométrique (approches dites APV1 et APV2)

Les systèmes d’augmentation basé au sol (GBAS) devraient permettre d’obtenir la précision requise pour les approches de précision, avec un gui-dage dans le plan vertical similaire à un Glide ILS (plan « géométrique »).

Principe Baro VNAV

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Principe Baro VNAV


Les systèmes d’augmentation basés sur des satellites géos-tationnaires (SBAS) tel que EGNOS (Europe) et WASS (USA) devrait permettre d’effectuer de approches basées sur le suivi d’un profil géométrique et non barométrique (approches dites APV1 et APV2)

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Principe Baro VNAVPrincipe Baro VNAV

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En approche « Baro VNAV », un point « step down fix », ou repère de descente permet d’abaisser la MDA en s’affranchissant des obstacles situés en amont.

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En step down fix

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La technique du « Step Down Fix » est utilisée en approche classique pour abaisser les minima.

Dans la construction des approches convention-nelles (VOR/DME , localizer DME,..) les repères de descente (ou SDF) sont en général définis par des distances DME.

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En step down fix


Dans le cas d’une approche RNAV (GNSS), bien que le guidage baro VNAV assure une descente sur un plan constant entre le FAF et le MAPt, les minima sont définis en fonction d’aires de protection similaires à celles des approches classiques conventionnelles.

La définition d’un repère de descente , ou SDF, per-met donc d’améliorer les minima dans le cas d‘obs-tacles pénalisants.

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En step down fix


3 segments initiaux (IAF/IF) de 5 NM sont disposés de part et d’autre et dans le prolongement de l’axe final.

Virage à L’IF : maximum 90° (approche T) ou 70° (approche en Y).

Segment intermédiaire(IF/FAF) aligné avec le seg-ment final. photographie

Normes de construction des approches en T ou Y

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3 segments initiaux (IAF/IF) de 5 NM sont disposés de part et d’autre et dans le prolongement de l’axe final.

Virage à L’IF : maximum 90° (approche T) ou 70° (approche en Y).

Segment intermédiaire(IF/FAF) aligné avec le seg-ment final. photographie

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Les exploitants doivent vérifier la conformité aux PAN.OPS OACI des procédures publiées hors du ter-ritoire national, et s’assurer que la trajectoire de re-mise de gaz peut être suivie avec des moyens radio conventionnels . Dans le cas d’une trajectoire d’un type différent des approches en T ou Y, l’exploitant doit également vérifier en vol ou au simulateur que la trajectoire peut être correctement suivi par les FMS.

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Les autorités françaises ont décidé de ne publier, dans un premier temps, que des approches dites en T ou en Y, présentées ici, qui garantissent une bonne stabilisation de la trajectoire au FAF.

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Approche initiale (segment IAF/IF).

Ces segments sont construits de façon à ce que le changement de trajectoire à IF soit de 90° maxi-mum (approche en T) ou 70° maximum (approche en Y). Sa longueur idéale est de 5 NM.

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Approche intermédiaire (segment IF/FAF)

Ce segment devrait être aligné avec le segment fi-nal. Cependant, si un virage est nécessaire en raison de contraintes liées à l’environnement, il ne doit pas dépasser 30°.

Sa longueur se compose d’une branche de stabili-sation après le virage à l’IF et d’une ligne droite de 2 NM

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Segment final,dans l’axe de piste 5 à 10 NM, pente idéale 3° (2,5 à 3,7).

On définit les altitudes minimales d’arrivée en zone terminale (TAA): altitude de sécurité dans les 25 nm des IAF, dans les secteurs correspondants.

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Altitudes minimales d’arrivée en zone terminale (TAA) :Des altitudes d’arrivée en région terminale (TAA) centrées sur les IAF sont définies pour faciliter la des-cente et l’entrée dans la procédure.

La configuration type prévoit 3 aires de TAA qui couvrent toutes les directions d’arrivée :entrée directe, base gauche, base droite.


