- a. 시스템 개요 (System Overview)
1. 시스템 설명(System Description)
GPS는 우주 기반의 무선 항법 시스템으로 세계 어디에서나 정확한 위치를 확인하는 데 사용됩니다. 24개의 위성 무리는 적어도 5개의 위성을 전 세계의 사용자가 항상 볼 수 있도록 설계되었습니다. 정확한 3차원의 위치를 얻기 위해서는 최소 4개의 위성이 필요합니다. 수신기(receiver)는 mask angle (receiver가 위성을 사용할 수 있는 지평선 위의 가장 낮은 각도) 이상의 위성으로부터의 data를 사용합니다. DOD(국방부; Department of Defense)는 GPS 위성 군의 운용을 담당하고 GPS 위성을 모니터링하여 제대로 작동하는지 확인합니다. 각 위성의 궤도 매개변수(궤도력 자료; *ephemeris data)는 GPS 신호에 포함된 데이터 메시지의 일부로 발신되기 위해 각 위성으로 전송됩니다. GPS 좌표계(coordinate system)는 World Geodatic System(세계 측지 시스템) 1984 (WGS-84)에서 규정된 데카르트(Cartesian) 지구 중심 지구 고정 좌표계(earth-centered, earth-fixed coordinate)입니다.
2. 시스템 가용성 및 신뢰성 (System Availability and Reliability)
- a. GPS 위성이 전송하는 data message의 일부로 GPS 위성의 상태가 발신됩니다. GPS 상태 정보는 미국 해안 경비대 항법 정보 서비스(U.S. Coast Guard navigation information service): (703) 313-5907, 인터넷 http://www.navcen.uscg.gov/를 통해서도 이용할 수 있습니다. 추가하여, 위성 상태는 NOTAM 시스템으로도 알 수 있습니다.
- b. GNSS 운용 상태는 사용 중인 장비 유형에 따라 달라집니다. GPS 전용 장비 TSO-C129 또는 TSO-C1960의 경우, 비행 계획을 위한 non-precision approach 성능의 운용 상태는 수신기에 내장되어 있거나 별도로 제공되는 예측 프로그램(prediction program)을 통해 제공됩니다.
3. RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) - RAIM은 GPS 수신기가 사용 가능한 위성 신호가 특정 비행 단계의 무결성 요건을 충족하는지 확인함으로써 자체적으로 무결성 모니터링을 수행할 수 있는 기능입니다. RAIM 기능이 없는 경우, 조종사는 GPS 위치의 무결성을 보장할 수 없습니다. RAIM은 조종사에게 즉각적인 피드백을 제공합니다. 위성 제어 단계(satellite control segment)에서 잘못된 위성 송신을 감지하고 수정하기 전에 최대 2시간의 지연이 발생할 수 있기 때문에 이 고장 감지(fault detection)는 PBN의 경우 매우 중요합니다. {나중에 다룰 1-2-1, Performanced-Based Navigation (PBN) and Area Navigation (RNAV), for an introduction to PBN 참조)
- a. RAIM이 위성의 손상된 정보를 제공하는지의 여부를 판단하려면 항행에 필요한 위성 외에 적어도 하나의 위성은 RAIM 기능을 수행하는 receiver에서 보이는 위치에 있어야 합니다. RAIM은 무결성 이상(integrity anomaly)을 감지하기 위해 최소 5개의 위성 또는 4개의 위성과 barometric altimeter input (baro-aiding)이 필요합니다. Baro-aiding은 5번째의 위성 대신 위성 이외의 input source를 사용하여 GPS 무결성 해결책을 강화하는 방법입니다. 일부 GPS receiver는 FDE(Fault Detection and Exclusion; 고장 탐지 및 제거)라 불리는 RAIM 기능을 가지고 있으며, 고장 난 위성을 position solution(위치 계산)에서 제외합니다; FDE 기능이 있는 GPS receiver는 6개의 위성, 또는 baro-aiding을 갖춘 5개의 위성을 필요로 합니다. 이를 통해 GPS receiver가 손상된 위성 신호를 분리하여 position solution(위치 계산)에서 배제하면서도 무결성이 보장되는 위치를 제공할 수 있습니다. Baro-aiding을 이용할 수 있도록 하려면 사용 설명서에 설명된 대로 receiver에 최신 altimeter setting을 입력해야 합니다. GPS vertical error(수직 오류)가 커서 무결성 모니터링 기능이 무효화시킬 수 있기 때문에 GPS에서 얻어진 고도를 사용해서는 안됩니다.
- b. RAIM fault message(고장 메시지)에는 일반적으로 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형의 메시지는 RAIM 무결성 모니터링을 제공할 수 있는 위성이 충분하지 않음을 나타냅니다. GPS navigation solution(항법 계산)이 허용될 수 있지만 계산의 무결성(integrity of the solution)은 보장할 수 없습니다. 두 번째 유형은 RAIM 무결성 감시가 잠재적 오류를 감지했으며 주어진 비행 단계에 대한 navigation solution(항법 계산)에 모순(inconsistency)이 있다는 것을 나타냅니다. RAIM 기능이 없으면, 조종사는 GPS 위치의 정확성을 보장할 수 없습니다.
4. *선택적 유용성(Selective Availability) - SA(Selective Availability; 선택적 가용성)은 GPS의 정확도를 의도적으로 떨어뜨리는 방법입니다. 이 기능은 정확한 GPS 위치 데이터의 적대적 목적으로 사용되지 않도록 하기 위해 설계되었습니다. SA는 2000년 5월 1일에 중단되었지만, 많은 GPS receiver는 SA가 여전히 활성화되어 있다고 가정하에 설계되어 있습니다. 새로운 receiver는 ICAO Annex 10의 성능값(performance values)에 의거한 SA 중단을 이용할 수 있습니다.
- b. GPS의 운용 용도(Operational Use of GPS)
미국 민간 운용자는 승인된 대로 대양 공역(oceanic airspace), 특정 외딴 지역, 국립 공역 시스템(National Airspace Sytstem) 및 기타 국가에서 승인된 GPS 장비를 사용할 수 있습니다. (해당 항공 정보 간행물을 참조하시길 바랍니다.) 원하는 운항을 위해 GPS 이외의 장비가 필요할 수 있습니다. GPS 항법은 VFR(Visual Flight Rules; 시계 비행) 및 IFR(Instrument Flight Rules; 계기 비행) 운항 모두에 사용됩니다.
1. VFR 운항 (VFR Operation)
- a. GPS 항법은 VFR 조종사에게 증가된 항법 기능과 향상된 상황 인식(SA; Situational Awarenes)을 제공하는 자산이 되었습니다. GPS가 VFR 조종사에게 많은 이점을 제공했지만, 시스템 성능을 초과하지 않도록 하기 위해 주의해야 합니다. VFR 조종사는 지문 항법(pilotage)과 추측항법(dead reckoning) 뿐만 아니라 (가능한 경우) *전자 항법(electronic navigation)과 GPS 항법을 통합해야 합니다.
- b. VFR navigation에 사용되는 GPS receiver는 VFR 운항을 지원하는 데 사용되는 완전히 통합된 IFR/VFR 설비부터 휴대용 장비에 이르기까지 다양합니다. 조종사는 항법 정보의 잘못된 사용을 방지하기 위해 비행에 사용하기 전에 receiver의 제한 사항을 이해해야 합니다. (Table 1-1-16 참조) 대부분의 receiver는 사용하기가 쉽지 않습니다. 조종사는 receiver 작동에 사용되는 다양한 key의 입력, knob 기능 및 display를 배워야 합니다. 일부 제작사는 조종사가 장비 작동에 익숙해지는 데 사용할 수 있는 컴퓨터를 이용한 튜토리얼 또는 receiver 시뮬레이션을 제공합니다.
- c. VFR 운항을 위해 GPS를 사용할 경우, RAIM 기능, database 최신화 및 안테나 위치가 중요한 관심사항이 됩니다.
