par NAV CANADA
Des procédures d’approche qui offrent des minimums d’approche selon la performance d’alignement de piste avec guidage vertical sont offertes à un grand nombre d’aéroports partout au Canada. En date de décembre 2022, NAV CANADA a publié 740 approches qui offrent des minimums LPV (Figure 1).
Le service de LPV s’est avéré plutôt robuste et fiable dans de nombreuses régions du pays. Les pertes de service temporaires ne se produisent généralement qu’une très petite fraction du temps; cependant, NAV CANADA reçoit à l’occasion des rapports de pilotes qui décrivent une perte de service lors de ces procédures d’approche. (Remarque : cet article met l’accent sur la LPV, bien que la performance d’alignement de piste [LP] et la navigation latérale/verticale [LNAV/VNAV] basée sur le système de renforcement à couverture étendue [WAAS] puissent être touchées de manière similaire.)
Pour tirer parti de la LPV, les aéronefs doivent s’appuyer sur un système de renforcement satellitaire (SBAS) pour renforcer la position calculée à l’aide d’une constellation de base du système mondial de navigation par satellite (GNSS). Au Canada, nous avons la chance d’avoir accès au SBAS de la Federal Aviation Administration (FAA), qui a été nommé WAAS. Les signaux du SBAS sont transmis aux récepteurs de bord compatibles avec le WAAS à partir de trois satellites en orbite géostationnaire (GEO). Ceux-ci sont situés au-dessus de l’équateur à 117°, 125° et 129° ouest, ce qui les place un peu au sud de la Californie. En 2022, la FAA a achevé le remplacement pluriannuel des satellites en fin de cycle de vie; les nouveaux satellites du WAAS en GEO sont désormais légèrement plus à l’ouest qu’auparavant. Cela garantit aux États-Unis une couverture du WAAS triple-redondante, du Maine jusqu’à l’extrémité ouest de l’Alaska. Toutefois, cela signifie que les aéronefs volant dans l’est du Canada pourraient maintenant voir les satellites du WAAS en GEO un peu plus bas sur l’horizon qu’auparavant. À certains endroits, les récepteurs pourraient ne pas voir autant de satellites en GEO qu’auparavant. Voici les empreintes des trois nouveaux satellites du WAAS en GEO :
Lorsque les trois satellites du WAAS en GEO fonctionnent correctement, les récepteurs compatibles qui se trouvent à l’intérieur de la ligne verte devraient pouvoir voir les trois satellites; cependant, plus vous vous rapprochez de la ligne verte, plus ces satellites en GEO apparaissent bas sur l’horizon. Les récepteurs qui se trouvent entre les lignes verte et mauve ne peuvent voir que deux des satellites en GEO; ceux qui se trouvent entre les lignes mauve et rouge ne peuvent voir qu’un seul satellite en GEO. Les notations de la Figure 2 ont été faites, par le passé, sur les cartes de procédures d’approche aux instruments dont le service était réduit près de la limite de la couverture du WAAS. Mais étant donné les nouveaux emplacements des satellites du WAAS en GEO, NAV CANADA prévoit commencer à ajouter la remarque suivante à toute procédure au WAAS qui se trouve maintenant à l’extérieur de la ligne verte : « Procédure proche de la limite de couverture des satellites du WAAS. Des pannes occasionnelles pourraient se produire ».
Supposons que nous volons à l’intérieur de la ligne verte près d’Halifax, en essayant de recevoir des messages d’un des satellites du WAAS en GEO. On peut alors imaginer que les trois satellites en GEO pourraient être situés par rapport à l’horizon comme dans la Figure 3.
Les récepteurs compatibles avec le WAAS sont conçus pour recevoir des messages d’un seul satellite en GEO, y compris ceux qui sont relativement bas sur l’horizon comme dans notre exemple d’Halifax; mais, parfois, des conditions non idéales peuvent rendre la tâche plus difficile. Une de ces conditions est la météorologie spatiale.
Le Soleil est la source de la météorologie spatiale; il peut libérer des flux de particules chargées susceptibles de perturber le service de LPV. La LPV exige des corrections ionosphériques précises ainsi que des limites d’intégrité relativement étroites. Ces limites peuvent être élargies pendant les périodes où l’ionosphère est grandement perturbée par ces particules chargées. En d’autres termes, lors d’événements météorologiques spatiaux, le système est conçu pour déclencher une alerte d’intégrité bien plus tôt qu’un récepteur compatible avec le WAAS ne le ferait normalement; c’est ainsi qu’il assure votre sécurité. Le service de LPV peut occasionnellement être interrompu lors de graves tempêtes géomagnétiques; ces pannes sont susceptibles de toucher certaines parties de la zone desservie pendant de courtes périodes. Dans de très rares cas, des tempêtes géomatiques très violentes pourraient même entraîner une perte temporaire du service de LPV sur une grande partie du territoire desservi par le service du WAAS, et ce, pendant plusieurs heures. (Remarque : la météorologie spatiale a historiquement eu un effet très limité sur les procédures autres que celles au WAAS telles que la LNAV; dans la plupart des cas, NAV CANADA essaie de publier une ligne de minimums LNAV pour chaque piste où une approche au WAAS a été publiée).
