第二話 RNAV及GPS
上回提到用VOR黎導航有好多缺點,其實仲有一個未提到。就係傳統既ground base navigation會要求你飛過沿路既VOR,咁你飛既路線99%都唔會係一條直線,即係2點之間既最短距離。
就好似一個路癡淨係識搭地鐵,佢由九龍塘去深水埗一定要係太子轉車,但係其實係石硤尾行過去仲快。
RNAV(Area Navigation) 就係咁應運而生,縮短飛行時間同節省燃油。但係你唔向著個信標飛你點知你飛緊一直線冇偏離道呢?let me recap in english 你知道一個固定點(VOR/DME)既位置,方位同距離,咁就可以推算到飛機既位置。
所以係VOR/DME既接收範圍裡面,我地可以製造一d由VOR方位同距離所定義既waypoint。例如上圖既waypoint 1就係MYSTIC (MYS) VOR既180度同23海里(kts)。由waypoint 1, 2, 3就可以組成一條航線
不過咁仲未可以擺脫到VOR接收範圍,過大海d機又點算?聰明如你一定估到:上至導彈下至手機都用緊既GPS。有全球定位系統,咁就唔駛擔心收唔到VOR,亦都可以自由「製造」一條航線既waypoints。以下我簡單講下GPS既原理。
首先,個衛星會同你既GPS接收器不斷溝通,好似測距儀(DME)咁測量你同衛星之間既距離,但係淨係得一個衛星既距離係冇用架,要多個衛星一齊先可以鎖定你既位置。
睇返幅圖,有衛星A既距離只可以知道你係紅色圓圈既其中一點,有埋衛星B既距離就可以得到2個 position fix,即係兩個圓圈既交叉點。要知道兩個fix邊個先係真正既位置就要第三個衛星幫手。有埋衛星C既距離,你就有一個平面上既position fix。
但因為各種原因,測量到每個衛星既距離都唔會100%準確,有時仲會錯,所以你得到既fix唔會exactly係一點(ie 零偏差),可能係一個範圍,例如三十米以內。
要再更加精確,就要更加多既衛星係天上面。收到越多衛星既信號=越精確可靠
衛星數量
3個:平面上既位置
4個:立體空間上既位置(有埋高度)
5個:可以偵測到有錯誤信號既衛星
6個或以上:可以偵測
及排除有錯誤信號既衛星
要攞到精確又可靠既位置,至少收到要6個或以上既衛星。衛星既信號係直線傳送,所以要line of sight。不過衛星飛咁高,飛機又飛咁高,所以除左地球本體之外都冇障礙物可以擋著,但係要達成「係地球上大多數地方都收到複數衛星信號」既條件,就要射好多部衛星上天,以美國為例既GPS系統有24個衛星。除美國之外,歐洲、俄國同中國都有自己既全球定位系統,所以真係有好多衛星圍著我地轉緊。
咁GPS既缺點係咩?其實真係冇乜,覆蓋範圍廣,準確性高,可靠,全天候運作,所以好多國家都開始淘汰VOR同其他Ground based navigation。
Quote wiki:由於GPS無須任何授權即可任意使用,原本美國因為擔心敵對國家或組織會利用GPS對美國發動攻擊,故在民用訊號中人為地加入選擇性誤差(即SA政策,Selective Availability)以降低其精確度,使其最終定位精確度大概在100米左右;軍規的精度在十米以下。2000年以後,克林頓政府決定取消對民用訊號的干擾。因此,現在民用GPS也可以達到十米左右的定位精度。
由於GPS既重要性,如果第三次世界大戰爆發,我幾肯定GPS係第一樣收皮既野。
講到呢到,無論係VOR, DME定GPS,好似飛機一定要靠外來既信號先可以導航,咁冇左呢d信號咪會盪失路?其實民航客機本身都有build in既導航方法。
希望大家都學到少少野,聽日預告:打大佬既慣性導航(INS)