Regulaciones sobre la aplicación en el Ecuador del Sistema Mundial de Navaegación por Satélite (GNSS)


1. INTRODUCCIÓN

1.1 La Décima Conferencia de Navegación Aérea de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), realizada en la ciudad de Montreal en el año de 1991 adopto el concepto de los nuevos sistemas de Comunicaciones, Navegación y Vigilancia, (CNS) y de la Gestión del Tránsito Aéreo mediante la utilización de satélites.
1.2 En el plano de la implementación, todos los usuarios se han anticipado a su utilización prevista en el Plan de Transición de la OACI, especialmente en lo relacionado con la navegación aérea mediante el uso de los satélites.
1.3 Las dos principales constelaciones de satélites que responden a las normas y métodos recomendados de la OACI (SARPS) son, el Sistema Global de Posicionamiento (GPS) y el Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GLONASS) de los Estados Unidos de Norte América y de la Federación Rusa, respectivamente, que necesitan ser mejorados y ampliar su constelación, para atender los requisitos operacionales en los diferentes tramos del vuelo.
1.4 A partir de los años 90 los usuarios y operadores de aeronaves rápidamente adoptaron este nuevo método de navegación considerando el bajo costo de los receptores y la gran posibilidad de utilización del espacio aéreo, requiriéndose una demanda de la aviónica a bordo con equipos más sofisticados y precisos que permita optimizar la capacidad del espacio aéreo y la seguridad de la navegación aérea.
1.5 En base a la experiencia de otros Estados en la utilización del GNSS que ha demostrado la fiabilidad, confiabilidad y precisión, el Ecuador ha querido sumarse a esta importante corriente de beneficios y adoptar este nuevo sistema de navegación, reglamentando el uso del GPS para los vuelos IFR en la FIR Guayaquil.

2. PROPÓSITO

2.1 Establecer la política del uso del Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS), específicamente el Sistema Global de Posicionamiento (GPS), en la Navegación de área (RNAV), Procedimientos instrumentales de llegada, salida, aproximación y navegación en ruta en la FIR del Ecuador.
2.2 Establecer los requisitos de instalación y operación de los equipos de a bordo para uso del sistema GPS así como la calificación que las tripulaciones deben cumplir, para poder operar en las distintas fases del vuelo.

3. DEFINICIONES

Continuidad: es la probabilidad de que un sistema realice su función sin interrupciones no programadas durante una fase determinada.
Exactitud: Nivel de conformidad entre la posición estimada de una aeronave y su posición verdadera.
Integridad: Es una medición de la confianza que puede tenerse en que la información proporcionada por el sistema total es correcta. La integridad incluye la capacidad del sistema de advertir al usuario de una manera oportuna cuando no debe ser usado dicho sistema (alerta).
Disponibilidad: Es la capacidad del sistema de realizar su función cumpliendo con los requerimientos de precisión, integridad y continuidad.
Funcionalidad: Funciones correctas que debe cumplir el sistema de acuerdo con las especificaciones de navegación.
Navegación basada en el desempeño (PBN): Cambio de la navegación basada en sensores a la navegación basada en requerimientos de desempeño. Los requisitos de desempeño se expresan en las especificaciones para la navegación (especificaciones RNAV o RNP) en función de la precisión, integridad, continuidad, disponibilidad y funcionalidad necesarias para la operación propuesta en el contexto de un concepto para un espacio aéreo particular.
Navegación de área (RNAV): Es un método de navegación que permite la operación de aeronaves en cualquier trayectoria de vuelo deseada, dentro de la cobertura de las ayudas para la navegación de referencia, o dentro de los límites de la capacidad de las ayudas autónomas, o de una combinación de ambas.
Sistema de gestión de vuelo (FMS): Sistema que integra múltiples sensores de navegación para determinar la posición de la aeronave. Incluye una base de datos que se debe actualizar periódicamente y que permite realizar el plan de vuelo el cual puede ser seguido automáticamente ya que el FMS también esta conectado al director de vuelo y al autopiloto.
Sistema de navegación como medio primario: Sistema de navegación aprobado para determinada operación o fase de vuelo que debe satisfacer los requisitos de exactitud y de integridad pero que no es necesario que satisfaga los requisitos de plena disponibilidad y continuidad del servicio, se mantiene la seguridad limitando los vuelos a periodos especificados de tiempo, y mediante restricciones reglamentarias apropiadas.
Sistema de navegación como medio suplementario: Sistema de navegación que debe utilizarse conjuntamente con un sistema certificado de navegación como medio único. Entre los requisitos de performance del sistema de navegación para determinada operación o fase del vuelo, un sistema de navegación como medio suplementario debe satisfacer los requisitos de exactitud y de integridad para tal operación o fase del vuelo.
No se impone satisfacer los requisitos de disponibilidad y de continuidad. No debe ser usado como equipo único de navegación aérea.
Sistema de navegación como medio único: Sistema de navegación aprobado para determinada operación o fase de vuelo, debiendo permitir a la aeronave satisfacer los cinco requisitos de prestación del sistema de navegación: Precisión, Integridad, Disponibilidad, Continuidad y funcionalidad del servicio.
Sistema mundial de navegación por satélite (GNSS): El GNSS es un sistema mundial de determinación de posición y hora, el cual incluye una o más constelaciones de satélites, receptores de aeronaves y sistemas de monitoreo e integridad y sistemas de aumentación que mejoran la actuación el GNSS como tal.
Vigilancia Autónoma de la Integridad en el Receptor (RAIM): Tecnología para determinar la integridad de la señal de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS). El sistema RAIM detecta el fallo de la señal de un satélite GNSS comparando la información sobre la posición y tiempo obtenida de diversas combinaciones de cuatro satélites en un conjunto de por lo menos cinco satélites visibles; de esta manera advierte al piloto que no debe continuar usando el GNSS para navegación.
Detección de Fallos y Exclusión (FDE): Técnica que combina la utilización del sistema RAIM para excluir al satélite defectuoso dentro de una constelación GPS. A diferencia del RAIM, el FDE si permite continuar con el uso de GNSS para navegación, para esto se requiere la disponibilidad de un mínimo de seis satélites.

