Navigasi udara dilakukan dengan berbagai metode. Metode atau sistem yang digunakan seorang pilot untuk menavigasi masa kini sistem wilayah udara akan bergantung pada jenis penerbangan yang akan terjadi (VFR atau IFR), sistem navigasi mana yang dipasang pada pesawat, dan sistem navigasi mana yang tersedia di area tertentu.
Berikut ini adalah beberapa alat dan teknik utama yang digunakan pilot untuk navigasi.
Perhitungan Mati dan Pilotage
Pada tingkat yang paling sederhana, navigasi dicapai melalui gagasan yang dikenal sebagai perhitungan mati dan pemanduan. Pilotage adalah istilah yang mengacu pada penggunaan referensi visual di darat. Pilot mengidentifikasi landmark, seperti sungai, kota kecil, bandara, dan bangunan, serta melakukan navigasi di antara landmark tersebut. Masalah dengan pemanduan adalah, seringkali, referensi tidak mudah dilihat dan tidak mudah diidentifikasi dalam kondisi jarak pandang rendah atau jika pilot sedikit keluar jalur. Oleh karena itu, gagasan perhitungan mati diperkenalkan.
Perhitungan mati melibatkan penggunaan pos pemeriksaan visual bersama dengan perhitungan waktu dan jarak. Pilot memilih pos pemeriksaan yang mudah dilihat dari udara dan kemudian diidentifikasi di peta menghitung waktu yang diperlukan untuk terbang dari satu titik ke titik berikutnya berdasarkan jarak, kecepatan udara, dan angin perhitungan. Komputer penerbangan membantu pilot dalam menghitung perhitungan waktu dan jarak dan pilot biasanya menggunakan log perencanaan penerbangan untuk melacak perhitungan selama penerbangan.
Metode Navigasi Radio untuk Pesawat Terbang
Dengan pesawat yang dilengkapi alat bantu navigasi radio (NAVAIDS), pilot dapat bernavigasi lebih akurat dibandingkan hanya dengan perhitungan mati. Radio NAVAIDS berguna dalam kondisi visibilitas rendah dan bertindak sebagai metode cadangan yang cocok untuk pilot penerbangan umum yang lebih memilih perhitungan mati. Mereka juga lebih tepat. Alih-alih terbang dari pos pemeriksaan ke pos pemeriksaan, pilot dapat menerbangkan garis lurus ke “perbaikan” atau bandara. Radio NAVAIDS khusus juga diperlukan untuk operasi IFR.
Ada berbagai jenis radio NAVAIDS yang digunakan dalam penerbangan:
Pencari Arah Otomatis dan Suar Radio Non-arah
Bentuk navigasi radio yang paling dasar adalah ADF/NDB pasangan. NDB adalah suar radio non-arah yang ditempatkan di tanah dan memancarkan sinyal listrik ke segala arah. Jika pesawat dilengkapi dengan pencari arah otomatis (ADF), maka akan ditampilkan posisi pesawat terhadap stasiun NDB di darat.
Instrumen ADF pada dasarnya adalah penunjuk panah yang ditempatkan di atas tampilan jenis kartu kompas. Panah selalu menunjuk ke arah stasiun NDB, artinya jika pilot menunjuk pesawat searah panah dalam situasi tanpa angin, mereka akan terbang langsung ke stasiun. ADF/NDB adalah NAVAID yang ketinggalan jaman, dan merupakan sistem yang rentan terhadap kesalahan.
Karena jangkauannya saling berhadapan, pilot bisa mendapatkan pembacaan yang salah saat terbang di daerah pegunungan atau terlalu jauh dari stasiun. Sistem ini juga dapat mengalami gangguan listrik dan hanya dapat menampung pesawat terbatas pada satu waktu. Banyak yang dinonaktifkan karena GPS menjadi sumber navigasi utama.
Rentang Segala Arah VHF (VOR)
Selain GPS, sistem VOR mungkin merupakan NAVAIDS yang paling umum digunakan di dunia. VOR, kependekan dari VHF Omnidirection Range, adalah NAVAID berbasis radio yang beroperasi pada rentang frekuensi sangat tinggi. Stasiun VOR terletak di permukaan tanah dan memancarkan dua sinyal—satu sinyal referensi 360 derajat kontinu dan satu lagi sinyal arah menyapu.
Instrumen pesawat (OBI) menafsirkan perbedaan fase antara dua sinyal dan menampilkan hasilnya sebagai radial pada OBI (indikator omni-bearing) atau HSI (indikator situasi horizontal), tergantung instrumen mana yang digunakan pesawat kegunaan. Dalam bentuknya yang paling dasar, OBI atau HSI menggambarkan radial dari stasiun tempat pesawat berada dan apakah pesawat terbang menuju atau menjauhi stasiun.
