Fr/Radiobalises

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Positionnement avec les NDB, VOR et VOR-DME

Imaginez-vous les yeux bandés au milieu d'un champ. A quelque distance, un ami vous crie : "Je suis ici !". Vous pivotez sur vous-même jusqu'à ce que vous l'entendiez mieux et commencez à marcher vers le son. S'il y a deux amis (avec des voix distinctes) et une carte qui vous indique où ils se tiennent, vous pouvez même en déduire l'endroit où vous vous trouvez sur cette carte. Ceci décrit le principe de fonctionnement d'une balise radio non-directionnelle (Non Directional Beacon NDB).

Si vos amis n'aiment pas crier en permanence, ils peuvent disposer des cordes autour d'eux. Chaque corde conduit directement vers l'un d'eux. Les numéros des cordes correspondent aux degrés sur une boussole. Ainsi, en comparant les numéros des cordes qui croisent l'endroit où vous êtes, vous savez où vous vous trouvez. Ceci décrit le principe de fonctionnement d'une balise radio VHF omnidirectionnelle (VHF Omnidirectional Range VOR).

Mais qu'en est-il si vous voulez savoir où vous êtes et que vous avez seulement 1 ami ? Dans ce cas, votre ami doit faire des noeuds aux cordes pour indiquer à quelle distance vous vous trouvez. Ceci décrit le principe de fonctionnement d'un équipement VOR de mesure de distance (VOR-Distance Measuring Equipment : VOR-DME).

Une radio est un terme générique pour la transmission d'ondes électromagnétiques. Dans les comparaisons ci-dessus, la balise radio correspond à celui qui crie ou qui dispose les cordes. Une balise peut inclure des informations, elle peut même émettre de la musique. Une communication dans les deux sens est possible lorsque l'équipement qui se trouve à bord interroge l'équipement qui se trouve au sol, ou si la balise est utilisée pour la communication avec l'ATIS ou la tour de contrôle.

Les balises permettent la navigation radio et l'IFR sans besoin d'utiliser des repères visuels au sol. Elles rendent possible la navigation de nuit et à haute altitude.

NDB

L'équipement trouve la direction du signal le plus fort du NDB et l'indique sur une rose des vents.
NDB symbol

Une balise non-directionnelle : Non-Directional Beacon (NDB) est le type de radiobalise le plus basique. L'équipement à bord de votre appareil doit déterminer où elle se trouve. N'importe quelle station d'émission radiophonique est également un NDB. Les fréquences typiques d'un NDB se trouvent sur la bande AM moyenne fréquence (530 à 1700 kHz), mais lors de la planification de vol, nous découvrirons des NDB en-dehors de cette plage.

Il est possible de calculer la distance d'une station NDB. Pour cela, le pilote vole à un angle de 90 degrés de la station (les ailes en direction de la station). Le pilote mesure le temps nécessaire pour parcourir un certain nombre de degrés sur la boussole. A partir de ce temps, du nombre de degrés parcourus et de la vitesse par rapport au sol, le pilote peut calculer la distance à la station.

Les récepteurs très modernes peuvent estimer la distance d'une station NDB en se basant sur l'angle par rapport à la station.

Aux Etats-Unis, les NDB de navigation fonctionnent de 530 à 1700 kHz par incréments de 10 kHz. Dans le reste du monde, ils utilisent les fréquences de 531 à 1602 kHz par incréments de 9 kHz. Les NDB en-dehors de ces plages sont très probablement utilisés à d'autres fins, comme les stations radiophoniques ou DGPS.

La portée d'un NDB type peut atteindre 75 milles nautiques. En utilisant les LFR, la portée peut être accrue mais devient moins précise. Plus l'aéronef vole haut, plus longue est la portée.

Un NDB est sensible à l'influence du temps et du sol, il peut subir des réflexions et des distorsions qui rendent l'information moins fiable. Le NDB n'est pas très adapté comme outil de mesure de distance. Mais il est suffisamment bon pour trouver des points fixes sur une carte et peut être utilisé pour la navigation point à point. De plus, il n'est pas onéreux à faire fonctionner.