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Les TAA sont calculées avec une MFO de 1000 ft (2000 ft dans les régions montagneuses) et s’appliquent dans un rayon de 25NM du point RNAV sur lequel elles sont centrées (IAF).

Un circuit d’attente peut exister à chaque IAF et de-vrait être aligné avec le segment d’approche initial.


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Si la différence entre les 3 TAA est inférieur à 300ft, on pourra n’en fixer qu’une seule, commune aux 3 secteurs.

La pente de descente du segment IAF/IF est calculée en fonction de la trajectoire la plus courte pour la ca-tégorie d’aéronefs les plus rapides.

Pour les branches d’étape de base la longueur de la trajectoire est fonction de la vitesse qui déter-mine les rayons de virage.


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Approche classique (non précision): VOR/DME RW27

Moyen primaire de navigation est le VOR DME asso-cié à l’approche

Possibilité de l’effectuer à l’aide du FMS, à condi-tion que les raw data VOR DME soient affichées pour contrôler la cohérence de l’information donnée par le FMS. En cas de différence entre la trajectoire FMS et l’axe VOR c’est ce dernier qui doit être suivi ou une remise de gaz devrait être effectuée en cas de déviation excessive par rapport au VOR

Approche conventionnelle, Overlay et RNAV (GNSS)

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Approche Overlay: exemple de publication VOR/DME or GPS RWY 27.

Moyen primaire de navigation est soit le VOR DME soit le GNSS.

Pour les effectuer avec le système RNAV/GNSS, l’exploitant doit se conformer aux exigences de l’AMC EASA 20-27.


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Approches RNAV(GNSS) : exemple de publication RNAV(GNSS)RWY 07.

Le moyen primaire de navigation est le GNSS (soit le GPS+ABAS soit GPS+SBAS).

Voir la slide suivante pour l’interprétation des dif-férents cas de minima (LNAV MDA ; LNAV/VNAV ; LPV DA).


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Principe Baro VNAVFMS-based Approaches

Authorized for use within U.S. airspace and loaded from data-base – no lateral changes allowed

FMS may be used fly VOR and NDB - If «or GPS“ not in title, then: - ground station must be operating - you must verify FMS is going in right direction – display something

Must use FMS to fly RNAV and GPS approaches loaded from database - must have RAIM to use GPS guidance - may fly to a DA using LNAV / VNAV minima (use APPR and VNAV modes) - may fly to an MDA using LNAV minima (use NAV and VNAV modes) - set MDA in altitude preselector

FMS-based approaches terminate in one of two ways: - RWY-type ends at the threshold - MDA-type ends somewhere else at an altitude

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Principe Baro VNAVDétermination des minima opérationnels

Minima LNAV

La MDH/A retenue par l’exploitant ne doit pas être inférieure à la plus élevée des suivantes :

MDH/A correspondant à la catégorie de l’avion éventuellement publiée par l’autorité en charge de l’aérodrome

OCH/A (hauteur de franchissement d’obstacle) correspondant à la catégorie de l’avion : 3OO ft.

La RVR est déterminée par des tableaux appendices 1 à l’EU OPS 1.430

Vocabulaire

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Minima LNAV/VNAV

La DH/A retenue par l’exploitant ne doit pas êtreinférieur à la plus élevée des valeurs suivantes:

DH/A correspondant à la catégorie de l’avionéventuellement publiée par l’autorité en chargede l’aérodrome:

OCH/A correspondant à la catégorie de l’avion : 250 ft.

La RVR est déterminée par le tableau AP1 EUOPS 1.430.

Vocabulaire

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Minima LPV

La DH/A retenue par l’exploitant ne doit pas êtreinférieur à la plus élevée des valeurs suivantes:

DH/A correspondant à la catégorie de l’avionéventuellement publiée par l’autorité en chargede l’aérodrome:

OCH/A correspondant à la catégorie de l’avion : 250 ft.

La RVR est déterminée par le tableau AP1 EUOPS 1.430.