- RAIM Capability (RAIM 기능) - Panel 장착형 VFR GPS receiver와 휴대용 장비는 RAIM alerting 기능을 가지고 있지 않습니다. 이것은 시야에서 필요한 위성 숫자의 부족 또는 위치 오차가 감지되는 것을 조종사에게 경고할 수 없도록 할 수 있습니다. 조종사는 다른 항법 기법과 체계적인 상호 비교를 통해 위치를 확인해야 합니다. 두 위치 사이에 차이가 있을 경우 GPS position을 의심해 보아야 합니다.
- Database Currency (데이터베이스 최신화) - Database의 최신화 여부를 확인해야 합니다. Database는 IFR 운항 시 반드시 업데이트되어야 하며 다른 모든 운항 시에도 업데이트해야 합니다. 하지만 VFR 항법 시 database를 업데이트할 필요는 없습니다. Critical 한 공역 내부나 주변에서는 유효기간이 지난 database와 함께 moving map(이동 지도)를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 유효기간이 지난 database를 사용하는 조종사는 미국 차트 보충판(Chart Supplemnet U.S.), 구역 차트(Sectional Chart), 항로 차트(En route Chart) 등과 같은 최신 항공 산출물(current aeronautical product)을 이용해 waypoint를 확인해야 합니다.
- Antenna Location (안테나 위치) - IFR과 VFR 운항에 사용되는 GPS receiver의 antenna location은 다를 수 있습니다. 일반적으로 VFR antenna는 성능보다는 편의성을 위해 배치되는 반면, IFR 설비는 위성과 함께 선명한 시야(clear view)가 제공됩니다. Clear view가 제공되지 않는 Antenna는 위성 항법 신호가 손실될 가능성이 훨씬 큽니다. 이는 특히 휴대용 GPS receiver의 경우에 해당됩니다. 통상적으로, suction cups(흡착기)은 조종석 창문 안쪽에 GPS antenna를 설치하는 데 사용됩니다. 이 방법은 매우 유용하지만, antenna 위치는 조종석이나 객실로 제한되며, 사용 가능한 모든 위성의 clear view가 제공되는 경우는 거의 없습니다. 따라서 위성 신호를 차단하는 항공기 구조로 인해 신호 손실이 발생하여 항법 능력(navigation capability) 상실을 초래할 수 있습니다. RAIM 기능의 부족과 함께 이러한 손실은 조종사에게 경고 없이 잘못된 위치 및 항법 정보를 제공할 수 있습니다. VFR 운항을 위한 휴대용 GPS의 사용은 규정으로 제한되지 않지만, panel-mounted holder 또는 yoke-mounted holder 설치와 같은 항공기의 modification(개조)는 14 CFR Part 43의 적용을 받습니다. 정비사와 상의하여 규정 준수 및 안전한 설치를 보장합니다.
- d. VFR 항법을 위해 GPS에만 의존해서는 안됩니다. VFR GPS receiver에 적용할 정확성이나 무결성의 기준은 정해져 있지 않습니다. VFR GPS receivere는 정확한 비행경로를 유지하기 위해 VFR 운항 시 다른 유형의 항법 장치와 함께 사용해야 합니다. GPS receiver의 작동 방식에 익숙해져서 머리를 숙이는 시간을 최소화하고 항공기, 지형 및 장애물을 탐색할 수 있도록 항공기 외부를 계속 주시해야 합니다.
- e. VFR waypoint
- VFR waypoint는 area navigation(RNAV; 지역 항법) receiver가 장착된 항공기에서 시각적으로 항행하는 동안 위치 인식을 지원하는 보조 수단을 VFR 조종사에게 제공합니다. VFR waypoint는 최신 항법 절차를 보조하기 위한 수단으로 사용해야 합니다. VFR waypoint 사용에는 지역에 익숙하지 않은 조종사에게 navigation aid, 기존 reporting point의 waypoint 정의, Class B와 Class C 공역 내 및 주변에서의 증진된 항법, 그리고 특수 사용 공역 주변에서의 증진된 항법 제공 등이 포함됩니다. VFR 조종사는 시계 운항을 위해 특별히 발간된 적절하고 최신의 항공 차트에 의존해야 합니다. Terminal Area에서 운항하는 경우, 발간되어 있다면 조종사는 해당 지역에서 사용할 수 있는 Terminal Area Chart를 이용해야 합니다. VFR waypoint를 사용한다고 해서 조종사가 14 CFR Part 91의 운항 조건을 준수할 책임이 경감되는 것은 아닙니다.
- (컴퓨터 입력 또는 비행계획을 위한) VFR waypoint 명칭은 "VP"로 시작하는 5개의 문자로 구성되며 navigation database에서 검색할 수 있습니다. VFR waypoint 명칭은 발음할 수 있도록 의도된 것이 아니며 ATC 통신에 사용하기 위한 것도 아닙니다. VFR 차트에서 단독(stand-alone) VFR waypoint는 IFR waypoint에 사용되는 것과 동일한 사각 별(four-point star) 기호를 사용해 그려집니다. 차트에 visual check point와 일치하는 VFR waypoint는 작은 magenta의 깃발 기호(flag symbol)로 표시됩니다. VFR waypoint는 visual check point의 명칭에 따라 발음할 수 있으며 ATC 통신에 사용할 수 있습니다. 각 VFR wapoint 명칭은 차트의 지리적 위치 근처의 괄호 안에 표시됩니다. 설정된 모든 VFR waypoint에 대한 위도/경도 데이터는 해당 지역 Chart Supplement U.S.(미국 차트 보충판)에서 확인할 수 있습니다.
- VFR waypoint는 IFR flight plan에 사용할 수 없습니다. VFR waypoint가 IFR system에서는 인식되지 않으며 IFR routing의 목적으로 사용해서는 안됩니다.
- 조종사는 VFR flight plan에서 flight route 섹션의 waypoint로 5자리의 문자 identifier를 사용할 수 있습니다. 조종사는 VFR condition에서 운항할 때만 VFR waypoint를 사용할 수 있습니다. Waypoint는 예정된 course change를 나타내거나 계획된 비행경로를 설명할 수 있습니다. VFR 비행 계획서의 제출은 비행경로에서 VOR을 사용하는 방법과 유사합니다.
- 비행 중에 사용하기 위한 VFR waypoint는 지상에 있는 동안 receiver에 load 되어야 합니다. 조종사는 일단 이륙하면 receiver에 route나 VFR waypoint chain을 프로그래밍하는 것을 피해야 합니다.
- 조종사는 VFR waypoint 근처에서 운항하는 동안에는 다른 항공기를 육안 회피하기 위해 특히 경계해야 합니다. GPS 항법의 이용 및 정확도가 높아짐에 따라 VFR waypoint 근처에서 교통량이 증가할 것으로 예상됩니다. 공역 등급에 관계없이, 주변에서 운항하는 다른 항공기에 대한 교통 정보를 얻기 위해 이용 가능한 ATC 주파수를 모니터링해야 합니다. 상세한 정보는 7-6-2항, VFR in Congested Areas를 참조하시면 됩니다.
2. GPS의 IFR 이용 (IFR Use of GPS)
- a. 일반적인 요구 조건(General Requirements). IFR에서 GPS 운항을 하기 위해서는 다음과 같은 사항을 필요로 합니다.
- IFR 운항에 사용되는 GPS 항법 장비는 Technical Standard Order(TSO; 기술 표준 명령) TSO-C129(), TSO C196(), TSO-C145() 또는 TSO-C146()에 명시된 요건에 따라 승인되어야 하며, Advisory Circular(권고 회보) AC20-138, Airworthiness Approval of Positioning and Navigation System에 의거해 설치해야 합니다. TSO-C115a에 따라 승인된 장비는 TSO-C129의 요건을 충족하지는 않습니다. VFR과 휴대용 GPS 시스템은 IFR 항법, 계기 접근 또는 계기 비행의 주요 참조 수단으로 인가되지 않습니다.
