Introducción al PBN y uso del GPS como medio primario de navegación en Colombia.

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1 Introducción al PBN y uso del GPS como medio primario de navegación en Colombia. Juan Oswaldo Hernández R. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE

2 Concepto PBN PBN (Performance Based Navigation), Navegación Basada en el Performance, es un término relativamente nuevo que representa un cambio de la navegación basada en sensores a la navegación basada en la capacidad de la aeronave. Unificó criterios con respecto a la navegación de área - RNAV y al Performance de Navegación Requerida - RNP. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 2

3 Definiciones RNAV y RNP antes del PBN DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 3

4 Navegación de área (RNAV) Es un método de navegación que permite la operación de las aeronaves en cualquier trayectoria de vuelo deseada, dentro de la cobertura de las ayudas para la navegación basadas en tierra o en el espacio, o dentro de los límites de capacidad de las ayudas autónomas, o una combinación de ambas. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 4

5 Required Navigation Performance -RNP RNP es una declaración de precisión del performance de navegación requerida para la operación en un espacio aéreo definido % 99.99% DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 5

6 Discrepancias antes del PBN - No existía unificación de conceptos RNP. - Discordancia entre las regionales OACI (B-RNAV, P-RNAV, US-RNAV Type A & B, RNP/RNAV, etc). - Las aeronaves Boeing y Airbus se certificaron RNP bajo diferentes versiones de requerimientos. - Diferentes estándares de navegación origina confusión y mayores costos a los operadores. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 6

7 Definiciones RNAV y RNP bajo el concepto PBN DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 7

8 Navegación Basada en Performance (PBN) Debido a la falta de unanimidad en los conceptos RNAV y RNP, la comisión de Aeronavegación (ANC) de la OACI aprobó la creación del grupo coordinador RNPSORSG (Required Navigation Performance Special Operations Requirements Study Group). En marzo de 2007 la OACI canceló el Documento 9613 Required Navigation Performance remplazándolo por Performance Based Navigation, manteniendo el mismo numero de documento. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 8

9 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 9

10 RNAV y RNP bajo el concepto de Navegación Basada en Performance (PBN) El término RNAV continuó definiendo la Navegación de Área pero actualmente se utiliza en el contexto de especificaciones de navegación que no requieren control y alerta del performance a bordo. El término RNP, definido anteriormente como declaración de precisión del performance de navegación necesaria para operar dentro de un espacio aéreo definido, se ha retirado de los Anexos al Convenio sobre Aviación Civil Internacional puesto que el concepto de RNP ha sido remplazado por el concepto de PBN. En los Anexos al Convenio de Chicago, el término RNP sólo se utiliza ahora en el contexto de especificaciones de navegación que requieren control y alerta del performance a bordo. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 10

11 RNAV y RNP bajo el concepto de Navegación Basada en Performance (PBN) DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 11

12 Especificaciones de Navegación Conjunto de requisitos relativos a la aeronave y a la tripulación de vuelo necesarios para dar apoyo a las operaciones PBN dentro de un espacio aéreo definido. Especificaciones de navegación Las especificaciones RNAV no incluyen el requisito de control y alerta del performance a bordo Las especificaciones RNP incluyen el requisito de control y alerta del performance a bordo Designación RNAV X Designación RNP X DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 12

13 Control y alerta del performance abordo DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 13

14 Control y alerta del performance abordo DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 14

15 Área de operación En ruta oceánica y remota continental Especificaciones de Navegación Especificación RNAV RNAV 10 (RNP 10) Circular En ruta continental RNAV 5 Circular RNP 4 Especificación RNP En ruta, SIDs, STARs con vigilancia radar Procedimientos en área terminal Aproximaciones RNAV 1 y 2 Circular RNP 1 básica RNP APCH Circular RNP AR APCH RNP 2 básica RNP 1 avanzada RNP (3D, 4D) DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 15

16 Requisitos bajo PBN Los requisitos de performance del sistema de navegación son definidos en términos de: 1. Precisión 2. Integridad 3. Continuidad 4. Disponibilidad 5. Funcionalidad DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 16