Vocabulaire

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Approche de non précision (AMC 20-27)Guidage latéral : GNSSGestion du plan vertical : CDFA (utilisation du V/S ou de la (Baro) VNAV

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Minima LNAV : CDFA


APV BaroVNAV (AMC 20-27)Guidage latéral : GNSSGuidage vertical : (Baro) nVNAV

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Minima LNAV : VNAV


APV SBAS ( AMC 20-27)Guidage latéral : GNSS+SBASGuidage verticale : GNSS+SBAS

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Minima LPV


Trajectoires de remise de gaz

Le MAPt, situé en amont du seuil de piste, doit être survolé.

Les phases initiale et inter-médiaire de la trajectoire doivent être basées sur des moyens classiques ou être protégées à l’estime.

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La remise de gaz peut être déclenchée suite à un problème de navigation (perte de RAIM,…) et donc la trajectoire de remise de gaz doit pouvoir être suivie à l’aide de moyens radio conventionnels, ou être volée à l’estime, en assurant les marges de protection par rapport aux obstacles.

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Trajectoires de remise de gaz


Conduite des approches

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Préparation du vol

Compte tenu des éventuelles indisponibilités du GPS, les autorités imposent un certain nombre de restrictions :

Accessibilité non RNAV :

Plan de vol avec dégagement: au moins un déga-gement devra être accessible (ETA+- 1h) et disposer d’une approche non RNAV (GNSS)

Plan de vol sans dégagement: l’aérodrome de des-tination devra être accessible (ETA +- 1h) et disposer d’une approche non RNAV (GNSS)

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Préparation du vol

Les approches RNAV (GNSS) ne sont pas prises en compte pour l’accessibilité du terrain de départ ou d’un terrain de dégagement au décollage.

Disponibilités signaux:

Vérification des prévisions de disponibilité des signaux GPS dans la plage ETA +- 15mn

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Préparation du vol

La réglementation impose de pouvoir toujours disposer d’un terrain accessible avec des moyens radio conventionnels :dégagement à destination ou au décollage (si nécessaire).

Ces restrictions sont également motivées par le faible recul dans le domaine des approches RNAV (GNSS)

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Conditions techniques poureffectuer une approche

Signaux GNSS (actuellement GPS)

A la préparation du vol, ainsi qu’avant l’approche , on doit vérifier qu’aucune perte de signal n’est pré-vue (NOTAMS), à l’ETA +- 15 mn

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La précision du guidage GNSS doit être garan-tie pendant l’approche, ce qui impose de vérifier les prévisions à la préparation du vol, c’est la déter-mination de l’accessibilité.

Par NOTAMs : l’information d’indisponibilité des si-gnaux GPS est fournie par la DGAC.

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3 types de NOTAM GNSS

Les NOTAM GPS : bon fonctionnement de la constellation GPS.

Les NOTAM RAIM : relatif a l’indisponibilité de la fonction de surveillance autonome de l’intégrité RAIM.

Les NOTAM EGNOS : relatif a l’indisponibilité de la procédure LPV.

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Exemple de Notam DGAC de prévision RAIM :

A) LFQQ LILLE LESQUIN

B) 2005 Fev 26 02:00 c) 2005 Fev 27 02:00

E) PREVISION D’INDISPONIBILITÉ FONCTION RAIM SANS HYBRIDATION BAROMETRIQUE

26FEB2005-19:12:00 UNTIL 26 FEB 2005-19:15:00 UTC (0HRS 3 MINS)

Sur ce notam pour la procédure RNAV/GNSS de Lille, une indisponibilité est prévue, entre 19h12 et 19h15, pour les équipements sans hybridation barométrique.

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2-Documentation/Base de données FMS :

La fiche d’approche doit être disponible et l’ap-proche codée en base de donnée.

La conformité de la base de données doit être véri-fiée par l’équipage.

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En dehors des conditions habituelles (météo, qualification équipage), les approches RNAV (GNSS) imposent des conditions supplémentaires.

La fiche d’approche doit être disponible et l’ap-proche doit être codée en base de données;

La publication de la fiche d’approche garantie sa conformité aux normes.

