飞行员如何使用空中导航飞行

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航位推算和引航

在最简单的层面上，导航是通过称为航位推算和引航的想法来完成的。引航是指仅使用视觉参考的术语。该飞行员识别地标，例如河流，城镇，机场，建筑物和其中的导航。引航的问题在于，通常情况下，参考不容易被看到，并且在低能见度条件下或者飞行员甚至稍微偏离轨道时也不容易识别。因此，引入了航位推算的想法。

航位推算涉及使用视觉检查点以及时间和距离计算。飞行员选择从空中容易看到并在地图上识别的检查点，然后根据距离，空速和风计算计算从一个点飞到下一个点所需的时间。飞行计算机帮助飞行员计算时间和距离计算，并且飞行员通常使用飞行计划日志来跟踪飞行期间的计算。

无线电导航

配备无线电导航设备（NAVAIDS）的飞机，飞行员可以比单独使用航位推算更准确地驾驶。无线电NAVAIDS在低能见度条件下派上用场，对于喜欢航位推算的通用航空飞行员来说，它是一种合适的备用方法。它们也更精确。飞行员不是从检查站飞到检查站，而是可以直线飞往“修理”或机场。 IFR操作也需要特定的无线电NAVAIDS。

航空中使用不同类型的无线电NAVAIDS：

ADF / NDB：最基本的无线电导航形式是ADF / NDB对。 NDB是一种非定向无线电信标，驻留在地面上并在所有方向上发射电信号。如果飞机配备自动测向仪（ADF），它将显示飞机相对于地面NDB站的位置。 ADF仪器基本上是一个放在指南针卡式显示器上的箭头指针。箭头始终指向NDB站的方向，这意味着如果飞行员在无风的情况下沿箭头方向指向飞机，他将直接飞到该站。 ADF / NDB是一个过时的NAVAID，它是一个容易出错的系统。由于其航程是视距，飞行员在山区或离车站太远的地方飞行时可能会得到错误的读数。该系统还受到电气干扰，并且一次只能容纳有限的飞机。由于GPS成为主要导航源，许多人正在退役。

VOR：在GPS旁边，VOR系统可能是世界上最常用的NAVAIDS。 VOR是VHF全向范围的缩写，是一种基于无线电的NAVAID，可在极高频率范围内工作。 VOR站位于地面上并传输两个信号 - 一个连续的360度参考信号和另一个扫描方向信号。
飞机仪表（OBI）解释两个信号之间的相位差，并在OBI（全方位指示器）或HSI（水平状态指示器）上显示径向结果，具体取决于飞机使用的仪器。在其最基本的形式中，OBI或HSI描绘了飞机所在站点的径向以及飞机是朝向还是远离该站飞行。

VOR比NDB更准确，并且不容易出错，尽管接收仍然只容易受到视线的影响。
DME：距离测量设备是迄今为止最简单和最有价值的NAVAIDS之一。这是使用飞机中的转发器来确定信号往返于DME站所需的时间的基本方法。 DME在UHF频率上发射并计算倾斜距离。飞机上的发送应答器显示的距离为十分之一海里。

单个DME站可同时处理多达100架飞机，它们通常与VOR地面站共存。
ILS：仪表着陆系统（ILS）是一种仪表进近系统，用于将飞机从飞行进近阶段引导至跑道。它使用从跑道上的一个点发出的水平和垂直无线电信号。这些信号拦截以向飞行员提供精确的位置信息，其形式为下滑道 - 恒定角度，稳定的下降路径，一直到跑道的接近端。 ILS系统现在被广泛使用，作为可用的最精确的方法系统之一。

全球定位系统

全球定位系统已成为现代航空界最有价值的导航方法。 GPS已被证明非常可靠和精确，可能是目前使用的最常见的NAVAID。

全球定位系统使用24个美国国防部卫星为飞行员提供精确的位置数据，如飞机位置，航迹和速度。 GPS系统使用三角测量来确定飞机在地球上的确切位置。准确地说，GPS系统必须能够从至少三颗卫星收集数据以进行二维定位，并使用4颗卫星进行三维定位。

由于准确性和易用性，GPS已成为导航的首选方法。尽管GPS存在错误，但它们很少见。 GPS系统可以在世界任何地方使用，即使在山区也可以使用，并且它们不容易出现无线电NAVAIDS的错误，例如视线和电气干扰。

NAVAIDS的实际应用

飞行员将根据视觉飞行规则（VFR）或仪表飞行规则（IFR）飞行，具体取决于天气条件。在视觉气象条件（VMC）期间，飞行员可能单独使用引航和航位推算，或者他可能使用无线电导航或GPS导航技术。在飞行训练的早期阶段教授基本导航。

在仪表气象条件（IMC）或飞行IFR时，飞行员需要依赖驾驶舱仪器，例如VOR或GPS系统。因为在云中飞行并使用这些仪器进行导航可能会非常棘手，因此飞行员必须获得FAA仪器等级才能合法地在IMC条件下飞行。

目前，美国联邦航空局正在强调对技术先进飞机（TAA）的通用航空飞行员进行新的培训。 TAA是拥有先进的高技术系统的飞机，例如GPS。如今，即使是轻型运动飞机也会使用先进的设备从工厂出来。如果飞行员试图在飞行中使用这些现代驾驶舱系统而无需额外的培训，那么飞行员可能会感到困惑和危险，而目前的FAA培训标准还没有跟上这个问题。

美国联邦航空局最新的FITS计划终于解决了这个问题，尽管该计划仍然是自愿的。