Visualiseur de précision PBN / RNP
Valeurs RNP, précision et confinement avec une route et un avion animés, en distinguant précisément la réalité de la visualisation simplifiée.
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RNAV x et RNP x désignent une précision latérale en milles nautiques : l'erreur totale du système (TSE) doit rester à ±x pendant au moins 95 % du temps de vol (AIM 1-2-1 b 2 (e)). La bande verte sur la scène est cette précision ; l'histogramme à côté, à la même échelle latérale, montre où ce vol s'est réellement trouvé, comparé à la courbe en cloche du modèle.
La TSE a trois composantes. L'erreur de définition de trajectoire (PDE) : la trajectoire construite par le navigateur par rapport à la trajectoire désirée — négligeable avec une base de données valide. L'erreur technique de vol (FTE) : l'écart entre l'avion et la trajectoire du navigateur — c'est la seule composante que montre le CDI. L'erreur du système de navigation (NSE) : l'écart entre la position réelle et la position calculée par le navigateur. Des erreurs indépendantes s'additionnent en racine de la somme des carrés de leurs valeurs à 95 % (les barres sous la route).
La RNP, c'est la RNAV avec surveillance et alerte de performance à bord (AIM 1-2-2 a). Les spécifications RNP protègent aussi deux fois la valeur de précision (les lignes rouges en pointillés) : la probabilité d'être au-delà sans alerte doit être inférieure à 1 sur 100,000. Cette condition est plus stricte que celle des 95 %, si bien que le moniteur alerte dès que le navigateur ne peut plus garantir l'une ou l'autre — comparez les scénarios RNP 1 et RNAV 1 avec la même dégradation.
Le moniteur surveille le système de navigation, pas votre pilotage : faites glisser l'avion (ou utilisez Drift) et aucune alerte n'apparaît, aussi loin que vous soyez (ICAO Doc 9613 Vol II Part A 2.3.10.5). Gardez l'écart latéral dans la moitié de la valeur RNP ; de brefs écarts jusqu'à la valeur complète ne sont acceptables que pendant les virages et juste après (AC 90-105A 6.2). Voler 1 heure remplit immédiatement les statistiques ; Nouveau vol tire de nouvelles erreurs aléatoires.
Hypothèse : une visualisation simplifiée. Chaque erreur est une gaussienne de moyenne nulle décrite par sa valeur à 95 % (l'hypothèse de l'ICAO Doc 9613 Vol II Part A 2.2.1) ; la FTE et la NSE varient dans le temps avec des temps de corrélation illustratifs (20 s et 120 s) ; la PDE est une constante par vol ; un segment droit seulement (pas de virages) ; le moniteur conceptuel connaît exactement la NSE et suppose l'allocation de FTE de la spécification. La NSE par défaut (0.05 NM), les taux de drift et de dégradation et l'allocation de FTE RNP AR (la moitié de la valeur) sont illustratifs, pas des valeurs FAA. Les équipements réels calculent et annoncent leurs performances à leur manière et avec leurs propres termes — utilisez l'AFM et le guide de l'avionique.
Budget : TSE95 = √(PDE95² + FTE95² + NSE95²) ; σ = TSE95 ÷ 1.95996. Part du temps à ±précision selon le modèle = 1 − erfc(précision ÷ (σ√2)) ; probabilité au-delà de 2 × précision = erfc(2 × précision ÷ (σ√2)). Condition de précision : TSE95 ≤ précision (σ ≤ précision ÷ 1.96). Condition de confinement : probabilité ≤ 10⁻⁵, soit σ ≤ 2 × précision ÷ 4.417 = précision ÷ 2.21 (l'ICAO Doc 9613 Vol II Part A 2.3.10.2 arrondit à précision ÷ 2.23) — la plus stricte des deux.
