CIRCULAR OPERATIVA 01/97 SOBRE UTILIZACIÓN DEL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) COMO MEDIO SUPLEMENTARIO DE NAVEGACIÓN SEGÚN LAS REGLAS DEL VUELO INSTRUMENTAL (IFR) 1.- INTRODUCCIÓN El Sistema de Posicionamiento Global NAVSTAR (GPS) del Departamento de Defensa (DOD) de los Estados Unidos de América es un sistema de radionavegación en el que se distinguen tres segmentos funcionales: espacio, control y usuario. El segmento espacio se compone de una constelación de 24 satélites distribuidos en seis planos describiendo órbitas a 22.000 km. de altura. Cada satélite emite una señal de sincronización y un mensaje de datos, una parte del cual es utilizado por el receptor GPS (segmento usuario) para calcular los elementos orbitales de cada satélite. El receptor mide el tiempo que emplea la señal en recorrer la distancia desde los satélites visibles, permitiendo de este modo el cálculo de la posición y velocidad del mismo. Finalmente, el elemento de control consiste en una red de estaciones terrestres de supervisión que aseguran la precisión de la posición de los satélites y de sus relojes atómicos, y que configura el mensaje de navegación que posteriormente es retransmitido por los satélites. El DOD declaró la Capacidad Inicial Operativa (IOC) del sistema GPS el 8 de diciembre de 1993, alcanzándose la Plena Capacidad Operativa (FOC) el 17 de julio de 1995. El 17 de febrero de 1994 la Administración Federal de Aviación (FAA) declaró operacional al sistema GPS para determinadas aplicaciones civiles según las reglas del vuelo instrumental (IFR). Los criterios que se presentan a continuación se establecen tomando como referencia las recomendaciones que las Autoridades Conjuntas de Aviación Civil (JAA) han dado a sus miembros con el objetivo de armonizar en Europa la utilización del GPS. Teniendo en cuenta la naturaleza evolutiva de los desarrollos en este área, las JAA toman en consideración la posibilidad de modificar sus criterios en el futuro, hecho éste que puede implicar la enmienda de la presente circular. Los criterios de las JAA son coherentes con los criterios de utilización del sistema GPS autorizados por la FAA, aunque las diferencias entre los espacios aéreos estadounidense y europeo justifican la existencia de discrepancias en su aplicación. Dado que el sistema GPS no proporciona los niveles de continuidad, disponibilidad e integridad necesarios para autorizar su uso como Medio Único de Navegación, en la actualidad estas limitaciones restringen la utilización del mismo a su uso como Medio Suplementario de Navegación. En efecto, debido a las características de diseño y funcionamiento del segmento control del sistema GPS, puede transcurrir un tiempo excesivo para trasladar a los usuarios la advertencia de un funcionamiento anormal en algún satélite. Sin embargo, la tecnología actual ofrece diversas posibilidades para proporcionar una integridad mejorada a la señal GPS, de tal modo que se alcance un valor equivalente a la ofrecida por las ayudas a la navegación convencionales. Los niveles de integridad exigidos pueden ser obtenidos mediante el empleo de tecnología embarcada, como la ofrecida por los equipos dotados de la función denominada Receptor con Supervisión Autónoma de Integridad (RAIM), o por un sistema integrado que emplee otros sensores de navegación en combinación con el GPS. Por todo lo anteriormente expuesto, la Dirección General de Aviación Civil ha preparado esta circular operativa sobre criterios de uso del GPS en operaciones IFR. 2.- ALCANCE La presente circular operativa define las condiciones de utilización del segmento de usuario del sistema GPS, empleado como Medio Suplementario de Navegación en aeronaves que vuelen según las reglas del vuelo instrumental (IFR). Su ámbito de aplicación se extiende a aeronaves españolas sujetas a las mencionadas condiciones de vuelo instrumental, cualquiera que sea el espacio aéreo o el territorio en el que se encuentren, siempre que se ajusten a las normas dictadas por Acuerdo Regional entre Estados o por el Estado que tenga jurisdicción sobre el área de espacio aéreo de sobrevuelo. Asimismo, estos criterios se aplicarán también a las aeronaves extranjeras que se encuentren en espacio aéreo o territorio de soberanía española o en espacio aéreo asignado a España por acuerdo internacional. 3.- DEFINICIONES Espacio Aéreo Oceánico
Espacio aéreo sobre área oceánica, considerado espacio aéreo internacional y donde se aplican los procedimientos y separaciones establecidos por OACI. La responsabilidad en la provisión de Servicios de Tránsito Aéreo en este espacio se delega en aquellos países de mayor proximidad geográfica y/o disponibilidad de recursos. Navegación En Ruta Aquella fase de la navegación comprendida entre las fases de navegación en área terminal de salida y/o llegada. La fase de navegación en ruta tiene dos subcategorías: en ruta continental y en ruta oceánica. Navegación En Ruta Continental Fase de navegación en ruta con puntos de salida, llegada y sobrevuelo sobre tierra firme, aguas interiores o zonas marítimas no oceánicas. Navegación En Ruta Oceánica Fase de navegación en ruta en la que las