Dead Reckoning og Pilotage
På det mest enkle niveau opnås navigering gennem ideer kendt som døde beregning og lodning.
Pilotage er et udtryk, der refererer til den eneste brug af visuelle jordreferencer. Piloten identificerer landemærker, såsom floder, byer, lufthavne og bygninger og navigerer blandt dem. Problemet med lodsning er, at referencer ofte ikke ses let og ikke let kan identificeres under forhold med lav sigtbarhed, eller hvis piloten kommer af banen selv lidt. Derfor blev ideen om dødt regning indført.
Døden beregning indebærer brug af visuelle kontrolpunkter sammen med tid og afstand beregninger. Piloten vælger kontrolpunkter, der let kan ses fra luften og også identificeres på kortet og beregner derefter den tid det tager at flyve fra et punkt til det næste baseret på afstands-, lufthastighed og vindberegninger. En flycomputer hjælper piloter med at beregne tids- og afstandsberegningerne, og piloten bruger typisk en flyplanlægningslog til at holde styr på beregningerne under flyvningen.
Radio Navigation
Med fly udstyret med radionavigationshjælpemidler (NAVAIDS) kan piloter navigere mere præcist end med døde beregninger alene. Radio NAVAIDS kommer til nytte under forhold med lav synlighed og fungere som en passende backup metode til generelle luftfartpiloter, der foretrækker døde reckoning. De er også mere præcise.
I stedet for at flyve fra checkpoint til checkpoint kan piloter flyve en lige linje til en "fix" eller en lufthavn. Specifikke radio NAVAIDS er også nødvendige for IFR-operationer.
Der er forskellige typer radio NAVAIDS, der anvendes i luftfart:
- ADF / NDB: Den mest elementære form for radionavigation er ADF / NDB- parret. En NDB er et retningsdirektivet radiostation, der er stationeret på jorden og udsender et elektrisk signal i alle retninger. Hvis et fly er udstyret med en automatisk retningsfinder (ADF), vil den vise flyets position i forhold til NDB-stationen på jorden. ADF-instrumentet er stort set en pilpeger placeret over en kompas-korttype-skærm. Pilen peger altid i retning af NDB-stationen, hvilket betyder, at hvis piloten peger flyet i pilens retning i en ikke-vindsituation, flyver han direkte til stationen.
ADF / NDB er et forældet NAVAID, og det er et system, der er udsat for fejl. Da dets rækkevidde er line-of-sight, kan en pilot få fejlagtige aflæsninger under flyvning i bjergrige terræn eller for langt fra stationen. Systemet er også udsat for elektrisk interferens og kan kun rumme begrænset fly på én gang. Mange bliver afbrudt, da GPS bliver den primære navigationskilde.
VOR: Ved siden af GPS er VOR-systemet nok den mest anvendte NAVAIDS i verden. VOR, kort for VHF Omnidirectional Range, er et radiobaseret NAVAID, der opererer i det meget højfrekvente område. VOR-stationer er placeret på jorden og sender to signaler - et kontinuerligt 360-graders reference signal og et andet fejende retningssignal.
Luftfartøjsinstrumentet (OBI) tolker faseforskellen mellem de to signaler og viser resultaterne som en radial på OBI (omni-bearing indikatoren) eller HSI (horisontal situation indikator) afhængigt af hvilket instrument flyet bruger. I sin mest grundlæggende form viser OBI eller HSI hvilken radial fra stationen flyet er placeret på, og om flyet flyver mod eller væk fra stationen.
VOR er mere præcise end NDB'er og er mindre tilbøjelige til fejl, selv om modtagelsen kun er modtagelig for synspunkt alene.
DME: Distance Measuring Equipment er en af de mest enkle og værdifulde NAVAIDS til dato. Det er en grundlæggende metode ved at bruge en transponder i flyet til at bestemme den tid det tager for et signal at rejse til og fra en DME station. DME transmitterer på UHF frekvenser og beregner afstanden mellem skråt interval. Transponderen i flyet viser afstanden i tiendedele sømil.
En enkelt DME-station kan håndtere op til 100 fly ad gangen, og de eksisterer som regel sammen med VOR-jordstationer.
- ILS: Et instrumentlandingssystem (ILS) er et instrumenttilgangssystem, der bruges til at styre fly ned til rullebanen fra flyveflyvningsfasen. Den bruger både horisontale og vertikale radiosignaler udsendt fra et punkt langs banen. Disse signaler aflyser for at give piloten præcise lokaliseringsoplysninger i form af en glideslope - en konstant vinkel stabiliseret nedstigningssti helt ned til startbanens tilgangsende. ILS-systemer er almindeligt anvendt i dag som et af de mest nøjagtige tilgangssystemer, der er til rådighed.
GPS
Det globale positionssystem er blevet den mest værdifulde metode til navigation i den moderne luftfart verden. GPS har vist sig at være enormt pålidelig og præcis og er nok den mest almindelige NAVAID, der er i brug i dag.
Det globale positionssystem bruger 24 amerikanske forsvarsministersatellitter til at levere præcise lokaliseringsdata, som f.eks. Flyposition, spor, hastighed og piloter. GPS-systemet bruger triangulering til at bestemme flyets nøjagtige position over jorden. For at være præcis skal et GPS-system have mulighed for at indsamle data fra mindst tre satellitter til 2-D positionering og 4 satellitter til 3-D positionering.
GPS er blevet en foretrukken metode til navigation på grund af nøjagtigheden og brugervenligheden. Selvom der er fejl forbundet med GPS, er de sjældne. GPS-systemer kan bruges overalt i verden, selv i bjergrige terræn, og de er ikke tilbøjelige til fejlen i radio NAVAIDS, som f.eks. Synssyn og elektrisk interferens.
Praktisk brug af NAVAIDS:
Piloter flyver under visuelle flyvningsregler (VFR) eller instrumentflyveregler (IFR), afhængigt af vejrforholdene. Under visuelle meteorologiske forhold (VMC) kan en pilot flyve ved hjælp af lodning og døde reckoning alene, eller han kan bruge radionavigation eller GPS-navigeringsteknik. Grundlæggende navigation undervises i de tidlige stadier af flyvetræning.
I instrument meteorologiske forhold (IMC) eller under flyvning IFR, skal en pilot være afhængig af cockpitinstrumenter, såsom et VOR eller GPS-system. Fordi at flyve i skyerne og navigere med disse instrumenter kan være vanskelig, skal en pilot få en FAA Instrument Rating til at flyve i IMC betingelser lovligt.
I øjeblikket fremhæver FAA ny uddannelse for generel luftfartpiloter i teknologisk avancerede fly (TAA) . TAA er fly, der har avancerede højt tekniske systemer om bord, såsom GPS. Selv lette sport fly kommer ud af fabrikken med avanceret udstyr i disse dage. Det kan være forvirrende og farligt for en pilot at forsøge at bruge disse moderne cockpit-systemer i flyvning uden yderligere træning, og de nuværende FAA-uddannelsesstandarder har ikke holdt op med dette problem.
FAAs opdaterede FITS-program behandlede endelig problemet, selvom programmet stadig er frivilligt.