Navigation GPS / RNAV
Waypoints, branche active, track désiré, écart latéral (cross-track error), direct-to et séquencement, dans un modèle conceptuel FAA, non certifié.
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Appuyez sur Démarrer et volez la branche active (la ligne cyan vif) avec la commande de heading : ◀ ▶, l'anneau cyan sur l'avion ou le curseur. Le navigateur compare la direction que vous suivez au sol (TRK) à celle de la branche (DTK) et affiche l'écart latéral (XTK) en chiffres et sur le CDI. Un CDI GPS est linéaire : la pleine échelle est une distance en milles nautiques, pas un angle comme sur un VOR — 5 points de chaque côté, donc sur une échelle de ±1.0 NM un point vaut 0.2 NM.
Observez le changement d'échelle du CDI en mode Auto : l'échelle en route (±2.0 NM pour un équipement RNP 2 / RNAV 2, ±5.0 NM pour un GPS de base), ±1.0 NM dès que vous êtes à moins de 30 NM du dernier waypoint, et un passage progressif à ±0.3 NM sur les 2 derniers NM avant un final approach waypoint (scénario Approche RNAV (GPS)). La même déviation de l'aiguille correspond à une erreur bien plus petite sur l'échelle la plus serrée.
À un waypoint fly-by (étoile à quatre branches), le virage commence avant le waypoint : le point violet TURN est l'anticipation r·tan(θ/2) — le même calcul que le calculateur Lead Radial / Turn Anticipation — et la ligne de repère décompte jusqu'à lui. À un waypoint fly-over (étoile dans un cercle), vous devez d'abord franchir le waypoint, puis virer et réintercepter : comparez les deux dans le scénario Fly-by ou fly-over. D→ sur une ligne du plan crée une nouvelle branche depuis votre position actuelle vers ce waypoint. Modifiez le plan en faisant glisser les waypoints, en tapant le course et la distance depuis le waypoint précédent, ou en ajoutant et en supprimant des lignes.
Exercice : Intercept vous place à côté d'une branche avec un vent léger — interceptez-la et tenez-la à ±0.5 NM jusqu'au séquencement du waypoint. Direct-to vous demande d'aller en direct vers le troisième waypoint et de voler la suite du plan. La norme est celle de la FAA pour la RNP 1 / RNAV 1 : écart latéral limité à la moitié de la pleine échelle, de brefs écarts jusqu'à la pleine échelle pendant les virages et juste après.
Hypothèse : un navigateur conceptuel — pas la réplique d'un équipement certifié. Les équipements réels diffèrent par l'endroit où ils séquencent, la façon dont ils calculent l'anticipation du virage (inclinaison ou taux, avec ou sans vent), leurs annonces et leur logique d'échelle ; utilisez toujours le guide de l'équipement. Ce modèle : anticipation du virage avec un rayon standard rate à la groundspeed actuelle ; les waypoints fly-by séquencent à la bissectrice du virage, les fly-over et le dernier waypoint par le travers ; les virages de plus de 120° sont volés en fly-over ; Auto prend le dernier waypoint comme destination et suppose le mode approche armé ; le pilotage NAV est une loi de démonstration simple ; carte plane, un seul référentiel de directions (sans magnetic variation), TAS constante, virages au standard rate avec mise en virage instantanée.
Guidage sur la branche : DTK = le course de la branche active (depuis le waypoint précédent, ou depuis le point où vous avez appuyé sur D→) ; XTK = la distance perpendiculaire à la branche, à droite ou à gauche ; TKE = TRK − DTK ; DIS = distance directe jusqu'au waypoint actif ; ETE = DIS ÷ groundspeed. Aiguille du CDI = −XTK ÷ pleine échelle (aiguille vers le course), limitée à la pleine échelle. TO s'affiche avant le waypoint, FROM après.