17 Medio de Navegación Único, Primario y Suplementario Estos términos causan confusión aún entre especialistas. En una reunión reciente del Comité de Navegación de OACI, un grupo de SatNav de EE UU y Europa, se convencieron unos a otros de que las siguientes definiciones captan las distinciones generalmente aceptadas entre términos que han sido utilizados hasta ahora. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 17

18 Medio Único de Navegación Sole-means Navigation System Un sistema de medio único de navegación, para una determinada fase de vuelo, debe permitir a la aeronave cumplir, para dicha fase, con todos los 4 requerimientos de performance de navegación: precisión, integridad, continuidad y disponibilidad del servicio. Esto no excluye el uso de otros sistemas de navegación. Cualquier sistema de medio único de navegación podría incluir una instalación de un (medio único) sensor o varios sensores, posiblemente de diferentes tipos (instalación multi-sensor) DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 18

19 Medio Primario de Navegación Primary-Means Navigation Es un sistema de navegación aprobado para una determinada operación o fase de vuelo que debe cumplir con los requerimientos de precisión e integridad, pero no necesita cumplir totalmente con los requerimientos de continuidad y disponibilidad del servicio. La seguridad se obtiene por limitación del vuelo a períodos específicos, y a través de restricciones apropiadas de procedimientos. No hay requerimientos de tener un sistema de medio único de navegación a bordo para apoyar a un sistema de medio primario. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 19

20 Medio Suplementario de Navegación Supplemental-Means Navigation Es un sistema de navegación que debe ser usado en conjunto con un sistema de medio único de navegación. La aprobación de un medio suplementario para una dada fase de vuelo requiere que un sistema de medio único de navegación para esa fase de vuelo deba estar a bordo. Entre los requerimientos de performance del sistema de navegación para una dada fase de vuelo, un sistema de medio suplementario cumple con los requerimientos de precisión e integridad pero no requiere cumplir con disponibilidad y continuidad. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 20

21 Sensores de Navegación Los siguientes sensores pueden ser usados en la Navegación Basada en Performance - PBN: VOR VHF Omnidirectional Range DME Distance Measuring Equipment GNSS Global Navigation Satellite System IRS Inertial Reference System. Otros sensores como el NDB y el LORAN no se contemplan en PBN. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 21

22 Global Navigation Satellite System GNSS GPS Sistema Navstar de EE UU. Sistema militar totalmente operacional para uso civil en Diseñado como una red de satélites de órbita media. La Disponibilidad Selectiva (SA) de degradación de la precisión para uso civil finalizó en el año GLONASS Sistema Global de Navegación Satelital Ruso. Introducido para aplicaciones militares Actualmente 16 de 24 satélites operativos con 60% de cubrimiento global Rusia con participación de la India espera ponerlo operacional en 2011 Galileo Proyecto GNSS de la Unión Europea Con controversias, aprobado en Nov 2007 Operacional ~ 2013 USA/EU acordaron interoperabilidad GPS - Galileo Usará 30 satélites con mejoras de servicio y precisión sobre actual GPS La OACI recomienda la interoperabilidad del receptor GNSS. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 22

23 Global Navigation Satellite System Termino Genérico usado por la OACI para designar todos los sistemas de navegación basados en satélites De acuerdo al numeral del Anexo 10, el error de posición horizontal es de 13 m (43 ft) y el error de posición vertical de 22 m (72 ft). DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 23

24 Global Position System DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 24

25 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 25

26 Segmentos GPS DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 26

27 Receiver Autonomous Integrity Monitoring - RAIM EPU RNP Juan Oswaldo Hernandez 27 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 27

28 Fault Detection and Exclusion - FDE Oficina Regional Sudamericana de la OACI RNP Sistema Regional de Cooperación para la Vigilancia de la Seguridad Operacional EPU DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 28

29 Predictive RAIM Herramienta que con ayuda de información del estado de los satélites y mediante un algoritmo de predicción del estado de la ionosfera determina la disponibilidad del RAIM en un determinado periodo. El estado de los satélites lo emite el US Coast Guard mediante NANU (Notice Advisory to Navstar Users). La Aeronáutica Civil de Colombia siguiendo las recomendaciones de la OACI adquirió el software EMACS (Electromagnetic Airport Control and Survey) que incluye el SA.P.E.T (Satellite Performance Evaluation Tool). DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 29