4. AUTORIZACIÓN PARA EL USO DEL GPS

4.1 Se autoriza la utilización de receptores GNSS básicos como medio suplementario de navegación en ruta, para aproximaciones de no precisión dentro de la FIR Guayaquil de acuerdo a las disposiciones detalladas para el efecto en la presente Circular y a las especificadas en las Circulares de la FAA AC 90-94; AC 90-101.
a) El equipo de aviónica GPS debe satisfacer los requisitos establecidos en la TSO - C129 (Clase A1, B1, B3, C1, C3) de la FAA, o su equivalente y estar instalado de acuerdo a las circulares AC 20-138 o AC 20-138A.
4.2 Antes de la utilización de un procedimiento de aproximación autónomo de no-precisión GPS publicado, los siguientes criterios operacionales deberán ser cumplidos:
a) Los operadores comerciales que deseen ejecutar aproximaciones autónomas de no-precisión GPS deberán incluir las regulaciones (incluyendo los conceptos de coordinación de tripulación) en el Manual General de Operaciones y presentarlo a la DGAC para su aprobación;
b) El uso de sistemas de navegación por satélites en aeronaves comerciales y no comerciales, deberán ser generalmente conducidas observando las instrucciones de los fabricantes en el manual de vuelo aprobado y en las instrucciones operacionales.

