- PBN(Performance-Based Navigation)
지상장비에 의존하던 전통적 운항방식과 달리 항공기 자체의 성능 및 위성을 이용하여 운항하는 지역 항법을 의미합니다. PBN의 요건을 충족하는 항공기의 경우, 명시된 RNAV 또는 RNP의 정확도가 비행 시간의 95% 이상 충족되어야 합니다.
- RNAV(Area Navigation)
지상 또는 우주의 항행안전시설과 자립 항법 시스템을 이용하거나 이들의 조합 내에서 원하는 두 지점 간의 최단거리 비행 또는 가장 효율적인 항로 비행을 가능하게 해주는 항법을 말합니다. 앞으로 지상 기반 항행안전시설에 의해 지정된 항공로 대신 RNAV의 사용에 대한 의존이 증가할 것으로 전망하고 있습니다.
RNAV x라는 용어는 명시된 lateral accuracy value를 가지는 특정 항법 사양(specification)을 의미합니다.
DP(Departure Procedure) 및 STAR(Standard Terminal Arrivals)를 포함한 RNAV route와 terminal procedure는 RNAV system을 염두에 두고 설계되고 있습니다.
RNAV의 잠재적인 이점은 다음과 같습니다.
- 시간 및 연료의 절약
- Radar vector, altitude and speed 배정의 의존을 줄임으로써 ATC 혼잡의 감소
- 효율적인 공역의 사용
조종사는 RNAV procedure에 이용되는 다양한 waypoint와 leg type을 알고 있어야 합니다.
○ Waypoint : Waypoint는 위도/경도 좌표로 정의되는 사전에 미리 결정된 지리적 위치를 말합니다. Waypoint는 단순히 명칭이 부여된 공간의 지점이거나, 기존의 NAVAID, 교차 지점 또는 fix와 연관된 지점일 수 있습니다. Waypoint는 원하는 경로에서 방향, 속도 또는 고도의 변경을 나타내기 위해 가장 자주 사용됩니다. RNAV procedure는 fly-over와 fly-by waypoint 모두를 사용할 수 있습니다.
(a) Fly-by waypoint : 항공기가 두 비행 경로 구간을 분리하는 waypoint에 도달하기 전에 다음 course로 선회를 시작해야 할 때 사용됩니다. 이를 Turn Anticipation이라고 합니다.
(b) Fly-over waypoint : 항공기가 선회를 시작하기 전에 지점 상공을 통과해야 할 때 사용됩니다.
○ RNAV Leg Types : RNAV procedure에서 특정 waypoint로 진행하고자 하는 경로, 특정 waypoint를 따라가고자 하는 경로, 또는 waypoint 간의 경로를 말합니다. Leg types은 heading, course, track과 같은 경로(path)와 altitude, distance, fix와 같이 경로가 종료됨을 알려주는 종료 지점(termination point)을 나타내는 2자리의 문자 code로 식별됩니다.
(a) Track to Fix : Track to Fix(TF) leg는 다음 waypoint까지의 flight track으로 진입함으로써 얻어집니다. 이러한 이유로 track to fix를 때로는 point-to-point leg라고도 합니다.
(b) Direct to Fix : Direct to Fix(DF) leg는 초기 영역에서 다음 waypoint로 향하는 항공기의 track으로 나타내는 경로입니다.
(c) Course to Fix : Course to Fix(CF) leg는 해당 fix에서 지정된 course와 함께 fix에서 종료되는 경로입니다.
(d) Radius to Fix : Radius to Fix(RF) leg는 아래 그림과 같이 ALPHA fix에서 BRAVO fix로 가고자 할 때 center point를 기준으로 일정한 반지름의 원형 경로를 말합니다.
(e) Heading : Heading leg는 Heading to Altitude(VA), Heading to DME range(VD), 그리고 Heading to Manual Termination, 즉 Vector(VM)로 정의할 수 있지만, 이것만으로 제한되지는 않습니다. [Narrative : "climb heading 350 to 1500", "heading 265, at 9 DME west of PXR VORTAC, right turn heading 360", "fly heading 090, expect radar vector to DRYHT INT"]
○ Navigation Issues(항행 고려사항) : 조종사는 더 자세한 정보에 의거한 결정을 내리기 위해 항법시스템 입력(input), 경고(alert), 표시(announciation)에 대해 알고 있어야 합니다. 더불어 특정 sensor/system의 가용성(availability) 및 적합성(suitability)을 고려해야 합니다.
(a) GPS/WAAS : 적절한 RAIM availability 및 CDI sensitivity를 확보하기 위해 출발 공항 및 도착 공항의 정보를 확실하게 입력해야 합니다.
(b) DME/DME : DME/DME position updating은 항법 시스템 logic과 DME 시설 근접도, availability, geometry, 신호 차폐에 좌우된다는 것을 인식하고 있어야 합니다.
(c) VOR/DME : 고유한 VOR 특성은 GPS 또는 DME/DME position updating 보다 VOR/DME position updating에서 정확도가 덜 정확할 수 있습니다.
