Luftnavigation udføres ved forskellige metoder. Metoden eller systemet, som en pilot bruger til at navigere gennem nutidens luftrumssystem vil afhænge af den type flyvning, der vil forekomme (VFR eller IFR), hvilke navigationssystemer der er installeret på flyet, og hvilke navigationssystemer der er tilgængelige i et bestemt område.
Det følgende er nogle af de vigtigste værktøjer og teknikker, som piloter bruger til navigation.
Dødsregning og lodsning
På det mest enkle niveau opnås navigation gennem ideer kendt som dødregning og lodsning. Lodsning er et udtryk, der refererer til den eneste brug af visuelle jordreferencer. Piloten identificerer vartegn, såsom floder, byer, lufthavne og bygninger og navigerer blandt dem. Problemet med lodsning er, at referencer ofte ikke er let at se og ikke let kan identificeres under dårlig sigtbarhed, eller hvis piloten kommer lidt af sporet. Derfor blev ideen om død regning introduceret.
Dead reckoning involverer brugen af visuelle kontrolpunkter sammen med tids- og afstandsberegninger. Piloten vælger checkpoints, der let kan ses fra luften og også identificeres på kortet og derefter beregner den tid, det vil tage at flyve fra det ene punkt til det næste baseret på distance, flyvehastighed og vind beregninger. En flycomputer hjælper piloter med at beregne tids- og distanceberegninger, og piloten bruger typisk en flyveplanlægningslog til at holde styr på beregningerne under flyvningen.
Radionavigationsmetoder for fly
Med fly udstyret med radionavigationshjælpemidler (NAVAIDS) kan piloter navigere mere præcist end med dødregning alene. Radio NAVAIDS kommer til nytte under dårlige sigtbare forhold og fungerer som en passende backup-metode for almindelige luftfartspiloter, der foretrækker dødregning. De er også mere præcise. I stedet for at flyve fra checkpoint til checkpoint kan piloter flyve en lige linje til et "fix" eller en lufthavn. Specifikke radio NAVAIDS er også påkrævet til IFR-operationer.
Der er forskellige typer radio NAVAIDS, der bruges i luftfarten:
Automatisk retningsfinder og ikke-retningsbestemt radiofyr
Den mest elementære form for radionavigation er ADF/NDB par. En NDB er et ikke-retningsbestemt radiofyr, der er stationeret på jorden og udsender et elektrisk signal i alle retninger. Hvis et fly er udstyret med en automatisk retningssøger (ADF), vil det vise flyets position i forhold til NDB-stationen på jorden.
ADF-instrumentet er dybest set en pilemarkør placeret over et kompas-kort-type display. Pilen peger altid i retning af NDB-stationen, hvilket betyder, at hvis piloten peger flyene i pilens retning i en vindstille situation, vil de flyve direkte til station. ADF/NDB er en forældet NAVAID, og det er et system, der er udsat for fejl.
Da dens rækkevidde er line-of-sight, kan en pilot få fejlagtige aflæsninger, mens han flyver i bjergrigt terræn eller for langt fra stationen. Systemet er også udsat for elektrisk interferens og kan kun rumme begrænsede fly på én gang. Mange bliver nedlagt, da GPS bliver den primære navigationskilde.
VHF Omnidirectional Range (VOR)
Ved siden af GPS er VOR-systemet nok det mest brugte NAVAIDS i verden. VOR, forkortelse for VHF Omnidirectional Range, er en radiobaseret NAVAID, der opererer i det meget høje frekvensområde. VOR-stationer er placeret på jorden og sender to signaler - et kontinuerligt 360-graders referencesignal og et andet fejende retningssignal.
Flyinstrumentet (OBI) fortolker faseforskellen mellem de to signaler og viser resultaterne som en radial på OBI (omni-bearing indicator) eller HSI (horisontal situation indicator), afhængigt af hvilket instrument flyet bruger. I sin mest grundlæggende form afbilder OBI eller HSI, hvilken radial fra stationen flyet er placeret på, og om flyet flyver mod eller væk fra stationen.