aeronaves atraviesan espacio aéreo oceánico. Navegación en Área Terminal Aquella fase de la navegación en la que las aeronaves siguen rutas normalizadas de salida o llegada (SIDs o STARs) o cualquier otra operación entre el último punto significativo en ruta y el Punto de Referencia de la Aproximación Inicial (IAF). Procedimientos de Aproximación de No Precisión Aquellos procedimientos de aproximación instrumentales que comienzan en el Punto de Referencia de la Aproximación Inicial (IAF) y concluyen en el Punto de Referencia de la Aproximación Frustrada (MAPt). Procedimientos de Aproximación de Precisión Aquellos procedimientos de aproximación instrumentales basados en los datos de acimut y de trayectoria de planeo, como los proporcionados por el ILS o el PAR. Procedimientos de Aproximación GPS No Superpuestos Aquellos procedimientos de aproximación de no precisión en los que se utiliza el sistema GPS y que no están superpuestos a procedimientos de aproximación de no precisión basados en radioayudas terrestres. Procedimientos de Aproximación GPS Superpuestos Un procedimiento de aproximación GPS superpuesto es aquél que permite a la tripulación utilizar el equipo GPS para volar un procedimiento de aproximación de no precisión basado en radioayudas terrestres. Receptor con Supervisión Autónoma de la Integridad (RAIM) Técnica mediante la cual un receptor/procesador GPS embarcado determina la integridad de las señales de navegación GPS utilizando solamente las propias señales o bien señales mejoradas con datos de altitud barométrica. Esta determinación se logra a través de una verificación de coherencia entre medidas de pseudodistancia redundantes. Al menos se requiriere considerar un satélite adicional respecto a aquellos que se necesitan para obtener la solución de navegación. Sistema de Navegación como Medio Primario Sistema de navegación aprobado para una determinada operación o fase del vuelo, debiendo satisfacer los requisitos de precisión y de integridad, sin necesidad de cumplir las condiciones de plena disponibilidad y continuidad de servicio. La seguridad se garantiza limitando los vuelos a períodos especificados de tiempo y mediante el establecimiento de los procedimientos restrictivos oportunos. Sistema de Navegación como Medio Único
Sistema de navegación aprobado para determinada operación o fase de vuelo, debiendo permitir a la aeronave satisfacer en esas condiciones los cuatro requisitos de prestación del sistema de navegación: precisión, integridad, disponibilidad y continuidad de servicio. Sistema de Navegación GPS Autónomo Sistema de navegación GPS que no está conectado o combinado con ningún otro sistema o sensor de navegación. Sistema de Navegación como Medio Suplementario Sistema de navegación que debe utilizarse conjuntamente con un sistema de navegación considerado como Medio Único, debiendo satisfacer los requisitos de precisión y de integridad sin necesidad de cumplir las condiciones de disponibilidad y de continuidad. 4.- CRITERIOS DE OPERACIÓN 4.1.- General Las operaciones de aeronaves en IFR durante las fases del vuelo correspondientes a ruta, área terminal y aproximaciones de no precisión pueden realizarse utilizando equipos GPS embarcados aprobados como medio de navegación suplementario, siempre y cuando se cumplan los requisitos expuestos en el apartado 5 de esta circular. Los sistemas de navegación (embarcados y terrestres) requeridos para las operaciones en IFR deben estar disponibles. La integridad requerida para estas operaciones será suministrada por receptores dotados de función RAIM, definida ésta según los criterios de la DGAC, o algún sistema equivalente. Si la integridad es proporcionada por RAIM, a menos que se pierda esta función, no será necesario realizar la supervisión de la integridad mediante referencia cruzada con el sistema de navegación. Por el contrario, si la integridad no es proporcionada por RAIM, la supervisión de la misma deberá realizarse mediante referencia cruzada con el sistema de navegación. Finalmente, se pone de manifiesto que actualmente no está permitida la utilización del GPS para la realización de aproximaciones de precisión. 4.2.- Operaciones En Ruta Oceánica Las aeronaves volando en IFR que utilicen equipos GPS deben estar equipadas adicionalmente con los medios de navegación requeridos para la ruta en cuestión. Sin perjuicio de lo expuesto en el apartado 2 de esta circular, en aquellas rutas donde se requieran dos sistemas de navegación de larga distancia, podrán emplearse equipos GPS con función RAIM en sustitución de uno de los sistemas exigidos. 4.3.- Operaciones En Ruta Continental Las aeronaves volando en IFR que utilicen GPS deben contar con los sistemas de navegación requeridos para transitar por las rutas señaladas. Del mismo modo, las radioayudas terrestres que definen esas rutas deberán encontrarse en condiciones de servicio operativo. 4.4.- Operaciones En Área Terminal Las aeronaves volando en IFR que utilicen GPS en rutas normalizadas de salida y llegada (SIDs y STARs) deben seguir los procedimientos establecidos, que estarán disponibles en la base de datos de navegación. Asimismo, deben contar con los sistemas de navegación requeridos para transitar por las rutas normalizadas. Las radioayudas terrestres necesarias para volar en el área terminal deberán encontrarse en condiciones de servicio operativo 4.5.