- IFR에 따른 운항을 위해 증강되지 않은(un-augmented) GPS(TSO-C129() 또는 TSO-C196())를 사용하는 항공기는 비행 예정 경로를 운항하기에 적합한 인가를 받고, 작동되는 대체 항법 수단을 갖추어야 합니다. (대체 항법 장비의 예로는 VOR 또는 DME/DME/IRU 기능이 있습니다.) RAIM을 무결성 모니터링(integrity monitoring)에 사용할 수 있는 경우 대체 항법 장비의 적극적인 모니터링이 필요하지 않습니다. GPS RAIM 기능이 상실된 경우에는 적극적인 대체 항법 수단의 모니터링이 필요합니다.
- RAIM 기능의 상실이 발생할 것으로 예상되는 경우에 대비해 사용할 수 있는 절차를 수립해야 합니다. RAIM을 사용할 수 없을 것으로 예상되는 상황에서, 비행은 인가된 다른 항법 장비에 의존하거나, RAIM을 사용할 수 있는 곳으로 경로(route)를 변경하거나, departure를 지연시키거나, 비행을 취소해야 합니다.
- GPS 운항은 FAA가 승인한 AFM(aircraft flight manual) 또는 flight manual supplement(비행 매뉴얼 부록)에 따라 수행되어야 합니다. 운항승무원은 항공기에 장착된 특정 GPS 장비, receiver operation manual(수신기 운용 교범), 그리고 AFM 혹은 flight manual supplement를 완전히 숙지해야 합니다. GPS 장비의 조작법, receiver presentation(수신기 표시) 및 기능(capability)은 다양합니다. 서로 다른 브랜드의 GPS receiver, 또는 심지어 동일한 브랜드의 모델이라도 운용에는 이러한 차이가 있기 때문에 철저한 운용 지식 없이 IFR 하에서 GPS 운항을 시도해서는 안됩니다. 대부분 receiver는 simulator 모드가 내장되어 있어 조종사가 항공기에서 운용하기 전에 조작에 익숙해질 수 있도록 도와줍니다.
- IFR 인가된 GPS로 항행하는 항공기는 PBN(성능 기반 항법; Performanced-Based Navigation) 항공기로 간주되며 특별한 장비 접미사(suffix)가 있습니다. ATC flight plan에 부록 4, TBL 4-2에 따라 적절한 장비 접미사를 기록합니다. GPS 항공 전자 장비가 작동하지 않을 경우 조종사는 ATC에 통보하고 탑재 장비 접미사를 수정해야 합니다.
- GPS IFR로 운항하기 전에 조종사는 적절한 NOTAM과 항공 정보를 검토해야 합니다. (GPS NOTAMs/Aeronautical Information 참조)
- b. 데이터베이스 요구조건(Database Requirements). 탑재 항행 데이터는 예정된 운항 지역에 대한 최신의 적합하고 최신의 데이터이어야 하며, departure, arrival, 및 대체 비행장(alternate airfield)에 대해 관련해 코드화 된 terminal airspace procedure(터미널 공역 절차), 항행 안전시설(navigation aids), 그리고 waypoint를 포함하고 있어야 합니다.
1. Terminal 및 en route의 데이터베이스 요건에 대한 추가 데이터베이스 지침은 AC 90-100, U.S. Terminal and En Route Area Navigation (RNAV) Operation에서 확인할 수 있습니다.
2. RNP(Required Navigation Performance; 항행 성능 기준) instrument approach operations(계기 접근 운항), RNP terminal, 그리고 RNP en route requirement에 대한 추가 데이터베이스 지침은 AC 90-105, Approval Guidance for RNP Operations and Barometeric Vertical Navigation in the U.S. National Airspace System에서 확인할 수 있습니다.
3. 비행할 모든 approach procedure는 장비 제작사 또는 다른 FAA 승인 공급원에 의해 제공되는 최신의 탑 항행 데이터베이스에서 검색할 수 있어야 합니다. 시스템은 일련의 waypoint를 수동으로 입력하는 것이 아니라, 항공기 항행 데이터베이스에서 절차를 명칭으로 검색할 수 있어야 합니다. Approach procedure에서 위도(latitude)/경도(longitude) 또는 장소(place)/방위(bearing)를 사용하여 waypoint를 수동으로 입력하는 것은 허용되지 않습니다.
4. 탑재 항행 데이터베이스에서 검색된 procedure나 waypoint를 사용하기 전에 조종사는 데이터베이스의 유효성(validity)을 확인해야 합니다. 이러한 확인에는 다음과 같은 비행 전 그리고 비행 중 단계를 포함해야 합니다.
｜a｜비행 전(Preflight) :
[1] 데이터베이스의 발행 일자를 확인하고 예정 사용일자/시간이 유효기간 만료일자/시간 이전인지를 확인합니다.
[2] 데이터베이스 제공자가 특정 waypoint 또는 procedure의 사용 제한을 공고하지 않았는지 확인합니다.
｜b｜비행 중(Inflight) :
[1] Waypoint 및 Transition name이 procedure chart에 있는 명칭과 일치하는지 확인합니다. 발간된 procedure chart에 표시된 철자와 정확하게 일치하지 않는 waypoint를 사용해서는 안됩니다.
[2] Waypoint가 올바른 순서에 따라 위치가 타당한지, 서로에 대한 방향이 수평과 수직으로 procedure chart 상의 방향과 같은지를 확인합니다.
- [Note] Procedure에서 waypoint의 일반적인 관계 또는 개별적인 waypoint 위치의 타당성의 확인 말고는 각 waypoint의 위도 및 경도, waypoint의 유형 및/또는 고도 제한의 확인에 대한 특별한 요건은 없습니다.
[3] 위의 ｜b｜에 명시된 procedure 타당성(logic) 또는 각 waypoint 위치를 대략적으로 확인한 결과 잠재적인 오차가 나타나면, 위도와 경도, waypoint의 유형과 고도 제한이 발간된 data와 완전히 일치하다는 것이 확인될 때까지 검색된 절차나 waypoint를 사용해서는 안됩니다.
5. 운송용 및 사업용 항공기 운영자는 approved operation specification(인가된 운영 기준)의 해당 규정을 충적해야 합니다.
｜a｜상업용 또는 임대용 항공기의 국내 운항 동안, 운영자는 전환 또는 예비 운영이 가능한 두 번째 항법 시스템을 가지고 있어야 합니다.
｜b｜운영자는 비행할 비행로에 적합한 두 개의 독립된 항법 시스템 또는 적절한 하나의 시스템과 운영자가 안전하게 비행하여 다른 공항에 착륙할 수 있도록 독립적인 backup 성능이 있는 두 번째의 시스템을 갖추어야 하며, 항공기는 충분한 연료를 탑재해야 합니다(14 CFR 121.349, 125.203, 129.17 및 135.165 참조). 이러한 규정은 single point of failure(단일 장애 지점)가 되지 않도록 하여 운항의 안전을 보장합니다.
- Note
Multi-sensor 항법 시스템으로 승인되고 단일 항법 시스템을 갖춘 항공기는 FMS(Flight Management System; 비행 관리 시스템)을 포함하여 항법 시스템의 어느 하나의 구성 요소가 고장 난 경우에도 안전하게 항행하거나 계속 비행할 수 있는 성능을 유지해야 합니다. FMS에 의존하지 않는 VOR 성능을 보유한 경우 이러한 요건을 충족할 수 있습니다.
｜c｜2차 시스템에 대한 요건은 무선 항법 수신기와 같은 시스템의 개별 구성 요소뿐만 아니라 항법 성능을 얻기 위해 필요한 전체 장비의 set에 적용됩니다. 예를 들어 요건을 준수하기 위해 두 개의 RNAV 시스템(예: GPS 및 DME/DME/IRU)을 사용하려면 항공기에 두 개의 독립적인 무선 항법 수신기와 두 개의 독립적인 항법 컴퓨터(예: FMS)가 장착되어 있어야 합니다. 그렇지 않으면 설치되어 운용 가능한 VOR 기능이 있는 단일 RNAV 시스템을 사용하는 요건을 준수하기 위해서는 VOR 성능은 FMS로부터 독립적이어야 합니다.