Pleine échelle du CDI (Auto) : en route ±5.0 NM (GPS de base, AIM 1-1-17 b 5 (e) (3)) ou ±2.0 NM (RNP 2 / RNAV 2, AC 90-105A E.4.1, AC 90-100A 10 b (9)) ; ±1.0 NM à moins de 30 NM de la destination (AIM 1-1-17 b 4 et b 5 (e) (3)) ; à partir de 2 NM avant un final approach waypoint actif, un passage linéaire à ±0.3 NM au waypoint, et ±0.3 NM après (AIM 1-1-17 b 5 (e) (5) : “smoothly” — le caractère linéaire est un choix de ce modèle).
Anticipation du virage à un waypoint fly-by : rayon de virage r = groundspeed ÷ (3°/s en radians), anticipation = r·tan(θ/2) avant le waypoint ; la plus grande distance aux branches droites en volant l'arc tangent = r·(1 − cos θ/2), atteinte à la bissectrice du virage, là où ce navigateur change de branche, si bien que le XTK est continu. Vérifié : un standard-rate turn simulé commencé au point d'anticipation reproduit l'arc et la distance maximale ; l'anticipation égale la valeur du calculateur Lead Radial / Turn Anticipation pour la même vitesse et le même angle (120 kt, 45° → 0.26 NM).
Vol : pas fixes de 0.1 s, heading vers la commande à 3°/s, vecteur vitesse par rapport au sol = TAS le long du heading + vent (le modèle de vent de l'IFR Trainer). Pilotage NAV : ground track = DTK − atan(XTK ÷ 40 s de vol), 45° au plus, corrigé du vent ; à l'intérieur de la distance d'anticipation du virage, il commande le heading de la branche suivante.
- Aeronautical Information Manual 1-1-17 (Global Positioning System) b 4 and b 5 (e) (3)–(7), (h) (3), (i) — terminal ±1 NM CDI sensitivity; en route ±5 NM changing to ±1 NM within 30 NM of the airport; a smooth change to ±0.3 NM over the last 2 NM to the final approach waypoint; turn anticipation at fly-by waypoints; distance and track to the next active waypoint; sequencing away from the route
- Aeronautical Information Manual 1-2-1 b 2 (a)–(b) — fly-by and fly-over waypoints; track-to-fix and direct-to-fix legs
- FAA Advisory Circular 90-105A (2016), Appendices A, C and E — full-scale deflection ±0.3 NM (RNP APCH final), ±1 NM (RNP 1, RNP APCH), ±2 NM (RNP 2); C.7.4.5 and E.9.5.8: cross-track error limited to half the RNP value, brief deviations in and after turns up to the RNP value
- FAA Advisory Circular 90-100A Change 2, para. 10 b (9)–(10) — full scale ±1 NM for RNAV 1 and ±2.0 NM for RNAV 2 (some older equipment ±5.0 NM beyond 30 NM from the airport); cross-track error limited to half the navigation accuracy
- Instrument Flying Handbook, FAA-H-8083-15B, ch. 9 — linear cross-track deviation of RNAV equipment (p. 9-23); IFR flight using GPS: operation and presentation vary greatly between brands and models
- Instrument Procedures Handbook, FAA-H-8083-16B (2017), ch. 1 p. 1-35 (fly-by and fly-over waypoint symbols), ch. 6 p. 6-4 (turn anticipation; fly-over waypoints) and glossary
- ICAO Doc 9613, Performance-based Navigation (PBN) Manual, 4th ed. 2013, Vol. II Part A 2.2.1 a) — no repeatable path is defined for fly-by and fly-over turns
- Model choices of this tool (stated on the page): turn anticipation with a standard-rate radius at the groundspeed (the Lead Radial / Turn Anticipation calculation); fly-by waypoints sequence at the turn bisector, fly-over and the last waypoint when abeam; turns over 120° flown as fly-over; a linear scale ramp; a demonstration NAV steering law
- Garmin G1000 Pilot’s Guide for Cessna Nav III, 190-00498-08 Rev. A (system software 0563.30 or later), pp. 56-68 — the glass HSI option (Indicator: HSI (glass)): heading-up compass card, course pointer with a two-dot deviation scale (full scale as on a mechanical CDI for VOR and LOC), green for VOR / LOC and magenta for GPS, flight-phase and OBS / SUSP annunciations, glideslope / glidepath indicator; an equipment example, not a statement about every glass display