- Operaciones de Aproximación de No Precisión Las aeronaves volando en IFR que utilicen GPS podrán seguir un tramo de una aproximación instrumental de no precisión en los términos establecidos en esta circular, cuando, además de cumplirse las condiciones indicadas en el apartado 5, los equipos embarcados requeridos para volar la ruta desde el aeródromo de destino a cualquier aeródromo alternativo, incluida la maniobra de aproximación, hayan sido aprobados y se encuentren en estado operativo. Del mismo modo, las ayudas en tierra requeridas para realizar el procedimiento deberán encontrarse en condiciones de servicio operativo. 4.5.1.- Procedimientos GPS Superpuestos Aquellos equipos GPS dotados de función RAIM con capacidad para realizar aproximaciones de no precisión podrán utilizarse para volar dichos procedimientos instrumentales sin necesidad de supervisar
la integridad mediante referencia cruzada con la información suministrada por las radioayudas que definen el procedimiento. Para aquellos equipos GPS dotados con capacidad para realizar aproximaciones de no precisión con integridad proporcionada por método equivalente a RAIM, será necesario supervisar la integridad mediante referencia cruzada con la información suministrada por las ayudas en tierra. 4.5.2.- Procedimientos GPS No Superpuestos Solo podrán realizar este tipo de procedimiento aquellas aeronaves equipadas con receptores GPS dotados de función RAIM y con capacidad para realizar aproximaciones de no precisión. Si se requiriese un aeródromo alternativo, la maniobra de aproximación GPS no superpuesta podrá realizarse en el aeródromo de destino siempre y cuando el aeródromo alternativo cuente con un procedimiento de aproximación aprobado no basado en GPS. Si no se requiere un aeródromo alternativo, deberá estar disponible en el aeródromo de destino un procedimiento de aproximación aprobado no basado en GPS. Cuando se requiera un aeródromo alternativo de despegue o en ruta, deberá estar disponible en los aeródromos alternativos un procedimiento de aproximación aprobado no basado en el GPS. Por otra parte, y en lo que respecta al procedimiento de aproximación publicado, estará identificado como Aproximación GPS (p.ej. GPS RWY 27) y la aproximación frustrada no se apoyará en GPS. 4.6.- Conclusión La siguiente tabla resume las condiciones de operación aplicables a la utilización de equipos GPS en IFR, para los diversos tipos de operaciones y dependiendo de las características del equipo de a bordo en cuanto a integridad (proporcionada o no por RAIM) y capacidad para realizar aproximaciones de no precisión. INTEGRIDAD PROPORCIONADA POR RAIM INTEGRIDAD NO PROPORCIONADA POR RAIM EN RUTA OCEÁNICA El GPS puede reemplazar uno de los dos equipos de navegación requeridos EN RUTA CONTINENTAL ÁREA TERMINAL Deben seguirse los procedimientos establecidos, que estarán disponibles en la base de datos de navegación
Las radioayudas terrestres deben de encontrarse en condiciones de servicio operativo Deben seguirse los procedimientos establecidos, que estarán disponibles en la base de datos de navegación EQUIPOS GPS CON CAPACIDAD PARA REALIZAR APROXIMACIONES DE NO PRECISIÓN APROXIMACIONES DE NO PRECISIÓN SUPERPUESTAS Deben haberse establecido procedimientos específicos e identificados para uso del GPS, que estarán disponibles y actualizados en la base de datos Las radioayudas terrestres deben de encontrarse en condiciones de servicio operativo Deben haberse establecido procedimientos específicos e identificados para uso del GPS, que estarán disponibles y actualizados en la base de datos de navegación APROXIMACIONES DE NO PRECISIÓN NO SUPERPUESTAS Deben haberse establecido procedimientos específicos para uso del GPS, que estarán disponibles y actualizados en la base de datos de navegación Deben existir procedimientos de aproximación alternativos apoyados en radioayudas terrestres APROXIMACIONES DE PRECISIÓN 5.- REQUISITOS DE OPERACIÓN 5.1.- General Cualquier operación de vuelo con GPS exigirá la previa aprobación de aeronavegabilidad de la instalación de a bordo, según los criterios establecidos por la DGAC. La operación del GPS deberá realizarse de acuerdo con el manual de vuelo (AFM) o suplemento del mismo. Las Listas de Equipo Mínimo (MMEL/MEL), aceptada/aprobada por la DGAC, incluirán el ítem GPS según sea necesario en cada caso. 5.2.- Operaciones en Área Terminal Para que las aeronaves realizando operaciones IFR puedan utilizar el sistema GPS como medio suplementario de navegación en área terminal, el explotador de la aeronave deberá contar con la preceptiva autorización de la DGAC. Para que una compañía aérea extranjera sea autorizada a efectuar operaciones de esta naturaleza en territorio español, solo será necesario que haya obtenido de su Autoridad Aeronáutica la preceptiva autorización, justificando que dicha autorización ha sido concedida de acuerdo con los criterios establecidos por las JAA o equivalentes.
