Radyo seyrüseferi

Radyo seyrüseferi veya radyo navigasyonu, Dünya üzerindeki bir noktadan başka bir noktaya giderken, seyrüsefer yardımcısı olarak radyo frekansları ile çalışan araçların kullanımı. Radyo seyrüsefer yardımcıları genellikle; vericinin (emitter - E) gönderdigi radyo elektromanyetik dalgalarının alıcı (receiver R) tarafından alınması ve ses, görüntü veya yazıya dönüştürülmesi prensibiyle çalışırlar.
Radyo seyrüsefer yardımcılarının başlıca amacı hava taşıtlarının uzaydaki konumunu tespit etmektir. Bu sayede planlanan rotaya riayet edilmesine, taşıtlar arasındaki ve taşıt ile arazi engebeleri arasındaki emniyet ayrımının muhafaza edilmesine, görüşün düşük olduğu IMC koşullarında seyrüseferin emniyetli şekilde gerçekleşmesine yardımcı olurlar. Hassas yaklaşma cihazları, görüşün oldukça düşük olduğu durumlarda dahi emniyetli iniş yapılabilmesini sağlarlar.
Havacılıkta seyrüsefer yardımcıları ile ilgili verilerin (frekans, konum, çalışma saatleri vs.) bulunabileceği ana kaynak, ulusal AIP'lerin ENR bölümüdür.
Radyo seyrüsefer yardımcıları
Radar ve transponder
Yoğun hava trafiğinin olduğu bölgelerde hava trafik kontrolcüleri (ATC), hava taşıtlarının konumlarını gösteren radar haritasında sürekli olarak sistematik gözetleme (sürveyans) yaparlar. Bu gözetlemenin uçaklar arası ve uçaklarla yer arası emniyetli ayrımı sağlama, hava trafik konuşmalarını azaltma, kaybolan uçaklara konum bilgisi ve yön verme, iniş yapan uçakları alet yaklaşma veya görerek yaklaşma paternlerine sokma gibi pek çok avantajı vardır.
Günümüzdeki uçakların pek çoğunda transponder (transmitter/responder) denen bir cihaz bulunur. Transponderlar, takılı bulunduğu uçaklara has bir sinyal yayınlayarak, yerdeki radar kontrolörünün ekranında belirli bir uçağın tespit edilmesini kolaylaştırırlar. Transponder ekranına bağlanan kodlar ve seçilen modlar; uçağın irtifası, n uçuş koşulları, görevi ve acil durumlar gibi konularda yer personeline bilgi verir.
Bazı meydanlarda radar kontrolörü son yaklaşmadaki uçaklara baş ve irtifa bilgisi vererek sürveyans radar yaklaşması (SRA) veya hassas baş ve süzülüş bilgisi vererek hassas radar yaklaşması (PAR) yaptırabilir. Bir pilotun radar yaklaşması yapabilmesi için IMC derecesi sahibi olması gerekir.
DME
DME (distance-measuring equipment), mesafe ölçen ve UHF bandında (962-1213 MHz) çalışan bir seyrüsefer yardımcısıdır. Yerdeki bir DME istasyonundan ve uçaktaki bir DME sorgulayıcısından (interrogator) meydana gelir. Uçaktaki sorgulayıcı cihaz yer istasyonuna gönderdiği sinyallerin karşılığı olarak yer istasyonundan gönderilen sinyallerin seyahat süresini ölçer ve kokpitteki ekranında deniz mili (NM) cinsinden gösterir.
Mesafe bilgisi, uçak ile yer istasyonu arasındaki eğimli hattın uzunluğudur. Bu nedenle uçağın yerdeki iz düşümü ile yer istasyonu arasındaki yatay (ufki) mesafe, DME ekranında görülen mesafeden azdır; ancak istasyondan uzaklaştıkça bu fark azalır ve pratik amaçlarla ihmal edilir. Yer istasyonunun tam üzerindeki bir uçağın irtifası ile DME'si -birimleri farklı olmakla birlikte- aynıdır. Örneğin istasyon üzerinde yaklaşık AGL 6000 feet yükseklikte olan bir uçağın DME'si (eğer sinyal alınabiliyorsa) 1 NM olacaktır.
DME yön bilgisi göstermez. Bu nedenle örneğin DME ekranında 10 NM bilgisini gören bir uçak, yer istasyonunun etrafında yarıçapı yaklaşık 10 NM olan çemberi oluşturan noktalardan herhangi birinin üzerinde olabilir.
NDB ve ADF
NDB (non-directional beacon) ve ADF (automatic direction finder) ikilisi, geçmişte radyo pusulası olarak adlandırılan, en basit radyo seyrüsefer sistemidir. NDB sistemin yer istasyonu, ADF ise uçaktaki alıcı cihaz ve göstergeden oluşan sistemdir. ADF'in istikamet iğnesi, tıpkı kuzeyi gösteren bir el pusulası iğnesi gibi, sürekli olarak NDB istasyonunu 2 hassasiyetinde gösterir. İğnenin gösterdiği istikamete doğru uçan bir uçak, NDB istasyonunun üzerinden geçecektir. Uçak istasyondan aynı doğrultuda uzaklaşmaya başladığında, ADF iğnesi saat 6 istikametini (geriyi) gösterecektir.
Tek başına ADF sistemi derece cinsinden yön bilgisi vermez. Bu nedenle uçucuların ADF ile istikamet cayrosunu (DI) karşılaştırarak uçulmak istenen başı hesaplaması gerekir. Döner kartlı ADF'lerde pilotun her baş değişikliğinde ADF kartını DI ile eşleştirmesi gerekir. Bununla birlikte, ADF ve istikamet cayrosunun birleşiminden oluşan RMI (radio magnetic indicator) göstergesinde yer istasyonunun (NDB) istikametinin yanı sıra manyetik baş bilgisi de verilir.