Le codage en data base est une condition nécessaire pour afficher une approche en mode LNAV/VNAV. Pour garantir l’intégrité de la base de données FMS et sa conformité avec la fiche de terrain une procédure sera mis en oeuvre.

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6 choices of text data – use MFD MENU, MFD ADV and MFD DATA

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La procédure d’approche définie dans la NAV DATA BASE ne doit pas être modifiée. La seule intervention possible est l’insertion d’une contrainte de vitesse au FAF.

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Avant l’approche :

Surveillance de la disponibilité des signaux et de la précision de la navigation.

En théorie, un FMS recalé GPS est suffisant pour assurer le guidage, mais certains constructeurs imposent une certaine redondance.

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Avant de débuter l’ap-proche, vérifier que:

Le RNP est bien égal à 0,3

Le GPS NAV n’est pas inhibé.

Durant l’approche tout message indiquant une perte de signal GPS ou une perte de précision de la navigation, implique une interruption de l’ap-proche.

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Avant de débuter l’ap-proche, vérifier que:

Le RNP est bien égal à 0,3

Le GPS NAV n’est pas inhibé.

Durant l’approche tout message indiquant une perte de signal GPS ou une perte de précision de la navigation, implique une interruption de l’ap-proche.

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Plan horizontal: seuil de piste, vérification des coordonnées.

Plan vertical : contrainte altitudepassage FAF

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Vérification de la base de données


Validation de l’approche

Il est nécessaire de vérifier les coordonnées du WPT seuil de piste en s’assurant de la concordance entre la base de donnée FMS et les coordonnées publiées. De plus, ce waypoint doit être de type « Fly Over ». Cette validation est essentielle car elle permet de s’assurer que l’avion sera effectivement guidé vers le seuil de piste.

1



L’altitude de passage du FAF, ainsi que la distance et la route entre le FAF et la seuil de piste doivent être également validées. Le FAF doit être un Waypoint « fly By ».

2



Approche finale

Durant l’approche :Utilisation du mode LNAV VNAV

Contrôle trajectoire horizontale :Carte FMS au ND, absence de messages concer-nant la navigation

Contrôle trajectoire verticale :Altitude de passage du FAF

Mise en descente : plan de descente

Information FMSPassage du « STEP-DOWN FIX »

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Approche finale

En approche classique « conventionnelle », la trajec-toire de référence est définie par des moyens radio qui sont les moyen primaires. Les suivis d’axe et de plan doivent donc être effectués avec des moyens radio (axe Loc, radial VOR, locator ou NDB ,distance DME).

●


Approche finale

En approche RNAV (GNSS) le FMS est le moyen pri-maire de guidage dans le plan horizontal et vertical. L’approche peut être effectuée sans les moyens radio, mais le suivi de la trajectoire doit être contrôlé.

La vérification de la carte FMS permet de s’assurer que le guidage est correcte (trajectoire conforme à la trajectoire théorique).

●


Approche finale

La validité de la navigation est assurée par l’absence de messages:

Validité des signaux GPS, bon fonctionnement FMS

La vérification du plan de descente est assurée par la vérification de la mise en descente au FAF, le bon suivi du plan FMS et la vérification de l’altitude de passage du « STEP-DOWN FIX »

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Approche finale

Dans tous les cas, approche classique LNAV/VNAV ou managée et approche RNAV GNSS, la connais-sance parfaite de ces modes est indispensable à la bonne conduite de l’approche.

●


Procédure de vérification associé : en passant l’altitude nominale 1850 ft , vérifier que la distance au seuil (WPT TO au ND) est égale à la distance publié (4,8nm) avec une distance de +- 0,2 nm.Si ce n’est pas le cas, la remise de gaz est impérative (en IMC)

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Passage du step down fix


Passage du step down fix

Il faut impérativement vérifier qu’en passant l’altitude du SDF on est bien à la distance du seuil de piste (ou légèrement plus proche) publiée sur la fiche d’ap-proche (et non pas le contraire). On est alors certain que les obstacles sont derrière.