(d) Inertial Navigation(관성항법) : 관성 기준 장치(Inertial reference units)와 관성 항법 장치(Inertial navigation system)는 전반적인 항법시스템의 성능을 증진시키기 위해 DME/DME 또는 GPS와 같은 종종 다른 유형의 navigation input이 연동됩니다.
○ RNAV Navigation Specifications(Nav Specs) (RNAV 항행 요건) : 공역 개념 내에서 항법 적용을 지원하기 위해 필요한 일련의 항공기 및 운항승무원 요구 사항입니다.
(a) RNAV 1 : 통상적으로 RNAV 1은 DP 및 STAR에 사용되며 차트에 나타납니다. 항공기는 전체 비행시간의 95% 동안 1NM 미만의 전체 시스템 오차를 유지해야 합니다.
(b) RNAV 2 : 달리 명시되지 않는 한, 통상적으로 RNAV 2는 항공로 운항에 사용됩니다. T-routes 및 Q-routes는 이러한 Nav Specs. 의 예입니다. 항공기는 전체 비행시간의 95% 동안에 2NM 미만의 전체 시스템 오차를 유지해야 합니다.
(c) RNAV 10 : 통상적으로 대양 운항에 사용됩니다.
- RNP(Required Navigation Performance)
RNAV 항법 사양(Nav Specs)과 RNP 항법 사양(Nav Specs) 모두 특정 성능 요구 사항을 포함하고 있지만, RNP는 OBPMA(onboard performance monitoring and alerting)에 대한 추가 요구 사항을 포함하는 RNAV입니다. 다른 말로 더 이야기하자면 탑재 성능 감시(onboard performance monitoring)와 RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)과 같은 경고 기능(alerting capacity)을 갖춘 RNAV입니다. 또한 RNP는 지정된 공역 내에서 운항 시 필요한 항행 성능의 정도입니다. RNP의 중요한 구성 요소는 운항하는 동안 항법 성능을 감시하여 운항 요건에 충족하는지 또는 충족하지 않는지를 모니터링하고 조종사가 식별할 수 있도록 하는 능력입니다. 따라서 OBPMA 기능을 통해 ATC 개입 및/또는 절차적 분리에 대한 의존도를 줄여 운항의 전반적인 안전을 달성할 수 있습니다. 항공기의 RNP 성능은 전반적인 운항 제한이 충족되는지 확인하기 위한 분리 기준(separation criteria)을 결정하는 데 있어 주요 구성요소입니다. 항공기의 RNP 성능은 항공기 장비와 항행 기반 시설에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들면 항공기가 RNP 1이 승인되고 갖추었더라도, 제한된 NAVAID 통달 범위 또는 항공 전자 기기 오류 때문에 RNP 1 작동이 불가할 수 있습니다.
○ RNP APCH(RNP Approach) : 미국에서 RNP APCH 절차의 제목(title)은 RNAV(GPS)이며 LNAV(Lateral Navigation), LNAV/VNAV(LNAV/Vertical Navigation), LPV(Localizer Performance with Vertical Guidance), LP(Localizer Performance)와 같은 다양한 수준의 항공기 장비를 수용하기 위한 각각의 minima line을 제공합니다. WAAS와 같은 SBAS(Space-Based Augmentation System)를 가지고 있는 GPS나 가지고 있지 않는 GPS 모두 LNAV minima를 지원하기 위한 lateral information을 제공할 수 있습니다. LNAV/VNAV는 barometric 또는 SBAS vertical이 가능한 시스템 및 운영자를 위한 vertical path guidance와 LNAV lateral을 포함합니다. 조종사는 LPV 또는 LP minima로 비행하기 위해 SBAS를 사용해야 합니다. RF turn capability는 RNP APCH eligibility(적격성)에서 선택 사항입니다. 이는 항공기가 RNP APCH 운항에 적합할 수 있지만 RF turn이 항공 전자 제품군의 기능으로 구체적으로 명시되어 있지 않는 한 RF turn 비행을 할 수 없음을 의미합니다. GLS(GBAS Landing System) procedure도 RNP APCH NavSpec을 사용하여 구성되며 precision approach 기능을 제공합니다. RNP APCH는 terminal 및 missed approach segment에서 lateral accuracy 값 1 미만을 가지며, 기본적으로 final approach에서는 RNP 0.3(또는 SBAS의 경우 40m)의 lateral accuracy 값을 가집니다.
○ RNP AR APCH(RNP Authorization Required Approach) : 미국에서 RNP AR APCH procedure의 제목(title)은 RNAV (RNP)로 명명됩니다. 이러한 approach는 엄격한 장비와 조종사 훈련 기준을 가지고 있으며 비행하기 위해서는 특별한 FAA의 허가가 필요합니다. Scalability(확장성)과 RF turn capability(RF 선회 능력)은 RNP AR APCH eligibility(적격성)에 필수 사항입니다. RNP AR APCH vertical navigation performance(수직 항행 성능)는 barometric VNAV 또는 SBAS를 기반으로 합니다. RNP AR은 특정 위치에서 특정한 이점을 제공하기 위한 것입니다. RNP AR APCH는 terminal 및 missed approach segment에서 lateral accuracy 값 1 미만을 가지며, 기본적으로 final approach에서는 RNP 0.3 이하로 조정될 수 있는 lateral accuract 값을 가집니다.