5. CRITERIOS DE UTILIZACIÓN DEL GNSS

5.1 Criterios Generales
5.1.1 El uso de procedimientos de aproximación de no precisión y de salida GNSS, son basados en el uso de receptores básicos, los receptores básicos deben incluir rutinas de monitoreo de la integridad de las señales y ser capaces de anticipación de los virajes. Las Tripulaciones deben estar familiarizadas y haber recibido el entrenamiento específico del equipo.
5.1.2 Las aeronaves equipadas con sistemas GNSS que hayan sido aprobadas para las operaciones de salida y aproximación de no precisión, deben cumplir los siguientes procedimientos:
a) El equipo GNSS debe estar completamente operativo.
b) El piloto conozca y esté familiarizado y capacitado para operar el equipo, de forma de obtener el máximo nivel en la performance de navegación.
c) La disponibilidad de los satélites sea verificada de manera que permita realizar con seguridad la operación propuesta.
d) Un aeropuerto de alternativa que tenga disponibles ayudas convencionales, sea seleccionado.
e) El procedimiento conste en la base de datos del avión.
5.1.3 Las aeronaves navegando con equipos GNSS, son consideradas equipadas para realizar operaciones de navegación de área y esta información debe hacérsela constar en el plan de vuelo. Si por cualquier circunstancia el receptor GNSS queda inoperativo, el piloto deberá informar al ATC inmediatamente o modificar la información en el plan de vuelo.
5.1.4 Un receptor GNSS verifica la integridad de dos señales recibidas de la constelación de satélites, a través del RAIM (receptor autónomo del monitoreo de integridad). Las alarmas del RAIM pueden ocurrir debido a la recepción insuficiente del número de satélites, debido a la geometría inadecuada de los satélites. La pérdida de recepción de las señales de los satélites o alarmas en el RAIM, puede ocurrir debido a la altitud de la aeronave. La posición de la antena de la aeronave, la posición de los satélites en relación con el horizonte y la altitud de la aeronave, pueden afectar la recepción de las señales de uno o más satélites.
Si el RAIM no esta disponible, otro equipo de navegación debe ser utilizado en vuelo hasta que el RAIM esté disponible. En vuelos largos los pilotos deben realizar una constante verificación del RAIM.
5.1.5 El equipo debe ser operado de acuerdo con las especificaciones técnicas emitidas en el Manual de Vuelo de la aeronave. Es recomendable que se tenga a bordo de la aeronave un manual de operaciones del equipo, para una rápida referencia.
5.1.6 Las informaciones provenientes del “Data Base” deberán ser verificadas por el piloto, para que guarden conformidad con aquellas descritas en las cartas publicadas por la DGAC. En caso de que existan diferencias e inconformidades en el “Data Base”, no se utilizará esta información.
5.2 Modos de Operación y Límites de Alerta
5.2.1 Un receptor GNSS básico tiene tres (3) modos de operación: en ruta, terminal y aproximación. Los límites de alerta del RAIM son automáticamente relacionados con el modo de operación del receptor y son calibrados para ±2.0, ±1.0 y ±0.3 NM respectivamente.
5.3 Coordenadas Geográficas WGS-84
5.3.1 Mientras la navegación basada en tierra guía a una aeronave de una estación de navegación a otra, la navegación basada en el satélite guía a una aeronave de un grupo de coordenadas (latitud, longitud) a otro.
5.3.2 Las coordenadas geográficas publicadas por la DGAC y que deben ser utilizadas para las operaciones GNSS, tienen como referencia el Sistema Geodésico Mundial (WGS-84).
5.3.3 Los puntos de referencia se publican como un punto de recorrido (Latitud y Longitud) con una precisión mínima al 1/10 segundo de arco más próximo.
5.4 Requisitos en Materia de Servicios de Tránsito Aéreo
5.4.1 Además de los requerimientos de planificación del vuelo existentes, los operadores de aeronaves aprobados para operaciones RNAV (GPS), deberán insertar el designador “G” en la casilla 10 del plan de vuelo (PANS-ATM DOC 4444).
5.4.2 Cuando una falla o degradación dé cómo resultado la imposibilidad de la aeronave de usar los requerimientos de la funcionalidad y precisión RNAV (GPS):
a) El operador de la aeronave no deberá insertar el designador “G” en la casilla 10 del plan de vuelo. Subsecuentemente, para vuelos para los cuales un plan de vuelo ha sido presentado, un nuevo y apropiado plan de vuelo deberá ser presentado y cancelado el anterior plan de vuelo.
b) Para vuelos operando basados en planes de vuelo repetitivos (RPL), el RPL deberá ser cancelado y presentado un nuevo y apropiado plan de vuelo.
c) Se requiere que los pilotos informen al ATC si ellos no pueden aceptar un procedimiento RNAV (GPS) para el cual hayan sido autorizados.
d) Los pilotos que tengan la intención de utilizar el GPS para vuelos de instrucción o de otra índole, deberán notificar su intención al ATC al establecer contacto antes de iniciar el rodaje.
5.4.3 Para los fines de separación, el ATC tratará las marcaciones y distancias GPS de la misma manera que los radiales VOR y las distancias DME, según se indica en el Doc. 4444 de la OACI.
5.4.4 En caso de anomalías o interferencias en la señal GNSS, el piloto deberá notificar la situación a la dependencia ATC tan pronto como sea posible y solicitar instrucciones especiales en caso de ser necesario, informar la altitud, hora y ubicaciones del suceso.
5.4.5 Llenado de plan de vuelo utilizando GNSS de acuerdo a lo publicado en ENR 1.10- 7 CASILLA 10 – EQUIPO Y CAPACIDADES del manual AIP del Ecuador.