VOR'er er mere nøjagtige end NDB'er og er mindre tilbøjelige til at fejle, selvom modtagelsen stadig kun er modtagelig for line-of-sight.
Afstandsmålingsudstyr (DME)
Afstandsmåleudstyr (DME) er et af de mest enkle og værdifulde NAVAIDS til dato. Det er en grundlæggende metode, der bruger en transponder i flyet til at bestemme den tid, det tager for et signal at rejse til og fra en DME-station. DME transmitterer på UHF-frekvenser og beregner skråafstandsafstand. Transponderen i flyet viser afstanden i tiendedele af en sømil.
En enkelt DME-station kan håndtere op til 100 fly ad gangen, og de eksisterer normalt sammen med VOR-jordstationer.
Instrumentlandingssystem (ILS)
Et instrumentlandingssystem (ILS) er et instrumentindflyvningssystem, der bruges til at guide fly ned til landingsbanen fra flyvningens indflyvningsfase. Den bruger både vandrette og lodrette radiosignaler, der udsendes fra et punkt langs landingsbanen. Disse signaler opsnapper for at give piloten præcise placeringsoplysninger i form af en glideslope - en stabiliseret nedstigningssti med konstant vinkel hele vejen ned til indflyvningsenden af landingsbanen. ILS-systemer er meget i brug i dag som et af de mest præcise tilgangssystemer, der findes.
GPS-navigation
Det globale positioneringssystem er blevet den mest værdifulde navigationsmetode i den moderne luftfartsverden. GPS har vist sig at være enormt pålidelig og præcis og er nok den mest almindelige NAVAID i brug i dag.
Det globale positioneringssystem bruger 24 satellitter fra det amerikanske forsvarsministerium til at levere præcise lokaliseringsdata, såsom flyets position, spor og hastighed til piloter. GPS-systemet bruger triangulering til at bestemme flyets nøjagtige position over jorden. For at være nøjagtig skal et GPS-system have evnen til at indsamle data fra mindst tre satellitter til 2-D-positionering og fire satellitter til 3-D-positionering.
GPS er blevet en foretrukken metode til at navigere på grund af nøjagtigheden og brugervenligheden. Selvom der er fejl forbundet med GPS, er de sjældne. GPS-systemer kan bruges hvor som helst i verden, selv i bjergrigt terræn, og de er ikke tilbøjelige til fejl fra radio NAVAIDS, såsom line-of-sight og elektrisk interferens.
Sådan bruger piloter NAVAIDS
Piloter vil flyve under visuelle flyveregler (VFR) eller instrumentflyveregler (IFR), afhængigt af vejrforholdene. Under visuelle meteorologiske forhold (VMC) kan en pilot flyve ved at bruge lodsning og dødregning alene, eller de kan bruge radionavigation eller GPS-navigationsteknikker. Grundlæggende navigation undervises i de tidlige stadier af flyvetræning.
Under instrumentmeteorologiske forhold (IMC) eller under flyvning i IFR skal en pilot stole på cockpitinstrumenter, såsom et VOR- eller GPS-system. Fordi det kan være vanskeligt at flyve i skyerne og navigere med disse instrumenter, skal en pilot tjene en FAA Instrument Rating at flyve under IMC-forhold lovligt.
I øjeblikket lægger FAA vægt på ny uddannelse af piloter inden for almen luftfart i teknologisk avancerede fly (TAA). TAA er fly, der har avancerede højtekniske systemer ombord, såsom GPS. Selv lette sportsfly kommer ud af fabrikken med avanceret udstyr i disse dage. Det kan være forvirrende og farligt for en pilot at forsøge at bruge disse moderne cockpitsystemer under flyvning uden yderligere træning, og de nuværende FAA træningsstandarder har ikke fulgt med dette problem.
FAA er opdateret FITS-program endelig løst problemet, selvom programmet stadig er frivilligt.