Moniteur conceptuel (spécifications RNP seulement) : avec une PDE négligeable et l'allocation de FTE de la spécification, il alerte quand l'estimation de la NSE dépasse √(T² − FTE²), où T = la plus petite des deux limites TSE95 ci-dessus. Allocations : RNAV 2 1.0 NM, RNAV 1 0.5 NM (AC 90-100A 8 a) ; RNP 2 1 NM (AC 90-105A E.4.1) ; RNP 1 0.5 NM avec pilote automatique ou directeur de vol, 0.8 NM en pilotage manuel (C.3.1) ; RNP APCH 0.5 NM initiale / intermédiaire / missed, 0.25 NM finale (A.3.1.2) ; RNP 0.3 0.25 NM (D.4.1). Exemple : finale RNP APCH, FTE 0.25 NM → la NSE ne peut pas dépasser 0.092 NM.
Simulation : la FTE et la NSE sont des processus de Gauss-Markov du premier ordre de variance stationnaire unité, mis à l'échelle par σ (leur distribution à long terme est exactement la gaussienne du budget — vérifié par des tests) ; la PDE est tirée une fois par vol ; le décalage du pilote est ajouté à la FTE. Aiguille du CDI = −FTE ÷ déviation pleine échelle (RNAV 2 et RNP 2 ±2 NM, RNAV 1, RNP 1 et RNP APCH ±1 NM, approche finale et RNP 0.3 ±0.3 NM : AC 90-100A 10 b (9), AC 90-105A). Un échantillon par seconde alimente l'histogramme (classes de 1/10 de la valeur de précision).
- ICAO Doc 9613, Performance-based Navigation (PBN) Manual, 4th ed. 2013, Vol. II Part A ch. 2: 2.2.1 — path definition, flight technical and navigation system errors, assumed independent, zero-mean and Gaussian, the total system error with the root-sum-square standard deviation; 2.3.10.1–2.3.10.2 — accuracy for 95 % of the flight time and the 10⁻⁵ probability of exceeding twice the accuracy value without annunciation (standard deviation at most accuracy ÷ 2.23 versus accuracy ÷ 1.96); 2.3.10.5 — on-board performance monitoring is not error monitoring (no alert when the FTE grows); Table II-A-2-1 — RNAV: TSE distribution not bounded
- FAA Advisory Circular 90-105A (2016), 4.2–4.3 (PDE considered negligible; TSE = vector sum of FTE, PDE and NSE), 6.2 and C.7.4.5 (cross-track error limited to half the RNP value, brief deviations in turns up to the RNP value); FTE allowances A.3.1.2 (RNP APCH 0.5 NM, final 0.25 NM), C.3.1 (RNP 1 0.5 NM with autopilot or flight director, 0.8 NM manual), D.4.1 (RNP 0.3 0.25 NM), E.4.1 (RNP 2 1 NM); alerting A.3.4 (2 NM / 0.6 NM with 10⁻⁵), C.3.4, E.4.2; A.7.1.8 and D.9.10 (notify ATC of any loss of the RNP capability); full-scale deflections ±1 NM / ±0.3 NM (A.3), ±0.3 NM (RNP 0.3)
- FAA Advisory Circular 90-100A Change 2, para. 8 a (1)–(2) (RNAV 2 FTE 1.0 NM, RNAV 1 FTE 0.5 NM) and 10 b (9) (full scale ±1 NM for RNAV 1, ±2 NM for RNAV 2)
- Aeronautical Information Manual 1-2-1 b 2 (e) — the RNAV x / RNP x number is the lateral accuracy in NM achieved at least 95 percent of the flight time; RNAV 1 and RNAV 2 uses
- Aeronautical Information Manual 1-2-2 a — RNP is RNAV with on-board performance monitoring and alerting (OBPMA); b 1 — RNP applications account for errors at a multiple of the accuracy value (for example twice); b 1 (a) (1)–(9) — RNP APCH, RNP AR APCH, RNP 1, RNP 2, RNP 0.3; d NOTE — estimated position uncertainty (EPU), also called ANP or EPE; TBL 1-2-2 — RNP AR approach segments 0.1 to 1.0
- Model choices of this tool (stated on the page): Gaussian errors described by their 95 % values; FTE and NSE varying over time with illustrative correlation times (20 s and 120 s); a straight route segment; a conceptual monitor that knows the NSE and assumes the specification's FTE allowance; an illustrative default NSE of 0.05 NM, illustrative drift and degradation rates and an illustrative RNP AR FTE allowance (half the value)
- 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