6. OPERACIONES IFR EN RUTA Y EN ÁREAS TERMINALES

6.1 Prevuelo
6.1.1 Todas las operaciones IFR con un receptor GNSS básico, deberá ser conducido de conformidad con el Manual de Operaciones de la Aeronave. Antes de un vuelo IFR utilizando los sistemas GNSS, el operador deberá asegurarse de que el equipamiento a bordo de la aeronave ha sido aprobado y certificado por la DGAC.
6.1.2 Las Tripulaciones que pretendan realizar operaciones IFR utilizando los sistemas GNSS, deberán ser entrenadas en estos sistemas de acuerdo con lo establecido en los Manuales de Entrenamiento del operador.
6.1.3 El piloto deberá seguir los procedimientos específicos para la verificación del funcionamiento correcto del receptor GNSS, tal cual está descrito en el Manual de Operación de la Aeronave.
6.1.4 Los vuelos deberán realizarse de conformidad con el Manual de Vuelo del avión o con el Suplemento del Manual de Vuelo.
6.1.5 Las aeronaves que utilicen equipos GPS en operaciones bajo las Reglas de Vuelo por Instrumentos (IFR) deberán estar equipadas con otro medio de navegación aprobado y en servicio. Si se perdiera la función de navegación del GPS, la navegación con el otro equipo deberá ser posible a lo largo de la ruta prevista o de una ruta conveniente de alternativa. Es necesaria la vigilancia del equipo tradicional de navegación si no hay suficientes satélites a la vista para que funcione el sistema de vigilancia autónoma de la integridad en el receptor (RAIM).
6.2 Procedimientos de aproximación RNAV utilizando equipos GNSS
6.2.1 Existen dos tipos de procedimientos de aproximación de no precisión:
a) Sobrepuestas (overlay): Su diseño es idéntico al de un procedimiento básico VOR o NDB. Las aproximaciones VOR o NDB existentes se podrían volar usando GPS.
b) Independientes (stand-alone): No necesitan ajustarse a ningún diseño de aproximación VOR o NDB tradicional que haya existido. Este tipo de procedimientos permite utilizar la ventaja de flexibilidad ofrecida por la navegación GNSS y a menudo obtener mínimos más bajos que con el VOR o NDB.
6.2.2 Los siguientes criterios operacionales deberán cumplirse cuando se use GPS para aproximaciones de no precisión independientes o sobrepuestas:
a) El Estado de matrícula/operador (según se aplique) ha autorizado el uso de equipos con sensores múltiples, usando GPS como uno de esos sensores o GPS clase A-1 para este propósito;
b) La base de datos de navegación contenga información vigente de la aproximación de no precisión a ser volada (Ciclo AIRAC vigente);
c) No deberá realizarse un procedimiento de aproximación GPS, a no ser que pueda obtenerse en la base de datos del equipo de aviónica, en la cual se tiene almacenado el procedimiento;
d) La base de datos de navegación y los procedimientos de navegación GPS deberán contener la información de la posición con referencia al WGS-84;
e) La aproximación a ser volada debe ser obtenida de la base de datos. Define la localización de todas las radioayudas para la navegación y los puntos de recorridos para la aproximación;
f) La información almacenada en la base de datos es presentada a la tripulación en el orden mostrado en la publicación del procedimiento de aproximación;
g) Los puntos de recorrido de la base de datos de navegación de la aproximación de no precisión no podrán ser cambiados por la tripulación de vuelo;
h) Los equipos de abordo apropiados requeridos para la ruta a ser volada desde el destino a cualquier aeropuerto alterno y para la aproximación a dicho aeropuerto, están instalados y operativos en la aeronave. Además, las radioayudas para la navegación asociadas están operacionales.
i) La aproximación se puede seleccionar de la base de datos de navegación. La codificación de la base de datos debe admitir el procedimiento de aproximación publicado oficialmente;
j) La función de monitoreo integrada autónoma remota (RAIM) o equivalente esté disponible durante la fase de planificación prevuelo para un vuelo IFR:
- Cuando un aeropuerto alterno sea requerido, una aproximación no GPS estará disponible en el alterno;
- La función RAIM u otra herramienta de predicción equivalente es usada, y la función de monitoreo (RAIM o equivalente) esté disponible en el aeropuerto de destino a la hora prevista de llegada;
- Donde se requiera, después del despegue y/o en ruta, destinos alternos, por lo menos un procedimiento no GPS estará disponible en/los alternos.