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PROBLEMES DE NAVIGATION

EN CAS DE DEFAUT DE NAVIGATION OU DE GUIDAGE

REMISE DE GAZ

À L’AIDE DE MOYENS RADIO CONVENTIONNELS OU À L’ESTIME

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Défauts et alarmes

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Défauts et alarmesPFD ANNUNCIATIONS AND DISPLAYS

MODESCaptured vertical navigation modes are annunciated at the top PFD where the autopilot vertical modes are annuncia-tions . A captured VNAV mode annunciation show the let-ter V in front of the autopilot annonciations. Descent path (VPATH or VGP) and VNAV altitude capture and hold (VALTV CAP and VALTV) are additionnal unique VNAV modes that also annunciated on the PFD

INVALID VNAVA yellow VNAV annunciation shows in the autopilot mode field, when VNAV is selected on the flight control system and VNAV is not valid.If VNAV becomes invalid after it has been an active mode, the V is removed from view, and yellow VNAV annuncia-tion shows. If VPATH or VGP show when VNAV becomes in-valid. The mode annunciation reverts to autopilot pitch. A CDU message identifies the reason that VNAV is invalid after VNAV is selected. One of the following CDU messages are shown to identify the reason why th VNAV is invalid when VNAV is selected :• CHECK NAV SOURCE• VNAV SENSOR FAIL

FLIGHT PLAN TARGET ALTITUDEThe vertical navigation data has a flight plan target altitude derived from the altitude contrainsts is the active flight plan. The flight plan target altitude shows on the PFD near prese-lector altitude when VNAV is active or advisory VNAV is se-lected . Generally, it is the next altitude contrainst in the flight plan consistent with the current phase of flight.Therefore, a distant descent altitude contrainst is not shown when the aircraft is climbing to cruise altitude. When the flight plan contains a vertical navigation altitude-constraint

in a down-track waypoint, and the constraint is below the current altitude of the aircraft, the vertical navigation tar-get altitude for th descent will not show on the PFD. The alti-tude preselctor must be set below the present barometric altitude for the descent vertical navigation target altitude to show on the PFD.

The target altitude is the next altitude contraint that will be captured by VNAV. Whether the altitude is captured de-pends on the type of altitude constraint, the geometry of adjacent altitude constraint may not be captured. If VNAV captures the altitude, ALTV shows on the PFD. For step des-cends, where the aircraft levels at the intermediate constraint altitude, the intermediate altitude remains in view after pas-sing the constraint waypoint so that the autopilot can conti-nue to hold that altitude. The VNAV target altitude is always updated to the next altitude constraint when the one-minute TOD or BOC annunciation shows on the PFD, unless the auto-pilot is capturing the VNAV target altitude.A flight plan target altitude sequences to the next target 60 seconds before arriving at the switch point, provided the cur-rent target altitude has been captured.

The altitude being captured or tracked (preselector, VNAV target, or pressure) is identified on the PFD by suffix character in the active mode display field. The final V (instead of an S) indicates theVNAV target altitude (instead of the preselector altitude) is captured. See the following table.

MODE ANNUNCIATION ALTITUDE TRACKEDVALTS Preselector

VALTV VNAV Target

VLAT Pressure

MODE ANNUNCIATION ALTITUDE ARMEDALTS Preselector

ALTV VNAV Target


Application VNAV PROLINE 21

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VERTICAL NAVIGATION (VNAV)

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VNAV PITCH HOLD (VPTCH)

VNAV ALTITUDE PRESELECT (VALTS)

VNAV ALTITUDE HOLD (VALT)

VNAV FLIGHT LEVEL CHANGE (VFLC)

VNAV VERTICAL SPEED (VVS)

VNAV VERTICAL PATH (VPATH)

VERTICAL GLIDEPATH (VGP)

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Vocabulaire


LESSON ORGANIZATION

FLIGHT GUIDANCE CONTROLS AND INDICATIONS

FLIGHT GUIDANCE MODES

VNAV PRINCIPLES

SUMMARY

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VNAV PRINCIPLES

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VNAV RULES

VNAV mode must be selected on the Flight Guidance Panel●

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VNAV RULES

VNAV mode must be selected on the Flight Guidance Panel●

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VNAV RULES Cont...