VOR lebih akurat dibandingkan NDB dan tidak terlalu rentan terhadap kesalahan, meskipun penerimaannya masih rentan terhadap garis pandang saja.
Alat Pengukur Jarak (DME)
Alat pengukur jarak (DME) merupakan salah satu NAVAIDS yang paling sederhana dan berharga hingga saat ini. Ini adalah metode dasar yang menggunakan transponder di pesawat untuk menentukan waktu yang diperlukan sinyal untuk bergerak ke dan dari stasiun DME. DME mentransmisikan pada frekuensi UHF dan menghitung jarak jarak miring. Transponder di pesawat menampilkan jarak dalam sepersepuluh mil laut.
Sebuah stasiun DME dapat menangani hingga 100 pesawat sekaligus, dan biasanya stasiun tersebut berdampingan dengan stasiun bumi VOR.
Sistem Pendaratan Instrumen (ILS)
Sistem pendaratan instrumen (ILS) adalah sistem pendekatan instrumen yang digunakan untuk memandu pesawat turun ke landasan pacu dari fase pendekatan penerbangan. Pesawat ini menggunakan sinyal radio horizontal dan vertikal yang dipancarkan dari suatu titik di sepanjang landasan. Sinyal-sinyal ini dicegat untuk memberikan informasi lokasi yang tepat kepada pilot dalam bentuk lereng luncur—jalur penurunan yang stabil dan bersudut konstan hingga ke ujung pendekatan landasan pacu. Sistem ILS banyak digunakan saat ini sebagai salah satu sistem pendekatan paling akurat yang ada.
Navigasi GPS
Sistem penentuan posisi global telah menjadi metode navigasi yang paling berharga dalam dunia penerbangan modern. GPS telah terbukti sangat andal dan tepat serta mungkin merupakan NAVAID yang paling umum digunakan saat ini.
Sistem penentuan posisi global menggunakan 24 satelit Departemen Pertahanan A.S. untuk memberikan data lokasi yang tepat, seperti posisi, lintasan, dan kecepatan pesawat kepada pilot. Sistem GPS menggunakan triangulasi untuk menentukan posisi tepat pesawat di atas bumi. Agar akurat, sistem GPS harus memiliki kemampuan mengumpulkan data dari setidaknya tiga satelit untuk penentuan posisi 2-D, dan empat satelit untuk penentuan posisi 3-D.
GPS telah menjadi metode navigasi pilihan karena keakuratan dan kemudahan penggunaannya. Meskipun ada kesalahan terkait GPS, kesalahan tersebut jarang terjadi. Sistem GPS dapat digunakan dimana saja di seluruh dunia, bahkan di daerah pegunungan, dan tidak rentan terhadap kesalahan radio NAVAIDS, seperti garis pandang dan gangguan listrik.
Bagaimana Pilot Menggunakan NAVAIDS
Pilot akan terbang berdasarkan aturan penerbangan visual (VFR) atau aturan penerbangan instrumen (IFR), tergantung pada kondisi cuaca. Selama kondisi meteorologi visual (VMC), seorang pilot mungkin terbang hanya dengan menggunakan pilotage dan perhitungan mati, atau mereka mungkin menggunakan navigasi radio atau teknik navigasi GPS. Navigasi dasar diajarkan pada tahap awal pelatihan penerbangan.
Dalam kondisi instrumen meteorologi (IMC) atau saat terbang IFR, pilot harus bergantung pada instrumen kokpit, seperti sistem VOR atau GPS. Karena terbang di awan dan bernavigasi dengan instrumen ini bisa jadi rumit, seorang pilot harus mendapatkan penghasilan Peringkat Instrumen FAA untuk terbang dalam kondisi IMC secara legal.
Saat ini, FAA sedang menekankan pelatihan baru untuk pilot penerbangan umum pesawat berteknologi maju (TAA). TAA adalah pesawat yang memiliki sistem teknis canggih, seperti GPS. Bahkan pesawat olahraga ringan pun keluar dari pabrik dengan peralatan canggih akhir-akhir ini. Hal ini dapat membingungkan dan berbahaya bagi pilot yang mencoba menggunakannya sistem kokpit modern dalam penerbangan tanpa pelatihan tambahan, dan standar pelatihan FAA saat ini tidak dapat mengatasi masalah ini.
FAA sudah diperbarui program COCOK akhirnya mengatasi masalah ini, meskipun program ini masih bersifat sukarela.
