رشد مداوم ترافیک هوایی و بهبود بازده پرواز مستلزم بهینه‌سازی حریم هوایی فعلی است. این مهم در سراسر جهان با مدیریت بهتر ترافیک هوایی و پیشرفت‌ فناوری‌های نظارت، ناوبری و مخابرات بدست می‌آید. اما به طور ویژه کاربرد روش‌های ناوبری ناحیه‌ای در تمام مراحل پرواز هواپیما روی بهینه‌سازی حریم هوایی تاثیر مستقیم دارد. ناوبری ناحیه‌ای با استفاده از یک کامپیوتر ناوبری که عموما با عنوان سیستم RNAV شناخته می‌شود، فعال می‌شود.

همانطور که در مقاله ناوبری مبتنی بر عملکرد (PBN) گفته شد، منظور از مشخصات ناوبری در مفهوم PBN مجموعه ویژگی‌های فنی و عملیاتی است که علمکرد ناوبری و قابلیت‌های مورد نیاز سیستم RNAV را مشخص می‌کند. این بخش همچنین مشخص می‌کند که تجهیزات و زیرساخت‌های ناوبری برای برآورده‌سازی نیاز‌های آینده هوافضا باید چگونه عمل کنند. بخش مشخصات ناوبری شامل دو رویکرد ناوبری با عنوان ناوبری ناحیه‌ای (RNAV) و کارایی ناوبری مورد نیاز (RNP) است.

قابلیت‌های سیستم RNAV به طور فزاینده‌ای برای افزایش منابع و بهره‌وری حریم هوایی بکار گرفته می‌شود. به همین منظور خدمه پرواز و مرکز کنترل ترافیک هوایی نیاز به درک قابلیت‌های سیستم RNAV و اطمینان از برآورده شدن نیازمندی‌های حریم هوایی دارند. در واقع RNAV یک روش ناوبری است که به هواپیما اجازه پرواز در هر مسیر مورد نظر را می‌دهد. در گذشته‌های دور مسیر پرواز هواپیماها به گونه‌ای بود که باید برای رفتن از یک نقطه به نقطه دیگر حتما از روی تعدادی ایستگاه زمینی عبور می‌کردند. مفهوم این جمله در تصویر زیر مشخص شده است. اما با ظهور سیستم‌های ناوبری مانند VOR و DME تعیین مسیر پرواز آسان‌تر شد و طول پرواز بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافت. همچنین استفاده از سیستم‌های ناوبری اینرسی باعث افزایش دقت تعیین موقعیت هواپیما و در نهایت تضمین روش RNAV شد.

ناوبری ناحیه ای

تفاوت میان ناوبری قدیمی و روش‌های RNAV

در ایالات متحده روش RNAV از دهه 1960 میلادی توسعه یافت و اولین مسیر پروازی مبتنی بر آن در دهه 1970 منتشر شد. به دنبال آن در اروپا نیز مسیرهای پروازی طراحی شده بر اساس این روش ناوبری توسعه یافتند. مرحله اولیه استفاده از این روش با عنوان «ناوبری ناحیه‌ای پایه[1]» یا به اختصار B-RNAV شناخته می‌شود. این سطح از ناوبری نیازمند تعیین موقعیت هواپیما با دقت nm 5± برای 95 درصد از طول زمان پرواز است. به مرور زمان و با توسعه فناوری‌های جدید ناوبری مانند سیستم‌های ماهواره‌ای، استاندارد جدیدی با عنوان ناوبری ناحیه‌ای دقیق[2] (P-RNAV) معرفی شد. بر اساس این استاندارد تجهیزات ناوبری هواپیما باید توانایی تعیین موقعیت را با دقت nm 1± برای 95 درصد از طول زمان پرواز داشته باشند.

امروزه روش RNAV بیشتر به تعیین موقعیت با استفاده از سیستم‌های تعیین موقعیت ماهواره‌ای (GNSS[3]) مانند GPS تکیه دارد. این فناوری امکان دستیابی به تعیین موقعیت دقیق سه بعدی و تعیین موقعیت بسیار دقیق دو بعدی را ایجاد کرده است. این در حالی است که در گذشته این امکان فقط برای مناطق خاصی از حریم هوایی که روی ایستگاه‌های کمک ناوبری زمینی قرار داشتند وجود داشت.

اگرچه در حال حاضر تنها سیستم GPS به عنوان یک منبع ماهواره‌ای برای ارائه سرویس‌های تعیین موقعیت هواپیماها فعال است، اما به زودی سیستم ماهواره‌ای روسیه با نام گلوناس و سیستم اروپایی گالیله به بهره‌برداری خواهند رسید. به این ترتیب احتمال از دست دادن سیگنال‌های ماهواره‌ای از سوی هواپیماها بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. همانطور که در نسخه قبلی این مجله نیز عنوان شد، اخیرا سرویس‌های اولیه گالیله نیز راه‌اندازی شده است.

بر اساس استانداردها درصورت عدم امکان استفاده از سیگنال‌های ماهواره‌ای، هواپیما باید با استفاده از دو منبع مستقل زمینی (VOR/DME) حداقل نیازمندی‌های RNAV را تامین کند. در چنین شرایطی سیستم INS تنها به عنوان پشتیبان سیستم‌های ناوبری عمل خواهد کرد.

[1] Basic Aria Navigation

[2] Precision Area Navigation

[3] Global Navigation Satellite Systems