VNAV mode must be selected on the Flight Guidance Panel

A VNAV Target Altitude must be in the LEGS page of the CDU●●

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VNAV RULES Cont...


A VNAV Target Altitude must be in the LEGS page of the CDU●●

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VNAV RULES Cont...

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A VNAV Target Altitude must be in the LEGS page of the CDU

You must give it permission by setting the PreSelected altitude at, or beyond, the VNAV altitude

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VNAV RULES Cont...

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A VNAV Target Altitude must be in the LEGS page of the CDU

You must give it permission by setting the PreSelected altitude at, or beyond, the VNAV altitude

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ENROUTE DESCENT

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A Top Of Descent (TOD) is generated representing the beginning of the default 3° glidepath

PATH will arm when the glidepath deviation indication appears

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●


ENROUTE DESCENT Cont...

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VPATH will become active as the glidepath is captured.

The FD will capture either the PreSelected or VNAV altitude, whichever is encountered first.

If the same, PreSelected takes precedence.

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●

●



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If the TOD is behind the aircraft…●


If the TOD is behind the aircraft…

Another vertical mode (e.g. VVS) must be used to descend to the PATH

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Upon re-intercepting the 3° glidepath, VPATH will become active continuing the descent.

●


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Upon re-intercepting the 3° glidepath, VPATH will become active continuing the descent.

●


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Captured 3600 feet●


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PreSelected altitude set to 3000 in anticipation of the next descent●


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LNAV APPROACH

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NAV mode is selected and PATH has armed for the subsequent VNAV descent

PreSelected altitude set at MDA

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LNAV APPROACH Cont...

PreSelected altitude will be captured●

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APPR mode is selected and GP has armed for the subsequent VNAV descent

PreSelected altitude set at Missed Approach altitude

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VNAV will take the airplane to the runway threshold regardless of PreSelected altitude

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VNAV will take the airplane to the runway threshold regardless of PreSelected altitude

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MISSED APPROACH

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GO AROUND thrust lever sequences FMS to next waypoint●


MISSED APPROACH Cont...

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GO AROUND thrust lever sequences FMS to next waypoint

SNAP Check Source – Nav Source selected to FMS (if req.) NAV Mode Altitude – PreSelected altitude set to missed approach altitude autoPilot – As Desired

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Les moyens radio conventionnels (ADF, VOR, DME) doivent-ils être affichés?

En théorie , une approche GNSS peut être effectuée sans moyens radio conventionnels.

Les moyens radio sont affichés s’ils sont nécessaires pour effectuer la remise de gaz. Ils peuvent l’être à titre d’information.

En approche RNAV, la « carte » FMS est le moyen pri-maire de navigation et doit être affiché sur les deux PFD.

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Questions


Est il possible d’effectuer une approche RNAV (GNSS) en pilotage manuel ?

Oui (avec FD) dans la plupart des cas , mais il est re-commandé d’effectuer ces approches en pilotage automatique jusqu’à la MDA

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Questions


Quid du SDF lorsqu’on utilise les minima LNAV/VNAV?

Sur une carte d’approche affichant des minima LNAV/VNAV et des minima LNAV peut figurer un SDF. Ce SDF doit être contrôlé si l’on utilise les minima LNAV. En LNAV/VNAV, il peut être ignoré.

●

Questions


Température mini et …..température maxi?

Vous verrez sur certaines fiches, en plus de la tem-pérature mini, une température maxi pour utilisé les minima LNAV/VNAV. C’est la température au-dela de laquelle le plan de descente non corrigé atteint 3,5° et nécessiterait une autorisation approche à forte pente et des minima adaptés. Cette tempéra-ture maxi devrait figurer sur toutes les AIPs et(JEPPS) mais elle n’est pas encore standardisée.