LFR

La radiobalise d’alignement basse fréquence : Low Frequency Radio Range (LFR) est une balise directionnelle qui fonctionne à une fréquence de 190 à 535 kHz, la gamme basse fréquence et un peu au-dessus. A travers le monde, il existe énormément de radiobalises NDB dans cette gamme mais elles ne fonctionnent pas comme stations LFR. Les ondes à basse fréquence sont connues pour leur portée longue due aux réflexions sur le ciel, mais les signaux réfléchis sont très peu fiables pour la navigation.

RDF

Il existe deux manières de trouver où se trouve le NDB par rapport à l'aéronef : soit faire tourner une antenne manuellement jusqu'à trouver la direction du signal le plus fort (transmission la plus forte), soit le faire automatiquement (ou électroniquement). L'équipement qui réalise cette opération est appelé radiogoniomètre : Radio Direction Finder (RDF).

ADF

Un ADF n'est pas une station radio, il s'agit de l'équipement de bord de l'aéronef qui réalise automatiquement le RDF : le radiocompas : Automatic Direction Finder. Souvent, les stations NDB sont appelées "stations ADF" mais cette appellation est techniquement incorrecte.

VOR

La balise VOR indique à l'équipement quelle route suivre pour intercepter la balise.
symbole d'un VOR

Une radiobalise omnidirectionnelle VHF : VHF Omnidirectional Range (VOR) est une balise radio qui émet un signal spécial permettant à l'équipement récepteur de trouver la radiale de la balise. Le cap vers la balise (c'est à dire la ligne qui y mène) s'appelle une radiale.

Alors qu'un NDB crie : "Je suis ici !", le VOR crie "Pour venir vers moi vous devriez suivre *cette* route !".

Le VOR utilise des fréquences de la gamme Très haute fréquence : Very High Frequency (VHF), il utilise les canaux entre 108.0 et 117.95 MHz, espacés de 0.05 MHz (donc 115.00; 115.05; 115.10; etc.). La gamme 108...112 est partagée avec les fréquences ILS. Pour les différencier, la première décimale de la fréquence en MHz du VOR est paire alors que celle de l'ILS est impaire.

Par exemple, 108.0; 108.05; 108.20; 108.25; 108.40; 108.45 sont des stations VOR,
et 108.10; 108.15; 108.30; 108.35; 108.50; 108.55 sont des stations ILS.

La plupart du temps, une station VOR est aussi utilisée pour les communications (ATC) avec l'espace aérien (ATIS, sol, tour de contrôle, etc.). Le signal omnidirectionnel est transmis sur une onde modulée continue qui contient le code Morse de son identification. Le signal contient un signal AM qui peut être utilisé pour la voix ou l'ATC. Le signal est modulé en fréquence FM et le retard entre les signaux AM et FM identifie la radiale.

Typiquement, la radiale transmise est orientée vers le Nord vrai.

Les récepteurs très modernes peuvent estimer la distance d'une station VOR en se basant sur l'angle par rapport à la station.

La portée des signaux VOR dépend du type de VOR utilisé :

  • Terminal (T)
de 1 000 à 12 000 pieds au-dessus du niveau du sol (AGL) inclus : jusqu'à 25 milles nautiques.
  • Basse Altitude (L)
de 1 000 à 18 000 pieds AGL inclus : jusqu'à 40 milles nautiques.
  • Haute Altitude (H)
1) de 1 000 à 14 500 pieds AGL inclus : jusqu'à 40 milles nautiques.
2) de 14 500 à 60 000 pieds AGL inclus : jusqu'à 100 milles nautiques.
3) de 18 000 à 45 000 pieds AGL inclus : jusqu'à 130 milles nautiques.
  • Plus l'aéronef vole haut, plus longue est la portée.

Il est nécessaire d'avoir une bonne visibilité de la balise. S'il y a des montagnes ou autres types d'obstacles, le signal VOR ne peut pas être reçu.

Bien qu'il soit plus onéreux de faire fonctionner une station VOR comparativement à un NDB, les bénéfices sont évidents. Le signal est moins perturbé par les réflexions et autres interférences indésirables, quand le signal est reçu il est précis, il évite les confusions sur la direction du Nord, puisqu'il est orienté selon le Nord vrai, il est utilisable pour le vol automatique et les récepteurs sont plus fiables.