7. REQUISITOS GENERALES

7.1 Generalidades
7.1.1 Conocimientos suficientes teóricos y prácticos de la aplicación de los procedimientos son absolutamente necesarios para la ejecución segura de las aproximaciones de no precisión, GPS autónomas.
7.1.2 Los pilotos que soliciten ejecutar aproximaciones GPS autónomas de no precisión estarán familiarizados suficientemente con los principios básicos, características especiales y restricciones de los equipos GPS a bordo de la aeronave.
7.1.3 Deberá probarse la calificación de los pilotos para el uso de los procedimientos GPS y los receptores GPS. Dicha prueba podrá ser provista a través de certificaciones emitidas por los fabricantes de los equipos o por los centros de entrenamientos de vuelo o instructores de vuelo aprobados (incluyendo entrenadores autorizados y expertos técnicos). Estas certificaciones constarán en el libro (logbook) del piloto.
7.2 Requisitos para la calificación de los pilotos
7.2.1 Los instructores del entrenamiento en tierra habrán completado un programa de entrenamiento aprobado por el fabricante GPS, o demostrar un nivel de conocimiento equivalente de las funciones relacionadas con las aproximaciones IFR para el o los componentes en que el/ella será entrenador/ra.
7.2.2 El entrenamiento en tierra incluirá entrenamiento “hands on” utilizando un simulador portátil, una simulación de computadora del equipo a ser usado, una unidad de aeronave estática u otro equipo de entrenamiento de tierra aceptable.
7.2.3 El entrenamiento de vuelo será conducido por un piloto designado de entrenamiento, que haya completado el programa de entrenamiento en tierra de la compañía y probado eficiencia en el uso de los modelos de GPS a un piloto de chequeo certificado de aerolínea o a un Inspector de la DGAC.
7.2.4 Los pilotos habrán completado el entrenamiento en vuelo en el uso de GPS para aproximaciones y otras tareas asociadas para cada posición de tripulación para las que hayan sido autorizados. El entrenamiento en vuelo puede ser completado en la aeronave o en un simulador de nivel “C” o superior, equipado con el mismo modelo de receptor GPS instalado en las aeronaves de la compañía.
7.2.5 El record de los entrenamientos GPS se encontrará en el archivo de entrenamiento del piloto. El entrenamiento para calificación incluirá por lo menos las siguientes materias:
Teoría
Principios de operación de los GPS
Procedimientos de aproximación GPS
Base de datos
Práctica
Operación del equipo, incluyendo uso de base de datos
Características especiales de la preparación del vuelo (RAIM predictions, etc.).
Ejecución del vuelo.
7.3 Entrenamiento en tierra sobre receptores no integrados (receptores GPS de panel)
7.3.1 El programa de entrenamiento deberá asegurarse que los candidatos son entrenados con pericia en cada uno de los elementos asociados en las siguientes áreas.
a) Conocimiento respecto a los siguientes acápites:
(i) El sistema GPS, incluyendo,
- componentes del sistema GPS y equipos de la aeronave;
- la composición de la constelación satelital;
- el número mínimo de satélites requerido para navegación en 2-D y 3-D;
- concepto básico sobre alineamiento de los satélites;
- factores que afectan la exactitud de la señal GPS;
- el datum WGS-84 y los efectos de usar un datum diferente;
(ii) Factores humanos aplicables al uso de los GPS y como los errores pueden ser reducidos o eliminados;
(iii) Company SOPs para el uso de los GPS; y
(iv) Procedimientos para reportar problemas con el GPS y errores de la base de datos.
b) Habilidad para ejecutar las siguientes tareas operacionales:
(i) selección del modo operacional apropiado;
(ii) categorías de re-llamado de la información contenida en la base de datos;
(iii) predecir la disponibilidad RAIM;