●

Questions


Transport public

Pour conduire une approche RNAV (GNSS), la compagnie aérienne doit avoir été approuvée par son autorité de tutelle. Une mention au CTA doit faire référence à la capacité opérationnelle approu-vée par type d’avion.

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Approbation


Aviation générale

Pour conduire une approche RNAV (GNSS), l’aéro-nef et sont équipage doivent avoir été autorisés par l’autorité d’immatriculation de l’aéronef ou l’autorité de supervision de l’exploitation pour ce type d’opé-ration.

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Approbation


Cas des pilotes détenteur d’une licence émise par la DGAC:

Avant d’effectuer une approche RNAV (GNSS), l’avion doit avoir été certifié pour effectuer ce type d’approche et le pilote doit avoir suivi une formation approuvée par la DGAC conforme au Chapitre 3.6

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Approbation


L’exploitant doit s’assurer que chaque pilote subit un contrôle avant d’effectuer ce type d’approches. Ce contrôle peut être remplacé par l’exécution satisfaisante de l’entraînement sur STD et/ou en vol.

Les approches RNAV(GNSS) sont à intégrer aux pro-grammes d’entraînements et contrôles périodiques (ECP) requis par le paragraphe OPS 1.965 pour le transport public en avion , avec les mêmes exigences que celles concernant les approches de non préci-sion classiques.

●

Approbation dispositions complémentaires


Descriptif du fonctionnement du système de navi-gation RNAV/GNSS utilisé :Les procédures applicables à la préparation du volLes procédures normales en vol, y compris la répar-tition de tachesLes procédures occasionnellesLes dispositions en manière de contrôle d’intégrité des bases de données.La liste des différent type d’approche RNAV(GNSS) pouvant être réalisées.Les dispositions en manière de formation des pilotes et des équipages

Approbation contenu du manuel d’exploitation

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Approbation contenu du manuel d’exploitation

Tous les exploitants doivent par ailleurs amender les check-list, QRH et la Liste Minimale d’Equipement (MEL) (ou les documents utilisés comme tels en aviation générale) afin d’y intégrer l’utilisation des équipements RNAV/GNSS pour ce typed’approche.

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Approches RNAVPréparationMinima:MDA,VISI……………………………..vérifiéeEquipement minimum……………………..2 GPSPage prédictive GPS………………………….vérifiéeTempérature mini sol………………………..vérifiéeFMS:approche RNV…………………………..insérée- Vérifier la conformité du F-PLN avec la fiche terrain

Exemple

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QRH


Page F-PLN /coordonnées MAPT………..vérifiéePage prog: RAIM 0,3……………………………Inséré

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QRH (suite)


APPROCHE FINALEMode NAV VNAV..............................................vérifiéAlt select..............................................................MDHAxe et Plan ...................................................contrôléAlarme................................................................vérifié

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QRH (suite)


A LA MDH (si atterrissage)

AP/FD......................................................................OFF

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●

QRH (suite)


S’agissant d’une approche à plan constant, la conduite de l’approche reste la même, qu’il s’agisse d’une LNAV ou d’une LANV/VNAV

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La technique


Les points clés

Vérification de la trajectoire

Confirmation du QNH local avant et vérification de la température extérieure.

Désélection des satellites défaillants, améliorant le fonctionnement du RAIM et la prévision de disponibilité.

Disponibilité des systèmes avion (2 GPS) et, réglage de la sensibilité de l’alarme NAV ACCURACY.

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APPROCHE INITIALE/INTERMEDIAIREPage GPS :2GPS en mode nav........................vérifié2 GPS Primary.....................................................vérifiéAPPR.................................................................sélectéQNH Local..........................................................vérifié

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QRH (suite)


LA CONDUITE DE L'APPROCHE

Obligatoirement en mode managé, FD et NAV/VNAV

AP recommandés mais non obligatoire permettant de conduire l’approche en N-1 sans AP

Maintien de la trajectoire dans les fenêtres définies (+ / - 0,3 NM en latéral et +/ - ¾ en deviation verticale)

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LES ERREURS

L’approche LNAV/VNAV , comme les approches classiques , est sensible au risque CFIT en cas d’inser-tion d’un QNH plus élevé que le QNH réel (ce risque est d’autant plus critique que la DA est plus faible)

Par température faible le plan suivi sera plus faible que le plan nominal , réduisant ainsi les marges de franchissement d’obstacle. Une LNAV/VNAV com-porte de ce fait obligatoirement une température minimale d’utilisation.