30 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 30

31 SA.P.E.T DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 31

32 SA.P.E.T DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 32

33 Circulares guía para la aprobación El proceso de aprobación para cualquier operador está descrito en las circulares emitidas por la Secretaría de Seguridad Aérea: CI : Guía para la aprobación de la operación RNAV 10. CI : Guía para la aprobación de la operación RNAV 5. CI : Guía para la aprobación de la operación RNAV 1 y 2. CI : Guía para la aprobación de la operación RNP Approach. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 33

34 Aviación General La Secretaría de Seguridad Aérea espera concluir el proceso de aprobación con los explotadores de aviación comercial en el mes de mayo y a partir del 1 de Abril recibirá las aplicaciones de Aviación General que se realizarán a través de una organización certificada. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 34

35 Aviación General Por ejemplo un explotador de Aviación General podrá solicitar aprobación RNAV 5, RNAV 2, RNAV 1 e incluso RNP APCH con una aeronave equipada con GPS cumpliendo entre otros con los siguientes requisitos: - TSO C129a. - Instalación realizada acorde con la circular de la FAA: AC b. - Instrucciones de Aeronavegabilidad Continuada que incluya actualización de la base de datos. - Programa de instrucción de la tripulación de acuerdo con la especificación de navegación. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 35

36 TSO C129a DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 36

37 AC B Provee una guía para la aprobación de aeronavegabilidad de sistemas de navegación. Incluye el GPS, el INS y el FMS. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 37

38 Circulares que canceló la AC B DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 38

39 Capítulos relevantes de la AC B Chapter 1. General Information Chapter 5. Equipment Performance - GNSS. Chapter 6. Equipment Performance - RNAV Multi-Sensor Equipment. Chapter 7. Equipment Performance - RNP (General). Chapter 8. Equipment Performance - RNP Approach. Chapter 9. Equipment Performance - RNP Terminal. Chapter 11. General Installation Considerations. Chapter 12. General Installation Considerations - Antennas. Chapter 13. General Installation Considerations - Sensors. Chapter 14. Installation Considerations - GNSS. Chapter 15. Installation Considerations - RNAV Multi-Sensor Equipment. Chapter 16. Installation Considerations RNP. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 39

40 Programa de Instrucción Las circulares emitidas por la Secretaría de Seguridad Aérea establecen los requerimientos de entrenamiento para tripulación, despachadores y personal de mantenimiento. Los funcionarios de la Aeronáutica Civil certificados por la OACI dictaron el primer curso a los operadores que iniciaron el proceso de aprobación. A la fecha, dos centros de Instrucción certificados por la Aeronáutica Civil ya iniciaron el trámite de aprobación para dictar los cursos de acuerdo a lo establecido en las circulares: - Instituto de Estudios Técnicos Aeronáuticos (IETA) para el curso al personal de mantenimiento. - Centro Aeronáutico de Colombia para el curso a las tripulaciones. DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 40

41 Aprobación final ESPECIFICACIONES RELATIVAS A LAS OPERACIONES (sujetas a las condiciones aprobadas en el Manual de operaciones) Información de contacto de la autoridad expedidora. Teléfono 1 : ; Fax: ; Correo-e: AOC Num. 2 : Nombre del explotador 3 : Fecha 4 : Firma: Dba Razón social Modelo de aeronave 5 : Tipos de operaciones: Transporte aéreo comercial Pasajeros; Carga; Otros 6 : Área de operaciones 7 : Limitaciones especiales 8 : Autorizaciones especiales: Sí No Aprobaciones específicas 9 Comentarios Mercancías peligrosas Operaciones con baja visibilidad Aproximación y a terrizaje CAT 10. RVR: m DH: ft RVSM 12 Despegue RVR 11 : m N/A ETOPS 13 N/A Tiempo máximo de desviación 14 : minutos Especificaciones de navegación para las operaciones PBN Aeronavegabilidad permanente 17 Otros 18 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 41

42 Formato de admisibilidad de sensores y especificaciones de navegación GNSS DME/DME VOR/DME IRS RNAV 10 RNAV 5 RNAV 1 y 2 RNP APCH Registro CMA F5 CARSAMMA DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 42

43 Reportes Operador Formato SESA OP 075 DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 43

44 Gracias por su atención DE COLOMBIA DE TRANSPORTE 44

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