Por otra parte, los procedimientos establecidos para las rutas normalizadas de salida y llegada (STARs y SIDs) deberán ser aprobados por la Autoridad Aeronáutica para uso del GPS y estar disponibles en la base de datos de navegación de a bordo. 5.3.- Operaciones de Aproximación de No Precisión. Para que las aeronaves realizando operaciones IFR puedan utilizar el sistema GPS como medio suplementario de navegación para volar cualquier tramo de una maniobra de aproximación de no precisión, el explotador de la aeronave deberá contar con la preceptiva autorización de la DGAC. Para que una compañía aérea no española sea autorizada a efectuar operaciones de esta naturaleza en territorio nacional, será necesario que haya obtenido de su Autoridad Aeronáutica la preceptiva autorización, justificando que dicha autorización ha sido concedida de acuerdo con los criterios establecidos por las JAA o equivalentes. Por otra parte, los procedimientos instrumentales de aproximación de no precisión deberán ser aprobados por la Autoridad Aeronáutica para uso del GPS y estar disponibles y actualizados en la base de datos de navegación de a bordo, que deberá estar aceptada o aprobada a su vez por la Autoridad Aeronáutica. En todo caso, las bases de datos de navegación deberán cumplir como mínimo las siguientes condiciones: a) El procedimiento de aproximación incluido en la base de datos definirá la localización de todas las radioayudas y de todos los puntos de recorrido necesarios. b) La información almacenada en la base de datos se presentará a la tripulación en el orden cronológico de acuerdo con el procedimiento aprobado c) Los puntos de recorrido de la base de datos no podrá ser modificados o alterados por la tripulación Del mismo modo, y siguiendo los criterios de OACI, para proceder a la aprobación de cualquier carta de aproximación y datos asociados aplicables a procedimientos de aproximación basados en tecnología de navegación por satélite, todas las coordenadas geográficas de puntos e instalaciones significativas habrán de revisarse de acuerdo con WGS-84. 5.4.- Conclusión La siguiente listado resume los requisitos establecidos por la DGAC enunciados en los anteriores apartados. APROBACIONES REQUERIDAS EN RUTA OCEÁNICA AERONAVEGABILIDAD EQUIPO EMBARCADO EN RUTA CONTINENTAL AERONAVEGABILIDAD EQUIPO EMBARCADO ÁREA TERMINAL AERONAVEGABILIDAD EQUIPO EMBARCADO EXPLOTADOR RUTAS NORMALIZADAS APROXIMACIONES DE NO PRECISIÓN
AERONAVEGABILIDAD EQUIPO EMBARCADO EXPLOTADOR PROCEDIMIENTO APROXIMACIÓN BASE DE DATOS DE NAVEGACIÓN APROXIMACIONES DE PRECISIÓN 6.- CRITERIOS Y REQUISITOS PARA LA UTILIZACIÓN DEL GPS COMO MEDIO ÚNICO DE NAVEGACIÓN EN ÁREAS OCEÁNICAS O REMOTAS Para la realización de este tipo de operaciones, la DGAC establecerá requisitos adicionales en cuanto a aprobación de equipos embarcados. Del mismo modo, e independientemente de la emisión de futuras circulares operativas que definan los criterios de operación, los explotadores deberán solicitar a la DGAC la correspondiente Aprobación Operacional. Madrid, 26 de febrero de 1997 EL DIRECTOR GENERAL Fernando Piña Saiz