Lors de la planification avant vol, les pilotes peuvent consulter les produits du Centre canadien de météo spatiale pour déterminer si le service de LPV pour leur vol pourrait être touché. Pour de plus amples détails, veuillez consulter la page de la Météo Spatiale Canada.
Lorsque la météo spatiale prévue est modérée ou violente, des avis de phénomène de météorologie de l’espace (SWX ADVISORY) sont promulgués par renseignements météorologiques significatifs (SIGMET), comme pour les avis de cendres volcaniques. Ce n’est pas quelque chose qui arrive tous les jours, mais c’est quand même quelque chose dont les pilotes doivent être conscients. Voir les sections COM 5.5.4 et MET 14.0 du Manuel d’information aéronautique de Transports Canada (AIM de TC) pour obtenir plus de détails.
Revenons à notre exemple d’Halifax : un autre problème auquel nous pourrions être confrontés est celui des signaux du WAAS qui sont bloqués par les structures d’aéronef; plus particulièrement les ailes quand l’aéronef est en inclinaison latérale et l’empennage quand les satellites en GEO se trouveraient directement derrière l’aéronef. Bien entendu, les différentes configurations de cellule ainsi que les emplacements de montage des antennes peuvent entraîner des variations dans la réception des signaux. Imaginons que nous effectuons une approche RNAV (GNSS) Z de la piste 05. Nous virons de l’un des segments d’approche initiale vers le segment d’approche intermédiaire au point de cheminement ODKAS, où nous rejoignons le prolongement de l’axe de la piste. La Figure 4 montre l’approche superposée sur Google Earth, avec des lignes qui nous permettent d’imaginer la provenance des signaux des trois satellites du WAAS en GEO.
Imaginons maintenant que nous pilotons un aéronef comme celui-ci, avec des antennes GPS (WAAS) installées près des ailes (Figure 5).
Un aéronef avec une configuration à aile haute, comme celui-ci, pourrait communiquer au pilote un avertissement d’intégrité, ou une perte de capacité de LPV, lorsqu’il s’incline latéralement à ODKAS. En dehors du segment d’approche finale, les pertes temporaires de signal du WAAS sont autorisées par le récepteur et, pour certains aéronefs, une fois le signal retrouvé, le récepteur peut être en mesure de poursuivre l’approche selon la LPV. D’autres aéronefs peuvent être en mesure de réduire le niveau de service de LPV et de voler aux minimums LNAV non touchés. Certains aéronefs pourraient avoir besoin d’effectuer une approche interrompue. (Remarque : si une perte de quelques secondes de signal du WAAS se produit au cours du segment d’approche finale, l’indicateur de guidage perdu s’affichera et entraînera vraisemblablement une approche interrompue; à ce stade de l’approche, tout indicateur affiché est verrouillé et il sera impossible de continuer l’approche, même si le signal du WAAS est rétabli.) Une fois que l’aéronef a terminé le virage à ODKAS et qu’il est établi en rapprochement au cours du segment intermédiaire, un empennage de grandes dimensions pourrait bloquer le signal du WAAS et causer des problèmes. La conception de la cellule et l’emplacement de l’antenne, combinés aux faibles angles d’élévation des satellites du WAAS en GEO, peuvent représenter des défis.
Afin de faire le suivi des événements de pertes de LPV, les pilotes sont incités à signaler leurs observations aux services de la circulation aérienne, qu’il y ait ou non une note sur la carte d’approche. Fournir des détails, surtout dans le cas d’une perte partielle comme une « perte du guidage vertical de LPV » ainsi que l’endroit exact où la perte s’est produite, aideront NAV CANADA à déterminer si des changements à la conception des procédures d’approche sont nécessaires pour réduire le nombre d’événements.
Malgré les difficultés occasionnelles, les procédures selon la LPV continuent d’accroître sensiblement l’accessibilité des aéroports et offrent aux pilotes et aux exploitants d’aéronefs un moyen sûr d’effectuer des approches avec guidage vertical vers de nombreuses pistes au Canada. Si vous avez d’autres questions à propos du WAAS ou de la LPV, n’hésitez pas à les envoyer à service@navcanada.ca et ils feront de leur mieux pour y répondre.