パイロットが飛行に航空航法を使う方法

航空ナビゲーションはさまざまな方法で行われます。パイロットが今日の空域システムをナビゲートするために使用する方法またはシステムは、発生するフライトの種類（VFRまたはIFR）、航空機に搭載されているナビゲーションシステム、および特定の地域で利用可能なナビゲーションシステムによって異なります。

推測航法とパイロット

最も単純なレベルでは、ナビゲーションは推測航法およびパイロット操作として知られるアイデアを介して行われます。パイロットとは、視覚的な地上基準の単独使用を指す用語です。パイロットは、川、町、空港、建物などのランドマークを識別し、それらの間を移動します。パイロット操作の問題点は、多くの場合、参照が見やすくなく、視認性が低い条件で、またはパイロットがわずかでも軌道から外れた場合に、簡単に識別できないことです。そのため、推測航法のアイデアが導入されました。

推測航法では、時間と距離の計算とともに視覚的なチェックポイントを使用します。パイロットは、空中から見てマップ上で識別されるチェックポイントを選択し、距離、対気速度、および風速の計算に基づいて、ある地点から次の地点への飛行にかかる時間を計算します。フライトコンピュータは、パイロットが時間と距離の計算を計算するのを支援します。パイロットは通常、フライト計画ログを使用して飛行中の計算を追跡します。

ラジオナビゲーション

無線航法援助装置（NAVAIDS）を装備した航空機では、パイロットは推測航法だけでよりも正確に航行できます。ラジオNAVAIDSは、視界が悪い状況で役立ち、推測航法を好む一般的な航空パイロットに適したバックアップ方法として機能します。それらはまたより正確です。チェックポイントからチェックポイントへ飛行する代わりに、パイロットは「修正」または空港へ直線で飛ぶことができます。 IFR運用には特定の無線NAVAIDも必要です。

航空で使用される無線NAVAIDSの種類があります。

• ADF / NDB：最も基本的な形式のラジオナビゲーションはADF / NDBペアです。 NDBは、地上に配置され、電気信号をあらゆる方向に放射する無指向性無線ビーコンです。航空機に自動方向探知機（ADF）が装備されている場合は、地上のNDBステーションに対する航空機の位置が表示されます。 ADF装置は基本的にコンパスカード型ディスプレイの上に置かれた矢印ポインタです。矢印は常にNDBステーションの方向を向いています。つまり、無風状態でパイロットが航空機を矢印の方向に向けると、彼はステーションに直接飛ぶことになります。 ADF / NDBは古いNAVAIDであり、エラーが発生しやすいシステムです。その範囲は見通し線なので、パイロットは山岳地帯を飛行している間、または駅から離れすぎている間に誤った測定値を得ることがあります。このシステムはまた、電気的干渉を受けやすく、一度に限られた航空機にしか対応できません。 GPSが主要なナビゲーションソースになるにつれて、多くのものが廃止されています。

• VOR：GPSの次に、VORシステムはおそらく世界で最も一般的に使用されているNAVAIDです。 VHF全方向範囲の略であるVORは、非常に高い周波数範囲で動作する無線ベースのNAVAIDです。 VOR局は地上にあり、2つの信号（1つの連続360度基準信号ともう1つの掃引指向性信号）を送信します。
• 航空機計器（OBI）は2つの信号間の位相差を解釈し、航空機が使用する計器に応じて、結果をOBI（全方位指示計）またはHSI（水平状況指示計）のラジアルとして表示します。最も基本的な形式では、OBIまたはHSIは、航空機がステーションからどの半径方向に位置しているか、および航空機がステーションに向かって飛んでいるかステーションから離れて飛んでいるかを表します。

• 受信は依然として見通し線だけの影響を受けやすいが、VORはNDBよりも正確であり、エラーを起こしにくい。
• DME：距離測定装置は、これまでで最もシンプルで価値のあるNAVAIDの1つです。航空機内のトランスポンダを使用して、DMEステーションとの間で信号が送受信されるのにかかる時間を判断するのが基本的な方法です。 DMEはUHF周波数で送信し、傾斜距離を計算します。航空機のトランスポンダは航海マイルの10分の1単位で距離を表示します。

• 単一のDMEステーションは一度に最大100機の航空機を扱うことができ、それらは通常VOR地上ステーションと共存します。
• ＩＬＳ：計器着陸システム（ＩＬＳ）は、飛行の進入段階から航空機を滑走路まで誘導するために使用される計器進入システムである。滑走路に沿った地点から放射される水平と垂直の両方の無線信号を使用します。これらの信号は、滑走路の接近端までずっと一定の角度で安定した降下経路であるグライドスロープの形でパイロットに正確な位置情報を与えるために傍受します。 ＩＬＳシステムは、現在利用可能な最も正確なアプローチシステムの１つとして広く使用されている。

GPS

全地球測位システムは、現代の航空業界で最も価値のあるナビゲーション方法となっています。 GPSは非常に信頼性が高く正確であることが証明されており、おそらく今日使用されている最も一般的なNAVAIDです。

全地球測位システムは、２４個の米国国防総省の衛星を使用して、航空機の位置、軌道、および速度などの正確な位置データをパイロットに提供している。 GPSシステムは三角測量を使用して、地球上の航空機の正確な位置を特定します。正確であるためには、ＧＰＳシステムは、２ − Ｄ測位のためには少なくとも３つの衛星から、３ − Ｄ測位のためには４つの衛星からデータを収集する能力を持たなければならない。

GPSは正確さと使いやすさのためにナビゲートの好ましい方法になりました。 GPSに関連するエラーがありますが、それらはまれです。 GPSシステムは、山岳地帯であっても世界中のどこででも使用でき、見通しや電気的干渉などの無線NAVAIDSのエラーを起こしがちです。

NAVAIDSの活用

パイロットは気象条件に応じて、視覚飛行規則（VFR）または計器飛行規則（IFR）の下で飛行します。視覚気象条件（VMC）の間、パイロットはパイロットと推測航法だけを使って飛ぶかもしれません、あるいは彼はラジオナビゲーションかGPSナビゲーション技術を使うかもしれません。基本的なナビゲーションは飛行訓練の初期段階で教えられます。

計器の気象条件（IMC）またはIFRの飛行中は、パイロットはVORやGPSシステムなどのコックピット計器に頼る必要があります。雲の中を飛んでこれらの計器をナビゲートするのは難しいことがあるので、パイロットはIMCの条件で合法的に飛行するためにFAAの計器評価を獲得しなければなりません。

現在、FAAは技術的に進歩した航空機（TAA）の一般航空パイロットのための新しい訓練を強調しています。 TAAは、GPSなどの高度な技術システムを搭載した航空機です。最近では、軽量のスポーツ用航空機でさえも高度な機器を装備して工場から出荷されています。パイロットが追加の訓練なしで飛行中にこれらの最新のコックピットシステムを使用しようと試みるのは混乱して危険でありえます、そして現在のFAA訓練基準はこの問題に追いついていません。

FAAの更新されたFITSプログラムはついにこの問題に対処したが、このプログラムはまだ任意である。