｜d｜두 개의 독립적인 항법 시스템에 대한 요건을 충족하려면 주 항법 시스템이 GPS 기반인 경우, 두 번째 시스템은 GPS와 독립적이어야 합니다(예: VOR 또는 DME/DME/IRU). 이를 통해 GPS 또는 WAAS service에 장애가 발생한 경우에도 계속해서 항행할 수 있도록 합니다. GPS service의 상실을 초래하는 GPS interference(간섭) 및 test event(시험 운영)가 더 보편화되었다는 것을 인식하고, FAA는 en route(항로) 및 terminal operation의 경우 DME/DME, IRU 또는 VOR, 그리고 final approach의 경우 VOR 및 ILS로 구성된 non-GPS 항법 성능을 유지하기 위해 운영자가 14 CFR 121.349, 125.203, 129.17 및 135.65에 따라 IFR 운항을 하도록 규정하고 있습니다. 이러한 시스템은 reversionary capability(복귀 기능)로 사용되기 때문에 단일 장비로 충분합니다.
3. 대양, 국내 항공로 및 터미널 지역 운항 (Oceanic, Domestic, En Route, and Terminal Area Operations)
- a. 인가를 받은 항공 전자 시스템이 설치된 경우에만 대양 지역에서 GPS IFR 운항을 할 수 있습니다. TSO-C196() 사용자와 Class A1, A2, B1, B2, C1, 또는 C2 운항을 위해 승인된 TSO-C129() GPS 사용자는 dual INS와 같은 다른 인가된 장거리 항법(long-range navigation) 수단 대신 GPS를 사용할 수 있습니다(Table 1-1-5와 1-1-6 참조). 위의 규격을 충족하는 single installaion GPS(단일 설치 GPS)를 갖춘 항공기는 장거리 항법 수단이 필요한 단거리 대양 항공로에서 운항할 수 있습니다(AC 20-138, Appendix 1 참조).
- b. 인가를 받은 항공 전자 시스템이 설치된 경우에만 GPS domestic, en route, 및 terminal IFR 운항을 할 수 있습니다. 조종사는 Class A1, B1, B3, C1, 또는 C3 운항 인가를 받은 TSO-C129()의 GPS, TSO-C196()의 GPS 또는 TSO-C145()나 TSO-C146()을 갖춘 GPS/WAAS를 사용할 수 있습니다. TSO-C129() 혹은 TSO-C196() receiver를 사용하는 경우, 목적지 공항과 필요한 교체 공항(alternate airport)까지의 비행로(route)에 적합한 지상 기반 시설의 모든 것을 수신하기 위해 필요한 항공 전자 장비를 설치하고 운용해야 합니다. 이러한 비행로에 필요한 지상 기반 시설도 운용 가능해야 합니다.
1. TSO-C145() 또는 TSO-C146() GPS/WAAS(Wide Area Augmentation System) system을 설치하고 운용할 경우, 알래스카의 지상 기반 항행 안전시설 운영 service volume 외부에서 GPS en route IFR 운항을 할 수 있습니다. WAAS를 미국에서는 SBAS(Satellite-Based Augmentation System; 위성 기반 보강 시스템)이라고 합니다.
[a] ATC(Air Traffic Control) radar surveillance(레이더 감시)를 받는 동안에는 GPS(TSO-C129()나 TSO-C196())를 갖추거나 ATC radar surveillance가 필요하지 않은 GPS/WAAS (TSO-C145()나 TSO-C146())을 갖출 때 알래스카의 GNSS Q-route에서 항공기를 운항할 수 있습니다.
[b] GPS/WAAS (TSO-C145() 또는 TSO-C146()) 장비를 갖춘 항공기는 알래스카의 GNSS T-route에서만 항공기를 운항할 수 있습니다.
2. GPS/WAAS 항법 시스템을 사용할 경우 en route IFR 운항 시 지상 기반 항법 장비가 설치되고 운용될 필요는 없습니다. GPS/WAAS 항법 시스템이 작동되지 않는 경우, 모든 운영자는 대체 항법 수단을 사용할 수 있어야 합니다.
3. 알래스카 외부의 Q-route 및 T-route(Q-routes and T-routes outside Alaska). Q-route는 현재 시스템 성능이 AC 90-100, U.S> Terminal and En Route Area Navigation (RNAV) Operation에 언급된 기준을 충족하는 GPS, GPS/WASS, 또는 DME/DME/IRU RNAV 시스템을 필요로 합니다. T-route에서는 GPS 또는 GPS/WAAS 장비를 필요로 합니다.
- Reference; AIM, Paragraph 5-3-4, Airways and Route Ststems
- c. 인가를 받은 항공 전자 시스템이 설치되고 다음과 같은 요건을 충족한 경우, GPS IFR approach/departure 운항을 할 수 있습니다.
1. 항공기는 Class A1, B1, B3, C1이나 C3의 TSO-C145() 또는 TSO-C146() 또는 TSO-C196() 또는 TSO-C129()입니다.
2. Approach/Deaparture는 항법 컴퓨터(navigation computer)의 최신 탑재 항행 데이터베이스(airborne navigation databases)에서 검색할 수 있어야 합니다. 시스템은 항공기 항행 데이터베이스(aircraft navigation database)에서 명칭(name)으로 procedure를 검색할 수 있어야 합니다. Approach procedure에서 위도(latitude)/경도(longitude) 또는 장소(place)/방위(bearing)를 이용한 waypoint의 수동 입력은 허용되지 않습니다.
3. GPS instrument approach/departure 비행을 위한 승인은 미국 공역으로 제한됩니다.
4. 그 밖의 공역에서 GPS를 사용하려면 특별히 FAA 기관의 승인을 받아야 합니다.
5. 미국 외부의 GPS instrument approach/departure 운항은 해당 국가 기관의 승인을 받아야 합니다.
4. 출발 및 계기 출발 절차 {Departures and Instrument Departure Procedure (DPs)}
발간된 IFR charted departure 및 DPs로 비행하기 위해서 GPS receiver는 terminal (±1NM) CDI 감도(sensitivity)와 데이터베이스에 포함된 navigation route로 설정되어야 합니다. Terminal RAIM은 receiver에 의해 자동으로 제공되어야 합니다(waypoint가 첫 번째 목적지로 direct하지 않고 active flight plan의 일부가 아닌 경우 departure를 위한 Terminal RAIM을 사용할 수 없습니다). DP의 특정 segment는 특히 radar가 course로 vector 되거나 waypoint까지 특정 course를 intercept 해야 될 때 조종사에 의한 수동 조종이 필요할 수 있습니다. 데이터베이스는 모든 활주로로부터의 모든 transition 또는 departure를 포함하지 않을 수 있으며, 일부 GPS receiver에는 데이터베이스에 DP를 포함하지 않습니다. 헬리콥터 departure procedure와 missed approach는 고정익 OCS(Obstacle Clearance Surface; 장애물 회피 표면)의 두 배인 20:1 OCS를 적용하기 때문에 헬리콥터 procedure에서는 70 knots 이하로 비행해야 하며, 선회 지역(turning area) 또한 이 속도를 기준으로 합니다.