○ RNP AR DP(RNP Authorization Required Departure) : RNP AR approach와 유사하게, RNP AR departure procedure는 엄격한 장비와 조종사 훈련 standard를 가지고 있으며 비행을 위해서는 특별한 FAA 허가가 필요합니다. RNP AR DP eligibility(적격성)에는 Scalability와 RF trun capability가 필수적입니다. RNP AR DP는 특정 위치에서 특정 이점을 제공하기 위한 것입니다. 이는 모든 운영자 또는 항공기를 위한 것은 아닙니다. RNP AR DP capability에는 필요한 목표 수준의 안전을 달성하기 위해 특정 항공기 성능, 설계, 운영 프로세스, 교육 및 특정 절차 설계 기준이 필요합니다. RNP AR DP는 initial departure flight path에서 RNP 0.3 이상으로 확장할 수 있는 lateral accuracy 값을 가집니다.
○ A-RNP(Advanced RNP) : A-RNP는 항공기의 항공 전자 장비 제품군에서 활성화된 필수 기능의 minimum set가 포함된 NavSpec입니다. 미국에서 이러한 최소 기능에는 RF turn, scalable RNP 및 parallel offset flight path generation을 계산하고 수행하는 기능이 포함됩니다. 특정 대양 및 외딴 대륙의 공역에는 dual system과 같은 더 높은 지속성을 가지는 시스템이 필요할 수 있습니다. 일반적으로 A-RNP에 적합한 항공기는 RNP APCH, RNP/RNAV 1, RNP/RNAV 2, RNP 4, RNP/RNAV 10으로 구성된 비행에도 적합합니다. A-RNP는 terminal 환경에서 확장 가능한 RNP lateral navigation 값(1.0 또는 0.3)을 허용합니다. 이러한 감소된 lateral accuracy를 사용하려면 일반적으로 항공기의 autopliot 및/또는 flight director를 사용해야 합니다.
※ Note : A-RNP 적격 항공기는 RNP AR eligibility에는 별도의 determination process와 특별 FAA 승인이 필요하므로 RNP AR APCH 또는 RNP AR DP operation에 자동으로 적격 하지 않습니다.
○ RNP 1 : RNP 1은 terminal area에 있는 arrival 및 departure에 대해 lateral accuracy 값 1이 필요하며, PBN feeder가 있는 ILS, IAF, 또는 missed approach와 같은 PBN segment가 있는 conventional procedure에서 사용될 때 initial 및 intermediate approach 단계가 필요합니다. RF turn capability는 RNP 1 eligibility에서 선택 사항입니다. 즉, 항공기가 RNP 1 운항에 적합할 수 있지만 RF turn이 항공 전자 제품군의 기능으로 명시되지 않는 한 RF turn을 비행할 수 없음을 의미합니다.
○ RNP 2 : lateral accuracy 값이 2인 국내 및 대양/외딴 지역에서 모두에 적용됩니다.
○ RNP 4 : lateral accuracy 값이 4인 대양 및 외딴 지역에서의 운항에만 적용됩니다. RNP 4 eligibility는 자동으로 RNP 10 eligibility를 부여합니다.
○ RNP 10 : lateral accuracy가 10인 특정 대양 및 외딴 지역에서의 운항에 적용됩니다. 이러한 공역에는 RNAV 10 NavSpec이 적용되므로 RNP 10에 적합한 모든 항공기는 RNAV 10 운항에 적합한 것으로 간주됩니다. 또한 RNP 4 운항에 적합한 모든 항공기는 자동으로 RNP 10/ RNAV 10 운항에 적합합니다.
○ RNP 0.3 : RNP 0.3 NavSpec은 승인된 모든 비행 단계에 대해 0.3의 lateral accuracy 값이 필요합니다. RNP 0.3은 대양, 외딴 지역 또는 final approach segment에 대해 승인되지 않았습니다. 저속 비행 고정익 항공기에 의한 RNP 0.3의 사용이 고려 중이지만 RNP 0.3 NavSpec은 초기에 회전익 항공기 운용에만 적용될 것입니다. RF turn capability는 RNP 0.3 eligibility에서 선택 사항입니다. 즉, 항공기가 RNP 0.3 운항에 적합할 수 있지만, RF turn이 항공 전자 제품군의 기능으로 명시되지 않는 한 RF turn을 비행할 수 없음을 의미합니다.
※ Note : Terminal procedure 또는 en route chart에서 차트에 표시된 RNP 값 0.30 또는 standard final approach course segment width 0.30을 NavSpec 제목(title) "RNP 0.3"과 혼동해서는 안됩니다. 0.30 이하의 차트 RNP 값은 RNP 0.15 or 0.10 or 0.30과 같이 소수점 이하 두 자리를 포함해야 하지만 NavSpec 제목(title)에는 "RNP 0.3"만 표시됩니다.
※ Aeronautical Information Manual (AIM) Basic with Change 1 (PDF) (Effective 12/2/2021) 해석
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