VOR-DME

symbole VOR-DME

Le (dispositif de mesure de distance : Distance Measuring Equipment DME) utilise les mêmes fréquences que le VOR. Un DME indique à l'équipement à bord de l'aéronef la distance à la station. Une communication bi-directionnelle entre l'équipement de bord et la station DME est établie pour calculer le résultat.

Alors qu'un VOR peut être une balise autonome, un DME est jumelé à un VOR, un VOR-DME. Chaque émetteur contient des informations concernant l'autre et le réglage est automatique. Si la station VOR d'un VOR-DME tombe en panne, elle devient un DME autonome.

Pour trouver une position, une station VOR-DME seule est suffisante puisqu'elle donne la radiale vers la station et la distance. La connaissance de la position de la station VOR-DME sur la carte donne la position de l'aéronef sur cette carte.

ILS

Une balise d'atterrissage aux instruments : Instrument Landing System (ILS) peut être utilisée comme balise NDB (avec certains récepteurs) mais sa portée est limitée et dépend énormément de la position de l'aéronef par rapport à la station (et à la piste). Le signal LOC d'un ILS transmet seulement une radiale : la direction de la piste, dans un seul sens. Il devrait être utilisé seulement comme système d'atterrissage, et non pour la navigation.

TACAN

L'armée utilise un système légèrement différent de la version civile. Ils utilisent un dispositif appelé TACAN, qui fonctionne dans la gamme de fréquences 960-1215 MHz, gamme qui chevauche celle du VOR. Il combine un VOR-DME et comprend une fonctionnalité d'azimuth qui offre une navigation plus précise.

symbole VORTAC

VORTAC

Souvent, la partie VOR-DME du TACAN est également mise à disposition pour la navigation civile. Si c'est le cas, la balise est appelée VORTAC, mais son utilisation est celle d'un VOR-DME normal, dans la gamme de fréquences normale. La portée de la balise varie. La plupart ont la même portée qu'un VOR-DME, mais beaucoup auront des portées différentes. Parfois, le VORTAC se comporte comme un NDB-DME, refusant de fournir une radiale.

  • Si possible, planifiez votre route sans les VORTAC, dans la mesure où ils peuvent être très imprévisibles.

Point IFR

Ce n'est pas une balise radio, mais une combinaison de balises. Sur les cartes aéronautiques, ce sont des fixes. Ils sont généralement représentés par un triangle et identifiés avec un code de 5 lettres. Un autre terme pour un point IFR est Intersection. C'est une position traversée par au moins 2 radiales simples issues d'un VOR ou informations issues d'un NDB ; certains points IFR sont sur une radiale d'un VOR-DME et à une distance spécifique. Typiquement, les signaux porteurs simples sont à des intervalles de 45 degrés sur une rose des vents, mais énormément d'autres points IFR utilisent d'autres intervalles. Il est parfois un peu difficile de deviner quelles balises sont utilisées pour déterminer un point IFR ; très souvent ce sont les deux plus proches.

Balises "Markers"

Auparavant, les pistes disposaient de 3 radiobalises à émission verticale alignées avec la piste, pour fournir une aide à l'atterrissage : les marker beacons. Elles étaient souvent combinées à l'ILS

  1. Outer marker - Généralement placée à 4 milles nautiques de la piste
  2. Middle marker - Généralement placée à 3 500 pieds de la piste
  3. Inner marker - Généralement placée à 1 000 pieds de la piste. L'avion doit se trouver à une altitude de décision et le pilote doit mettre en oeuvre la procédure de remise des gaz si la piste n'est pas visible.

La distance de la piste varie beaucoup. Sur de nombreux aérodromes, les "markers" ont été remplacés par un ILS et/ou un VOR-DME. Le "outer marker" est parfois combiné avec un NDB.

Routes aériennes

Une route est une trajectoire prédéfinie. Elle est composée comme un plan de vol normal sur la base de VOR, NDB et points IFR. La plupart des routes aériennes se trouvent dans l'espace aérien contrôlé. Les routes ont des noms et rendent plus facile la création de plans de vol. Ainsi, seules les liaisons vers et depuis la route aérienne doivent êtres définies.

Pour aller plus loin

Radio navigation

Articles externes

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