(iv) entrada y verificación de puntos de recorrido definidos del usuario;
(v) re-llamado y verificación de puntos de recorrido de la base de datos;
(vi) interpretar presentaciones de navegación GPS típicas incluyendo latitud/longitud, distancia y rumbo hacia los puntos de recorrido, indicación de desviación de curso (CDI), trayectoria deseada (DTK), mejor trayectoria (TMG), trayectoria real (TK), error transversal de la trayectoria y cualquier otra información apropiada para el quipo usado;
(vii) interceptación y mantenimiento de las trayectorias definidas por GPS;
(viii) determinar información de navegación apropiada para la conducción del vuelo incluyendo velocidad sobre tierra (GS), hora estimada de llegada (ETA) para el próximo punto de recorrido y el destino;
(ix) indicaciones de pase de puntos de recorrido;
(x) uso de la función ”direct to”;
(xi) enlace de la porción en ruta del Plan GPS a la aproximación;
(xii) ejecutar SID, procedimientos y esperas en el área terminal;
(xiii) retiro, verificación y ejecución de aproximaciones autónomas GPS; y
(xiv) ejecución de aproximaciones frustradas GPS.
c) Habilidad para ejecutar y seguir los siguientes chequeos de servicios y operacionales:
(i) vigencia de la base de datos y área de operación;
(ii) condición de funcionamiento del receptor;
(iii) status de la función RAIM;
(iv) sensibilidad del CDI;
(v) indicación de posición;
(vi) número de satélites capturados y, si se dispone, información sobre posición de los satélites.
d) Habilidad para reconocer y tomar acción apropiada para toda alarma y mensajes GPS, incluyendo, cuando aplique:
(i) pérdida de la función RAIM;
(ii) “navegación 2D”;
(iii) “modo en navegación a estima”;
(iv) “base de datos desactualizada”;
(v) “falla GPS”;
(vi) “fallo de la información de entra barométrica”;
(vii) “fallo o descarga de la energía/batería”;
(viii) “parallel offset activada”;
(ix) falla de satélite.
7.4 Entrenamiento en tierra sobre receptores integrados (Flight Management Systems)
7.4.1 El programa de entrenamiento deberá asegurar que los candidatos son entrenados con eficiencia en cada uno de los elementos asociados con las siguientes áreas.
a) Conocimiento respecto a lo siguiente:
(i) el sistema GPS y teoría de operación, incluyendo,
- componentes del sistema GPS y equipos de la aeronave;
- la composición de la constelación satelital;
- el número mínimo de satélites requerido para navegación en 2-D y 3-D;
- concepto básico sobre alineamiento de los satélites;
- actores que afectan la exactitud de la señal GPS;
- el datum WGS-84 y los efectos de usar un datum diferente;
(ii) factores humanos aplicables al uso de los GPS y cómo los errores pueden ser reducidos o eliminados (mantener condición de vigilancia); y
b) Habilidad para ejecutar las siguientes tareas operacionales:
(i) predecir la disponibilidad RAIM;
(ii) enlace de la porción en ruta del Plan GPS a la aproximación;
(iii) ejecución de aproximaciones autónomas GPS; y
(iv) ejecución de aproximaciones frustradas GPS.
c) Habilidad para ejecutar y seguir los siguientes chequeos de servicios y operacionales:
(i) status de la función RAIM;
(ii) sensibilidad del CDI;
(iii) número de satélites capturados y, si se dispone, información sobre posición de los satélites.
d) Habilidad para reconocer y tomar acción apropiada para toda alarma y mensajes GPS, incluyendo, cuando aplique:
(i) “pérdida de la función RAIM”;
(ii) “navegación 2D”;
(iii) “falla GPS”;
(iv) “falla de la información de entrada barométrica”;
(v) falla de satélite.
7.5 Entrenamiento mínimo en Vuelo
7.5.1 Un mínimo de dos RNAV (GPS) aproximaciones de no precisión (NPA) deberán ser voladas a la mínima prescrita para la aproximación. Una aproximación frustrada deberá ser volada después de una de las aproximaciones.