VOR
VOR (VHF omni-directional radio range); konum belirleme, istasyona doğru/istasyondan radyal takip etme (tracking), bekleme paterni muhafaza etme ve alet inişi gibi amaçlarla alet uçuşunda yaygın olarak kullanılan bir seyrüsefer yardımcısıdır. VOR yer istasyonu 108.00-117.95 MHz frekansları arasında yayın yapar. VOR sistemini kullanabilmek için uçaklarda sözlü iletişim amacıyla kullanılan VHF-COM sisteminin haricinde bir de VHF-NAV cihazına gereksinim duyulur. Pek çok uçakta VHF-COM ve VHF-NAV cihazları, NAV-COM denen sette bir arada bulunur.
VOR cihazları çoğunlukla DME ile birlikte (VOR/DME) kullanılır ve VOR için seçilen frekans aynı zamanda DME istasyonuna da bağlanır. Böylece hem radyal takibi, hem de mesafe bilgisi sağlanmış olur. Askeri amaçlarla kullanılan TACAN sistemi VOR/DME'ye çok benzer ancak daha hassastır.
VOR kokpit göstergesi genellikle OBI (omni bearing indicator), radyal seçmeye yarayan düğme OBS (omni bearing selector) olarak adlandırılır. Eğer uçak OBS ile seçilen radyal üzerindeyse OBI üzerindeki çubuk şeklindeki course deviatian indicator (CDI) tam ortada bulunur. Eğer uçak seçilen radyalın solundaysa CDI sağda, sağındaysa CDI solda görünür. Eğer uçak istasyona göre radyalın bulunduğu taraftaysa OBI'da FROM, radyal istasyonun öbür tarafında kalıyorsa TO görünür. VOR bilgileri istikametten bağımsızdır ve uçağın başı ne olursa olsun CDI'nın konumu ile TO/FROM bilgileri değişmez.
VDF
VDF veya VHF D/F (VHF direction finding), VHF-COM sinyallerini (normal konuşma sinyalleri) kullanan bir seyrüsefer yardımcısıdır. Bazı meydanlarda uçaklardan gelen iletişim sinyallerini yakalayan sistemler bulunur. Trafik veya yaklaşma kontrolörü uçağın meydana göre istikametini ekranında görür. Pilot Q kodlarını kullanarak kontrolörden istikamet vermesini talep edebilir:
QDM, uçaktan meydana doğru olan manyetik istikamet.
QDR, meydandan uçağa doğru olan radyal (QDM'nin 180 derece zıddı).
QTE, uçağın meydana göre gerçek istikameti (QDR'nin manyetik varyasyon düzeltilmiş hali).
QUJ, meydanın uçağa göre gerçek istikameti (QDM'nin manyetik varyasyon düzeltilmiş hali).
RNAV ve GPS
RNAV (area navigation) cihazları, yer merkezli herhangi bir seyrüsefer yardımcısı (NDB vs.) üzerinden geçmeden saha seyrüseferi yapmaya yarayan cihazlara verilen genel addır.
Bazı RNAV sistemleri seyrüsefer için gerekli olan bilgileri LORAN, INS, VLF/Omega, Doppler radarı gibi cihazlardan toplarlar. Pilot ya da seyrüseferci kendi belirlediği ara noktaları (waypoint) cihaza girer ve bu farazi noktalar üzerinden geçerek uçuşu gerçekleştirir. Bazı RNAV sistemleri ise gerçek VOR/DME'lerden aldıkları bilgileri kullanarak hayalet VOR/DME'ler (Pseudo-VOR/DME) yaratırlar ve bunları ara nokta olarak kullanırlar. pseudo-VOR/DME'ler gerçek (ana) VOR/DME'lerin menzilinde oluşturulmalıdır. Aksi takdirde uçuş esnasında CDI OFF bayrağı görülebilir.
Tipik bir RNAV sistemi uçuculara şu bilgileri verir:
Rotadan mesafe olarak sapma miktarı ve TO/FROM bilgisi,
Ara noktaya (waypoint) kalan mesafe,
Yer sürati (GS),
Ara noktaya ulaşmak için gerekli (kalan) zaman.
GPS (global positioning system), çok hassas olarak saha seyrüseferi (RNAV) yapılmasına imkan veren bir seyrüsefer yardımcısıdır. 1994 yılında FAA, GPS'nin operasyonel seviyede uçuş seyrüsefer yardımcısı olarak kullanılmasını onaylamıştır. Bazı ülkelerde GPS hassas olmayan alet yaklaşmalarında da kullanılmaktadır.
VFR uçuşta GPS görsel seyrüsefere yardımcı olarak kullanılabilir ancak ana seyrüsefer yöntemi olarak kullanılmamalıdır.
GPS sisteminin elemanları şunlardır:
Dünya çevresindeki bir turunu 12 saatte tamamlayan 21 yapay uydu: Bu uydular altı yörüngesel düzlemde, yaklaşık 11.000 nm irtifada bulunurlar. Uydulardan gelen sivil sinyaller 1575.42 MHz frekansında, saniyede 1000 kez yayınlanır.
Uydu kontrol yer ağı: Bu istasyonlar uyduların yörüngesel hassasiyetinden sorumludur.
Uçaklardaki alıcı ve bilgisayarlar: Herhangi bir konum ve zamanda uydulardan gelen sinyalleri tanımlayıp işlerler. GPS alıcılarının 2 boyutlu konum belirlemek için en az 3 uydudan, 3 boyutlu konum belirlemek için en az 4 uydudan veri alması gerekir.