5. GPS 계기 접근 절차 (GPS Instrument Approach Procedures)
- a. GPS overlay approach(중첩 접근)은 조종사가 GPS 항공 전자 장비를 사용하여 비행할 수 있는 지정된 non-precision instrument approach procedure입니다. LOC(Localizer), LDA(Localizer type Directional Aid), SDF(Simplified Direcional Facility) proceudes는 승인되지 않습니다. Overlay procedure는 title의 "name of procedure(절차명)"과 "or GPS" (예, VOR/DME or GPS RWY 15)로 식별됩니다. 승인된 procedure는 최신의 탑재 navigation database에서 검색할 수 있어야 합니다. Navigation database는 또한 기존의 NAVAID approach 정보에 대한 정보를 포함하는 map을 표시함으로써 위치 파악 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 approach information은 GPS overlay approach과 혼동해서는 안됩니다(navigation database에서 이러한 approach를 식별하는 방법에 대한 자세한 내용은 receiver operating manual, AFM, 또는 AFM supplement를 참조하면 됩니다).
- Note
Overlay approach는 5-4-5m장, Area Navigation (RNAV) Instrument Approach Charts, for stand-alone GPS approaches에 기술된 설계 기준을 준수하지 않습니다. Overlay approach 기준은 ground-based NAVAID approach에 사용되는 설계 기준에 기초합니다.
- b. GPS 시스템을 위해 특별히 설계된 Stand-alone approach procedure는 기존의 많은 overlay approach를 대체하고 있습니다. Title에 "GPS"가 포함된 모든 approach(예, "VOR or GPS RWY 24", "GPS RWY 24", 또는 "RNAV (GPS) RWY 24")는 GPS를 사용하여 비행할 수 있습니다. GPS를 갖춘 항공기는 approach 시 기본적인 ground-based NAVAIDs 또는 관련된 항공 전자 장비를 필요로 하지 않습니다. 가능한 경우, ground-based NAVAIDs를 사용하여 기본 approach를 monitoring 하는 것이 좋습니다. GPS title을 사용하여 기존 overlay approach를 요청할 수 있습니다; 예를 들면, VOR or GPS RWY 24는 "GPS RWY 24"로 요청할 수 있습니다. 일부 GPS procedure에는 기본적인 RNAV approach과 더불어 TAA(Terminal Arrival Area; 터미널 도착 구역)이 포함되어 있습니다.
- c. 비행 계획을 위해, TSO-C129()와 TSO-C196()가 장착된 사용자(GPS 사용자)는 항법 시스템에 FDE(Fault Detection and Exclusion) 기능이 있으며 RNAV (GPS) approach가 있는 공항에서 비행 전 RAIM prediction을 수행합니다. 그리고 GPS 기반 IAP를 수행하기 위한 적절한 지식과 필요한 교육 및/또는 승인을 보유하고 목적지 공항 또는 교체 공항에 GPS 기반 IAP를 기반으로 하는 비행 계획서를 제출할 수 있지만 두 곳 모두에는 제출할 수 없습니다. 조종사는 교체 공항에서 다음과 같은 계획을 수립할 수 있습니다.
1. LNAV(Lateral Navigation) 또는 Circling MDA(Minimum Descent Altitude)
2. 인가된 baro-VNAV(barometric Vertical Navigation) 장비를 갖추고 사용하는 경우, LNAV/VNAV DA
3. 인가된 baro-VNAV 장비를 사용하는 특별히 승인된 사용자이고 조종사가 인가된 prediction program을 통해 RNP(Required Navigation Performance) availability(가용성)을 확인한 경우 RNAV(RNP) IAP의 RNP 0.3 DA
- d. 위의 조건들을 충족할 수 없는 경우, 필요한 교체 공항은 도착 예정 시간에 운영되어 이용할 수 있을 것으로 예상되며 항공기가 비행할 수 있는 장비를 갖추고 있는 GPS 기반 이외의 승인된 계기 접근 절차를 갖추어야 합니다.
- e. GPS 접근 수행 절차 (Procedures for Accomplishing GPS Approaches)
1. RNAV (GPS) procedure는 TAA(Terminal Arrival Area)와 연관될 수 있습니다. RNAV procedure의 기본 설계는 "T" design이거나 "T"의 변형 design입니다(5-4-5d장, Terminal Arrival Area (TAA), for complete information 참조).
2. IAWP(Initial Approach WayPoint) 또는 feeder fix로부터 완전한 접근을 할 RNAV (GPS) approach에 대해 조종사는 ATC의 허가를 받아야 합니다. Intermediate fix에서 임의로 approach procedure에 진입하는 경우, terrain clearance가 보장되지 않습니다.
3. 항법 시스템에 approach가 load 되면 GPS receiver가 airport/heliport reference point로부터 직선거리 30NM을 "arm"으로 알려줍니다. 만약 approach mode가 arm 되지 않았을 경우 조종사는 이 시점에 approach mode를 arm 해야 합니다(일부 receiver는 자동적으로 arm 됩니다). Approach mode가 arm 되지 않으면 receiver는 중심선의 양 측면 ±5NM의 en route CDI 및 RAIM 감도(sensitivity)에서 ±1NM의 termianl sensitivity로 변하지 않습니다. IAWP가 30 mile 지점 이내에 있을 경우, approach mode가 arm 되고 항공기가 airport/heliport reference point로부터 30 NM 내에 있으면 CDE sensitivity의 변화가 생길 것입니다. IAWP가 airport/heliport reference point로부터 30NM를 초과하고 approach가 arm 되어 있는 경우, CDI sensitivity는 항공기가 airport/heliport reference point 이내에 있을 때까지 변하지 않습니다. Feeder route obstacle clearance는 receiver가 termianl (±1NM) CDE sensitivity 및 airport/heliport reference point 30NM 이내에 있는 RAIM에 의해 예측됩니다. 따라서 receiver는 항상 30NM announciation 상태 표시보다 늦지 않게 (필요한 경우) arm 되어야 합니다.
4. 조종사는 특정 receiver가 turn anticipation을 계산하기 위해 사용하는 angle/turn rate와 wind와 airspeed가 receiver 계산에 포함되는지 여부를 알아야 합니다. 이 정보는 receiver operating manual에 포함되어 있어야 합니다. Final approach course로의 over banking이나 under banking은 course 진입을 상당히 지연시킬 수 있고, 다음 segement 고도에 도달하기 위해서 높은 descent rate를 초래할 수 있습니다.
5. Approach mode가 arm 되고 FAWP(Final Approach WayPoint)의 2NM 이내로 접근할 경우 approach mode가 active 되며, 그 결과 RAIM과 CDI가 approach sensitivity로 변경됩니다. FAWP 이전 2NM부터 최대 범위 CDI sensitivity가 FAWP에서 ±1NM에서 ±0.3NM로 유연하게 변화됩니다. FAWP에 접근하면서 CDI sensitivity가 ±1NM에서 ±0.3NM까지 변함에 따라 이에 상응하여 CDI가 중앙에 있지 않고 변위가 증가하는 경우, 항공기가 허용 가능한 intercept heading임에도 불구하고 의도하는 course에서 훨씬 멀리 떨어진 것 같은 느낌을 줄 수 있습니다. Approach mode에서 digital track displacement information(cross track error)을 참조할 수 있다면, 이러한 상황에서 조종사가 향하고자 하는 위치를 유지하는데 도움을 줄 수 있습니다. 2NM에서 sensitivity 변화가 시작되기 전에 final approach course로 진입을 완료하는 것은 ramp down 중에 CDI display를 해석하는 데 문제가 발생하지 않도록 하는 데 도움이 됩니다. 따라서 FAWP 2NM 이내의 final approach course로 항공기를 진입하게 할 수 있는 vector를 요청하거나 수락하는 것은 권장되지 않습니다.
6. Final로 vector를 받고 있는 경우, 대부분의 receiver operating manual은 receiver를 FAWP에서 non-sequencing mode에 놓고 수동으로 course를 설정할 것을 권장합니다. 이는 항공기가 활주로 방향과 정렬된 기존 segment의 외부의 final approach course로 vector 될 경우 연장된 final approach course를 제공합니다. Assigned altitude는 발간된 approach 구간에 진입할 때까지 유지되어야 합니다. FAWP 또는 step down fix 외부 waypoint에서의 required altitude를 고려해야 합니다. 적절한 location에서 강하하기 위해 FAWP까지의 거리를 계산하는 것이 필요할 수 있습니다.