8. ASPECTOS JURÍDICOS

8.1 En vista de que la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) ha recomendado el uso del Sistema Mundial de Navegación por Satélite (GNSS), esta Circular ha sido emitida por la Dirección General de Aviación Civil del Ecuador, con la finalidad de proporcionar una guía a los usuarios sobre la utilización del GPS dentro de nuestro espacio aéreo.
8.2 Sin embargo y tomando en consideración que el Estado Ecuatoriano no tiene jurisdicción alguna sobre la propiedad, administración, mantenimiento y operación de los sistemas satelitales, la Dirección General de Aviación Civil aprueba el uso del GPS para las operaciones IFR bajo la absoluta responsabilidad del operador. Por tanto, el Estado Ecuatoriano no se hace jurídicamente responsable de situación alguna que pudiera derivarse de un mal funcionamiento de los equipos a bordo de las aeronaves, una mala ejecución de los procedimientos por parte de la tripulación, el uso de equipos de aviónica no autorizados para los fines aquí indicados o de alguna falla del sistema, debida a la carencia de exactitud, integridad, disponibilidad o continuidad de operación de la señal satelital.
8.3 Tratándose de nuevos sistemas de navegación aérea, y con la convicción de que el usuario pueda contribuir para su perfeccionamiento mediante sugerencias para mejorar los procedimientos constantes en esta AIC, las comunicaciones dirigirse a la Jefatura de Gestión de Tránsito Aéreo de la Dirección General de Aviación Civil.



REGULATIONS ON THE APPLICATION IN ECUADOR

OF THE GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM (GNSS)


1. INTRODUCTION

1.1 The Tenth Air Navigation Conference of the International Civil Aviation Organization (ICAO), held in the city of Montreal in 1991, adopted the concept of the new Communications, Navigation and Surveillance (CNS) and Management systems of Air Traffic through the use of satellites.
1.2 At the implementation level, all users have anticipated its use foreseen in the ICAO Transition Plan, especially in relation to air navigation through the use of satellites.
1.3 The two main constellations of satellites that follow the ICAO standards and recommended practices (SARPS) are the Global Positioning System (GPS) of the United States of America and the Global Orbiting Navigation Satellite System (GLONASS) of the Russian Federation, that need to be improved and expand its constellation, to meet the operational requirements in the different sections of the flight.
1.4 Since the 1990s, aircraft users and operators quickly adopted this new method of navigation considering the low cost of the receivers and the great possibility of using the airspace, requiring a demand for avionics on board with more sophisticated equipment and precise that allows optimizing the capacity of the airspace and the safety of the air navigation.
1.5 Based on the experience of other States in the use of GNSS that has demonstrated reliability, reliability and accuracy, Ecuador has wanted to join this important stream of benefits and adopt this new navigation system, regulating the use of GPS for IFR flights in the Guayaquil FIR.

2. PURPOSE

2.1 Establish the policy of the use of the Global Navigation Satellite System (GNSS), specifically the Global Positioning System (GPS), in the Area Navigation (RNAV), instrumental procedures of arrival, departure, approach and navigation en route in the FIR of Ecuador.
2.2 Establish the installation and operation requirements of the on-board equipment for use of the GPS system as well as the qualification that the crews must comply with, in order to be able to operate in the different phases of the flight.

3. DEFINITIONS

Continuity: the probability that a system will perform its function without unscheduled interruptions during a certain phase.
Accuracy: Level of conformity between the estimated position of an aircraft and its true position.
Integrity: It is a measurement of the confidence that can be had in that the information provided by the total system is correct. Integrity includes the ability of the system to warn the user in a timely manner when the system should not be used (alert).
Availability: It is the ability of the system to perform its function fulfilling the requirements of precision, integrity and continuity.
Functionality: Correct functions that the system must comply with according to the navigation specifications.
Performance based navigation (PBN): Change from sensor-based navigation to navigation based on performance requirements. The performance requirements are expressed in the specifications for navigation (RNAV or RNP specifications) according to the accuracy, integrity, continuity, availability and functionality required for the operation proposed in the context of a concept for a particular airspace.
Navigation of area (RNAV): It is a method of navigation that allows the operation of aircraft in any desired flight path, within the coverage of reference navigation aids, or within the limits of the capacity of autonomous aid , or a combination of both.
Flight management system (FMS): System that integrates multiple navigation sensors to determine the position of the aircraft. It includes a database that must be updated periodically and allows the flight plan to be carried out, which can be automatically followed since the FMS is also connected to the flight director and the autopilot.
Navigation system as a primary means: Navigation system approved for certain operation or phase of flight that must satisfy the requirements of accuracy and integrity but that do not need to satisfy the requirements of full availability and continuity of service, safety is maintained limiting flights to specified periods of time, and by appropriate regulatory restrictions.
Navigation system as a supplementary means: Navigation system that must be used in conjunction with a certified navigation system as a single medium. Among the performance requirements of the navigation system for a certain operation or phase of the flight, a navigation system as a supplementary means must satisfy the requirements of accuracy and integrity for such operation or phase of the flight.
It is not necessary to satisfy the availability and continuity requirements. It must not be used as unique air navigation equipment.
Navigation system as a single environment: Navigation system approved for a particular operation or flight phase, and must allow the aircraft to meet the five requirements of the navigation system: Precision, Integrity, Availability, Continuity and functionality of the service.
Global satellite navigation system (GNSS): GNSS is a global system for determining position and time, which includes one or more constellations of satellites, aircraft receivers and monitoring and integrity systems and augmentation systems that improve performance GNSS as such.
Receivers Autonomous Integrity Monitoring (RAIM): Technology to determine the signal integrity of global navigation satellite systems (GNSS). The RAIM system detects the signal failure of a GNSS satellite by comparing information on the position and time obtained from various combinations of four satellites in a set of at least five visible satellites; in this way he warns the pilot that he should not continue using the GNSS for navigation.
Fault Detection and Exclusion (FDE): Technique that combines the use of the RAIM system to exclude the defective satellite within a GPS constellation. Unlike the RAIM, the FDE allows continuing with the use of GNSS for navigation, for this the availability of a minimum of six satellites is required.