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STRATÉGIE

QNH

La protection vis-à-vis d’une erreur d’insertion de QNH ou l’insertion d’un QNH inadapté repose sur :

La confirmation du QNH local avant d’entreprendre l’approche.

L’interdiction de conduire ces approches avec un calage altimétrique à distance.

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STRATÉGIE

Température

Les marges de franchissement d’obstacle sont assu-rées par le respect de la température minimale pu-bliée pour l’approche concernée.

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STRATÉGIE

Trajectoire

La conformité du guidage latéral et vertical est assu-rée par le respect des fenêtre de percée:

+/- 0,3 NM en latéral.

+/- ¾ point de VDEV (75 ft) en vertical.

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Le guidage RADAR

Selon les informations publiées dans L’AIP, pour cer-taines approches les contrôleurs aériens peuvent effectuer un guidage radar vers un segment d’approche finale avant le FAF. Dans ce cas, le système RNAV/GNSS doit avoir la capacité d’indi-quer la déviation horizontal relative au segment final étendu de l’approche afin de facillité l’interception du segment final étendu de l’approche. Un guidage amenant à une interception de l’axe final à moins de 2NM en amont du FAF ne doit pas être accepté.

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Le guidage RADAR

L’entrée manuelle par le pilote de coordonnées dans le système GNSS pour un usage en région terminale n’est pas autorisée.

Les clairances « Direct Vers » vers l’IF peuvent être acceptées à condition que le changement de route qui en résulte ne dépasse pas 45°, l’avion ne devant pas intercepter le segment final à moins de 2NM du FAF pour la stabilisation de la trajectoire.

Les clairances « Direct Vers » vers le FAF ne doivent pas être acceptées.

Les clairances « Direct Vers » en direction d’un point de cheminement n’appartenant pas à la procédure ne doivent pas être acceptées.

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Phraséologie Approche GNSS

Dès le premier contacte radio avec le contrôle d’ap-proche , la clairance d’approche RNAV est deman-dée par le pilote après vérification qu’elle peut être entreprise.

Pilote : « Figari approche, F-GNSS , demandons approche RNAV piste 23 »

ATC : « F-GNSS ,Figari approche, autorisé approche RNAV piste 23 »

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Phraséologie en cas de perte de capacité RNAV

Pilote : « F-GNSS, RNAV impossible cause équipement. »

Phraséologie pilote/contrôleur en cas de guidage radar suivi d’une approche finale RNAV

Pilote : « Figari approche F-GNSS demandons approche (finale) RNAV piste 23. »

ATC : « F-GNSS Figari approche quittez MASAL cap O30, guidage radar pour RNAV piste 23. »

ATC : « F-GNSS Figari tournez à gauche cap 300, descendez 4000ft QNH 1020, autorisé approche (finale) RNAV piste 23. »

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Phraséologie pilote/contrôleur en cas d’approche initiale et intermédiaire RNAV1 (ODRAN 1A dans l’exemple) possédant un identifiant suivi d’une ap-proche finale RNAV (GNSS).

Pilote : « Orly approche ,F-GNSS demandons ap-proche (finale) RNAV piste 06. »

ATC : « F-GNSS, Orly approche, autorisé ODRAN 1A pour RNAV piste 06. »

ATC : « F-GNSS, Orly approche, autorisé Approche (finale) RNAV piste 06. »

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Documents

GNSS - Votre pharmacie et parapharmacie à Caensrv1.createurdimage.fr/sandbox/clients/Skylevel/cours_GNSS_V2.pdf · l’altitude QNH et non sur l’altitude géométrique ... permet