7. Approach 중 자동으로 선택된 sensitivity를 중단하면 approach mode annuciation은 중지됩니다. Approach mode가 FAWP 전까지 arm 되지 않았다면, FAWP 2NM 이전에 approach mode는 active 되지 않으며 장비에는 flag 표시가 나타납니다. 이러한 조건에서 RAIM과 CDI sensitivity는 급격히 저하되지 않으며, 조종사는 DMA까지 강하하지 말고 MAWP까지 비행하여 missed approach를 해야 합니다. FAWP 이전에 approach mode가 active 되었는지 확인하기 위해 approach active annuciator 및/또는 receiver를 확인해야 합니다.
8. 탑재 데이터베이스의 procedure가 최신화되어 있고, approach chart에 "GPS"로 식별되지 않는 한 approach를 시도해서는 안됩니다. 항법 데이터베이스에는 일반적으로 map을 제공하여 위치 파악 능력을 향상시키는 non-overlay approach procedure에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있으며, 동시에 기존의 NAVAID를 사용하여 이러한 approach를 할 수 있습니다. 이러한 approach 정보는 GPS overlay approach와 혼동해서는 안됩니다(항법 데이터베이스에서 이러한 procedure를 식별하는 방법에 대한 자세한 내용은 receiver operating manual, AFM, 또는 AFM 부록을 참조). Approach 시 point to point(지점 간) 비행은 발간된 approach procedure의 준수를 보장하지는 않습니다. 적절한 RAIM sensitivity를 사용할 수 없으며 CDI sensitivity는 자동으로 ±0.3NM로 변하지 않습니다. 수동으로 CDI sensitivity를 설정해도 일부 receiver의 RAIM sensitivity는 자동으로 변하지 않습니다. 현재 일부 non-precision approach procedure는 GPS와 함께 사용할 수 있도록 코딩할 수 없으며 overlay로 사용할 수 없습니다.
9. 조종사는 holding pattern, 그리고 overlay approach의 경우 procedure turn과 같은 운항 시에는 각별한 주의를 기울여 GPS receiver를 정확하게 운용해야 합니다. 이러한 procedure들은 receiver에 의한 waypoint sequencing을 중지시키고, maneuver가 완료된 후 automatic GPS navigation sequencing를 재개하기 위해 조종사의 수동 조종을 필요로 할 수 있습니다. 동일한 waypoint가 비행경로에 연속적으로 두 번 이상 나타날 수 있습니다(예를 들면, procedure turn에서 IAWP, FAWP, MAHWP). 특히 하나 이상의 fly-over를 skip 할 경우, receiver가 비행 중인 procedure의 segment에 대해 적절한 waypoint로 전환되는지 주의를 기울여야 합니다(예; procedure turn으로 비행하지 않는 경우 IAWP가 아닌 FAWP). 조종사는 waypoint의 순서에 따라 적절한 장소에서 GPS automatic sequencing이 시작되도록 하기 위해 동일한 waypoint의 하나 이상의 fly-over를 지나쳐 sequence 해야 할 수 있습니다.
10. GPS receiver에 대한 부정확한 입력은 특히 approach 중에 위험합니다. 경우에 따라 부정확한 입력이 receiver의 approach mode를 중단시키는 원인이 될 수 있습니다.
11. DME fix로 식별된 overlay approach 상의 fix는 발간된 name이 없는 한 GPS receiver의 waypoint sequence에 포함되지 않습니다. Name이 부여되어 있다면, waypoint까지의 ATD(Along Track Distance)는 approach chart에 명시된 DME가 아니라 0이 될 수도 있습니다. 조종사는 본래의 approach에 DME가 사용된 overlay procedure에서 이러한 점에 주의를 기울여야 합니다.
12. VDP(Visual Descent Point)가 발간된 경우, waypoint의 sequence에 포함되지 않습니다. 조종사들은 ATD와 같은 visual descent를 시작하기 위해 일반적인 조종 기술을 사용해야 합니다.
13. Final approach segment의 명칭이 부여되지 않은 stepdown fix는 항공기의 navigation database의 waypoint sequence에 코딩될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며 ATD를 이용해 식별해야 합니다. RNAV (GPS) approach의 final approach segment에서 stepdown fix는 ATD로 식별될 뿐만 아니라 명칭이 부여됩니다. 그러나, GPS 항공전자 장비는 FAF와 MAP 간의 waypoint를 제공할 수도, 제공하지 않을 수도 있습니다. 조종사는 GPS 장비의 기능을 알고 있어야 하며, 필요할 경우 ATD를 이용하여 stepdown fix를 계속 확인해야 합니다.
- f. 실패 접근 (Missed Approach)
1. GPS missed approach는 MAWP를 지나 procedure의 missed approach 부분까지 receiver가 sequence 하기 위한 조종사의 조치가 필요합니다. 조종사는 항공기에 설치된 특정 GPS receiver의 작동 절차를 완전히 알고 있어야 하며, MAWP를 지난 이후에 적절한 조치를 취해야 합니다. MAWP 이전에 missed approach를 하는 것은 CDI sensitivity가 즉시 terminal (±1NM) sensitivity로 변하게 하는 원인이 될 수 있으며, receiver는 MAWP까지 계속 항행하도록 할 것입니다. Receiver는 MAWP를 지나 sequence 되지 않습니다. MAWP 이전에 선회를 시작해서는 안됩니다. Missed approach를 하지 않은 경우, GPS receiver는 inbound final approach course의 연장선을 표시하고 MAWP를 통과한 이후 ATD는 수동으로 sequence 할 때까지 MAWP로부터 증가합니다.
2. 첫 번째 track이 다음 waypoint로 direct하지 않고 course를 경유하는 missed approach routing은 course를 설정하기 위해 조종사의 추가 조치가 필요합니다. 비행 단계에서 필요한 모든 input을 숙지하는 것이 특히 중요합니다.
- g. Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM) (수신기 자율 무결성 모니터링)
1. RAIM outage(운용 중지)는 불충분한 위성의 수, 또는 위치 계산에서 오차를 더 증가시킬 수 있는 위성의 부적합한 기하학적(geometry) 구조로 인해 발생할 수 있습니다. 위성 신호 수신 및 RAIM warning의 상실은 (pitch 또는 bank angle의 변화와 같은) 항공기 기동으로 인해 발생할 수 있습니다. 항공기의 안테나 위치, 수평선에 대한 위성의 위치와 항공기 자세는 하나 이상의 위성 신호의 수신에 영향을 미칠 수 있습니다. 위성의 상대적인 위치는 계속 변하기 때문에 공항에서 이전에 수신이 되었다고 언제나 수신을 보장하는 것은 아니며, RAIM availability(가용성)을 항상 점검해야 합니다.
2. 민간 조종사는 제조업체가 제공하는 RAIM prediction 도구를 사용하거나, FAA en route와 termianl RAIM prediction website에서 SAPT(Service Availability Prediction Tool)를 사용하여 비정밀 접근 절차에 대한 GPS RAIM availability 정보를 얻을 수 있습니다. 조종사들은 또한 preflight briefing 동안 FSS(Flight Service Station)로부터 GPS RAIM aeronautical information(항공 정보)을 요청할 수 있습니다. GPS RAIM aeronautical information은 3시간 동안(예: 1215 시간에 도착할 예정인 경우 GPS RAIM information은 1100~1400 시간 사이에 제공됨) 또는 특정 공항에서 24시간 동안 얻을 수 있습니다. FAA briefer는 조종사가 특정 시(기)간(timeframe)을 요청하지 않는 한, ETA ±1시간 동안 RAIM information을 제공합니다. 발간된 GPS departure를 비행하는 경우, departure 공항에 대한 RAIM prediction 또한 요청해야 합니다.
3. 군은 군용 비행장에서 비정밀 접근 절차를 위해 비행장 전용 GPS RAIM NOTAM을 제공합니다. RAIM outage(운용 중지)는 M-series NOTAM으로 발행되며 요청 시점으로부터 최대 24시간 동안 얻을 수 있습니다.
4. Receiver 제조업체 및/또는 database 공급업체는 데이터베이스 오류와 관련된 "NOTAM" type information을 제공할 수 있습니다. 조종사는 전자 데이터베이스에 관한 최신 정보를 가지고 있는지 확인하기 위해 가능한 경우 이러한 출처를 점검해야 합니다.
5. 만약 RAIM을 사용할 수 없는 경우, 다른 유형의 항법 민 approach 시스템을 이용하거나, 다른 route 또는 목적지를 선택하거나, arrival 시 RAIM을 사용할 수 있을 것으로 예상될 때까지 운항을 delay 해야 합니다. 장거리 비행의 경우 조종사는 비행하는 동안 목적지에 대한 RAIM prediction을 재점검을 고려해야 합니다. 이렇게 함으로써 이륙 이후에 발생한 예기치 않은 위성의 outage(운용 중지)를 조기에 인지할 수 있습니다.
6. FAWP(Final Approach WayPoint) 이전에 RAIM failure(고장)/status(상태) annunciation(알림)이 발생할 경우, GPS가 더 이상 integrity(무결성)을 제공하지 않기 때문에 approach를 계속해서는 안됩니다. Receiver는 RAIM을 approach mode로 들어가기 위한 조건으로 사용할 수 있도록 FAWP 2NM 이전에 RAIM prediction을 수행해야 합니다. 조종사는 receiver가 FAWP 이전에 "Armed"에서 "Approach"로 sequence 되었는지 확인해야 합니다(일반적으로 2NM 이전에 발생). Sequence에 실패하는 것은 위성 이상 탐지, receiver arm의 실패(필요한 경우) 또는 approach를 계속할 수 없도록 하는 다른 문제가 있다는 의미일 수 있습니다.
7. 만약 receiver가 approach mode로 sequence 되지 않거나 FAWP 이전에 RAIM failure(고장)/status(상태) annuciation(알림)이 발생하는 경우, 조종사는 approach를 시작하거나 강하를 해서는 안되며, FAWP를 경유해 MAWP(Missed Approach WayPoint)까지 진행하여 missed approach를 수행하고 가능한 한 빨리 ATC와 교신해야 합니다. RAIM flag/status annunciation이 나타난 후에도 계속해서 GPS receiver를 운용할 수 있지만, 항법 정보는 단지 참고사항(advisory)으로만 고려되어야 합니다. FAF 이전에 RAIM 기능 상실과 관련된 특정 표시 및 지침에 대해서는 receiver operating manual을 참조하시면 됩니다.
8. FAWP 이후에 RAIM flag/status annunciation이 나타날 경우, 조종사는 climb을 시작하고 missed approach를 해야 합니다. RAIM flag/status annuciation이 나타난 이후에도 GPS receiver는 계속해서 운용할 수 있지만, 항법 정보는 단지 권고 사항(advisory)으로만 간주해야 합니다. RAIM annunciation 중 operating mode information은 receiver operating manual을 참조하시면 됩니다.
- h. Waypoints
1. GPS receiver는 하나의 지정된 지점에서 항공기 탑재 항행 데이터베이스에서 검색된 다른 지점으로 항행합니다. Waypoint(발음이 가능한 5자리 문자의 명칭), 기존의 VHF 교차 지점, 발음이 가능한 5자리 문자의 명칭 및 3자리 문자의 NAVAID ID를 갖고 있는 DME fix가 이러한 지점이 됩니다. 각 waypoint는 위도/경도 지리적 좌표로 나타내는 지리적 위치입니다. 이러한 5자리 문자의 waypoint, VHF 교차 지점, 발음이 가능한 5자리 문자의 DME fix 및 3자리 문자의 NAVAID ID는 다양항 FAA 항법 산출물(IFR Enroute Charts, VFR Charts, Terminal Procedure Publications 등)에 게시되어 있습니다.
2. CNF(Computer Navigation Fix)는 위도/경도 좌표로 나타낸 지점으로 PBN(Performanced-Based Navigation) 운항을 지원하는 데 필요합니다. GPS receiver는 point에서 point로 항행하기 위해 waypoint와 관련된 CNF를 사용합니다. 그러나 CNF는 ATC에 사용되지는 않습니다. ATC는 자체 database에 CNF를 유지 관리하지 않으며 항공 교통관제 목적으로 CNF를 사용하지도 않습니다. CNF는 단지 조언(advisory) 목적으로 FAA 항공 항법 산출물에 차트화 되어 차트 범례에 목록화될 수도 있습니다. 조종사는 point to point(지점 간) 항행, 비행 계획의 제출, 또는 항공기/ATC 통신에 CNF를 사용해서는 안됩니다. 항공 차트 상에 표시된 CNF는 항공기 database 비행경로의 지점을 항공 차트의 지점으로 식별함으로써 조종사의 상황인식(SA)을 높일 수 있도록 합니다. CNF는 waypoint처럼 발음할 수 없고 괄호 안에 나타낼 수 있는 무작위의 5자리 문자 식별자입니다. 결국 모든 CNF는 문자 "CF"로 시작하여 "CF" 다음에 3자리의 자음으로 표기됩니다(예 : CFWBG). 이러한 5자리 식별자(identifier)는 enroute chart의 "x" 다음에서 볼 수 있으며, approach chart에서도 볼 수 있습니다. 터미널 절차 간행물(terminal procedures publication)의 instrument approach procedures (charts)에서 CNF는 명칭이 부여되지 않은 DME fix, DME arc의 시작 지점과 끝 지점, 그리고 일부 GPS overlay approach의 sensor(지상 기반 신호 즉, VOR, NDB, ILS) final approach fix를 대신할 수 있습니다. 이러한 CNF는 ground-based sensor approach를 반영하는 overlay approach를 할 수 있도록 하는 procedure 상의 point와 함께 GPS를 제공합니다. 이러한 point는 항행을 위한 GPS system에만 사용되어야 하며, 조종사는 approach 시에 다른 목적으로 이를 사용해서는 안됩니다. CNF 개념은 ICAO(the International Civil Aviation Organization, 국제 민간 항공 기구)에 의해 채택되거나 승인되지는 않았습니다.
3. GPS approach는 approach 시에 비행로 구간으로 진입하기 위해 fly-over 및 fly-by waypoint를 이용합니다. Fly-by waypoint는 항공기가 항로를 따라 다음 waypoint의 course로 선회하기 위해 현재의 waypoint보다 먼저 선회함으로써 두 segement를 연결합니다. 이를 turn anticipation(예상 선회)라고 하며, 공역 및 지형 회피를 위해 보정됩니다. MAWP(Missed Approach WayPoint)는 항상 fly-over waypoint입니다. Holding waypoint는 항법 데이터베이스에서 항상 fly-over waypoint로 설계되지만, holding waytpoint가 procedure 상에 다른 목적으로 사용되고 두 가지 event 모두 waypoint가 fly-over event여야 하는 경우를 제외하고 fly-by event로 차트화 될 수 있습니다. 예를 들어, NoPT 비행로의 IF로 사용될 경우 fly-by waypoint로, 동일한 waypoint가 IAF/IF hold-in-lieu of PT로 사용될 경우 fly-over waypoint의 두 가지 용도로 사용될 수 있습니다. Waypoint는 한 가지 방법으로만 차트화 할 수 있으므로, 이러한 상황이 발생하면 fly- by waypoint 기호는 waypoint의 모든 사용에 차트화 됩니다.
4. 각 공항의 명칭이 부여되지 않은 waypoint는 데이터베이스에서 고유하게 식별됩니다. 식별자(identifier)는 다른 공항에서 사용될 수 있지만(예를 들어, RW36는 runway 36가 있는 각 공항의 identifier가 될 수 있습니다.), 각 공항에서 실제 지점은 특정 위도/경도 좌표에 의해 나타납니다.
5. 일반적으로 MAWP라고 하는 runway thershold waypoint는 5자리의 문자 식별자(예, SNEEZ)를 가지거나 RW##(예, RW36, RW36L)로 부호화됩니다. Runway threshold에 위치하는 MAWP는 RW## 식별자로 변경되고 있지만, threshold에 위치하지 않은 MAWP는 5자리의 문자 식별자를 갖게 됩니다. 이것은 모든 변경이 완료될 때까지 차트가 항공기 데이터베이스와 다를 수 있습니다. Runway threshold waypoint는 대부분의 GPS approach에서 MSA(Minimum Safe Altitude, 최저 안전 고도)의 중심으로도 사용됩니다.
- i. Position Orientation (위치 파악)
조종사는 GPS를 사용하는 동안 위치 파악에 각별한 주의를 기울여야 합니다. Distance 및 track 정보는 fixed navigation aid가 아닌 다음 active waypoint까지 제공됩니다. Receiver는 route의 다른 waypoint와의 근접성으로 인해 vector를 받고 있거나 기상으로 인해 route를 이탈하는 경우와 같이 조종사가 active route를 따라 비행하지 않을 때 sequence 할 수 있습니다. 이는 receiver를 non-sequencing mode로 설정함으로써 예방할 수 있습니다. Receiver가 non-sequencing mode일 경우, 선택된 waypoint까지의 bearing과 distance가 제공되며, auto sequence mode로 돌려놓거나 조종사가 다른 waypoint를 선택할 때까지 receiver는 route의 다음 waypoint로 sequence 되지 않습니다. Receiver가 VOR 또는 ILS ground station에 대한 DME가 아닌 다음 waypoint에 대한 ATD(Along-Track Distance)를 표시하기 때문에 조종사는 stepdown fix 및 overlay approach 시 다른 point까지의 ATD를 산출해야 할 수도 있습니다.
- j. Impact of Magnetic Variation on PBN Systems (PBN system의 자기 편차 영향)
1. PBN systems과 지상 기반 NAVAID IFP(Instrument Flight Procedures), enroute chart, approach chart, SID/STAR(Standard Instrument Departure/Standard Terminal Arrival) chart 상에 표기되어 있는 magnetic course 간에는 차이가 있을 수 있습니다. 이러한 차이는 magnetic course를 계산에 사용된 magnetic variance(자기 편차)로 인한 것입니다. Instrument procedure의 모든 leg는 먼저 진북(true north)을 기준으로 원하는 ground track(지상 항적)을 따라 계산됩니다. 그런 다음 magnetic variation correction이 true course에 적용되어 publication을 위한 magnetic course를 계산합니다. Procedure의 유형에 따라 true course에 추가되는 magnetic variation 값이 결정됩니다. 지상 기반 NAVAID IFP는 기록되어 있는 시설의 magnetic variation을 true course에 적용하여 차트화 된 magnetic course를 얻습니다. PBN procedure에 대한 magnetic course는 두 가지의 다른 방식으로 계산됩니다. SID/STAR procedure에서는 기록되어 있는 공항의 magnetic variation을 사용하고, IFR enroute chart에서는 magnetic reference bearing을 이용합니다. PBN system은 true north에 항공기 position에 기반한 알고리즘으로 계산된 magnetic variation을 더하거나 자체 항법 데이터베이스에 코드화 된 magnetic variation을 더하여 보장합니다. 이것은 PBN system과 procedure designer가 서로 다른 magnetic variation을 이용하는 결과를 초래할 수 있으며, 이로 인해 PBN system에 의해 표시되는 magnetic course와 IFP plate에 실려 있는 magnetic course를 서로 다르게 하는 원인이 될 수 있습니다. 그러나 (VOR/DME RNAV 장비를 제외하고) PBN system은 true north를 기준으로 항행하며, 조종사 참조용으로만 magnetic course를 표시한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 따라서 최신의 정확한 항행 데이터베이스를 갖추고 정상적으로 작동하는 PBN system은 magnetic variation의 적용으로 인해 표시될 수 있는 magnetic course의 차이에도 불고하고 load 된 instrument procedure에 대해 정확한 ground track으로 비행해야 합니다. Approach chart와 항법 데이터베이스에 대한 PBN system 항공 전자 장비 적용 간에 중요한 차이가 발생할 경우, NOTAM으로 published approach chart가 우선합니다.
2. PBN system 항공 전자 장비 *geodesic path(측지선 경로)의 산출, waypoint 간의 distance, magnetic variation 적용의 차이 때문에 waypoint로의 course는 이전의 waypoint를 떠나는 course와 항상 180° 다른 것은 아닙니다. PBN system distance-waypoint 값은 다음 waypoint까지 계산된 ATD이며, 기본 proceudre에 published DME 값은 station까지 측정된 slant-range(경사 거리) distance이기 때문에 distance의 변동이 발생할 수 있습니다. 이 차이는 항공기 고도가 높아질수록, 그리고 NAVAID에 가까워질수록 증가합니다.
- k. GPS Familiarization (GPS 숙달)
조종사는 IMC(Instrument Meteorological Conditions)에서 비행을 하기 전에 장비(수신기 및 설비)의 모든 면에 완전히 숙달될 때까지 VMC(Visual Meteorological Conditions)에서 GPS approach를 연습해야 합니다. 조종사는 다음과 같은 분야에 숙달되어야 합니다.
- RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) 예측 기능 사용
- 필요한 경우, terminal RAIM을 departure에 사용할 수 있다는 조건 하에서 terminal CDI sensitivity의 설정을 포함하여 flight plan에 DP를 입력
- 목적지 공항 프로그래밍(programming)
- (특히 procedure turn과 arc) Approach의 프로그래밍 및 비행
- Approach를 선택한 이후 다른 approach로 변경
- "direct" missed approach 프로그래밍 및 비행
- "routed" missed approach 프로그래밍 및 비행
- 특히 holding pattern에 두 번째 waypoint가 있는 approach에서 holding pattern의 entering, flying 및 exiting
- Holding pattern으로부터 "route" 프로그래밍 및 비행
- Intermediate segment까지 radar vector에 의한 approach 프로그래밍 및 비행
- FAWP 이전과 이후에서 RAIM 고장 시 요구되는 조치사항 식별
- VOR로부터의 radial과 distance 프로그래밍 (종종 departure instruction에 사용됨)
※ Aeronautical Information Manual (AIM) Basic with Change 1 (PDF) (Effective 12/2/2021) 해석
- Ephemeris (궤도력) : GPS 위성으로부터 제공되는 각 위성의 위치 정보. GPS를 이용하여 측량할 경우 GPS 위성의 궤도 오차, 수신기 및 위성의 시계 오차, 이온층 및 대류층에 의한 오차 등 여러 가지 오차 요인이 존재. 특히 GPS에 의한 위치 관측은 GPS 위성과 수신기 사이의 거리와 위성의 위치 자료, 즉 위성의 궤도력을 이용하여 이루어지므로 궤도력이 부정확할수록 지상에서의 위치 관측 정밀도 역시 떨어짐.
- Selective Availability (선택적 유용성) : 미국 궁방부에서 군사용으로 개발한 GPS 위성을 민간용으로 전환하면서, 민간용 단말기에서 정확한 위치 데이터 파악이 어렵도록 위성에서 암호화된 에러 코드를 함께 송출하도록 한 것.
- Electronic navigation (전자 항법) : 지상 무선국이나 위성에서 송신하는 전파를 이용하거나 항공기에 탑재된 전자 시스템을 이용하여 현재 위치, 시간, 거리 등을 파악하여 항행하는 방법
- Geodesic (측지선) : 타원체상에 있는 두 측점 사이의 타원 체면을 따라 이루어진 거리