4. AUTHORIZATION FOR THE USE OF GPS

4.1 The use of basic GNSS receivers is authorized as a supplementary means of navigation en route, for non-precision approaches within the Guayaquil FIR in accordance with the detailed provisions for this purpose in the Circular and those specified in the FAA AC Circulars. 90-94; AC 90-101.
a) The GPS avionics team must meet the requirements established in the TSO-C129 (Class A1, B1, B3, C1, C3) of the FAA, or its equivalent and be installed in accordance with the circular AC 20-138 or AC 20-138A.
4.2 Before to the use of a published GPS non-precision autonomous approach procedure, the following operational criteria shall be met:
a) Commercial operators wishing to execute autonomous GPS non-precision approaches shall include the regulations (including the concepts of crew coordination) in the General Operations Manual and submit it to the DGAC for approval;
b) The use of satellite navigation systems on commercial and non-commercial aircraft should generally be conducted observing the instructions of the manufacturers in the approved flight manual and in the instructions operational.

5. CRITERIA FOR USING GNSS

5.1 General Criteria
5.1.1 The use of non-precision approximation procedures and GNSS output are based on the use of basic receivers, the basic receivers must include routines for monitoring the integrity of the signals and be able to anticipate the turns. Crews must be familiar with and have received specific equipment training.
5.1.2 Aircraft equipped with GNSS systems that have been approved for non-precision approach and departure operations must comply with the following procedures:
a) The GNSS equipment must be fully operational.
b) The pilot knows and is familiar and trained to operate the equipment, in order to obtain the maximum level in the navigation performance.
c) The availability of the satellites is verified in a way that allows the proposed operation to be carried out safely.
d) An alternative airport that has conventional aids available be selected.
e) The procedure is recorded in the aircraft database.
5.1.3 Aircraft sailing with GNSS equipment are considered equipped to perform area navigation operations and this information must be included in the flight plan. If for any reason the GNSS receiver is inoperative, the pilot must inform the ATC immediately or modify the information in the flight plan.
5.1.4 A GNSS receiver verifies the integrity of two signals received from the satellite constellation, through the RAIM (autonomous integrity monitoring receiver). RAIM alarms can occur due to insufficient reception of the number of satellites, due to the inadequate geometry of the satellites. The loss of reception of signals from satellites or alarms in the RAIM may occur due to the altitude of the aircraft. The position of the antenna of the aircraft, the position of the satellites in relation to the horizon and altitude of the aircraft, they can affect the reception of signals from one or more satellites.
If the RAIM is not available, other navigation equipment must be used in flight until the RAIM is available. On long flights the pilots must perform a constant verification of the RAIM.
5.1.5 The equipment must be operated in accordance with the technical specifications issued in the Flight Manual of the aircraft. It is recommended that you have a manual of equipment operations on board the aircraft, for a quick reference.
5.1.6 The information from the "Data Base" must be verified by the pilot, so that they comply with those described in the letters published by the DGAC. In case there are differences and nonconformities in the "Data Base", this information will not be used.
5.2 Operation Modes and Alert Limits
5.2.1 A basic GNSS receiver has three (3) modes of operation: en route, terminal and approach. The alert limits of the RAIM are automatically related to the mode of operation of the receiver and are calibrated for ± 2.0, ± 1.0 and ± 0.3 NM respectively.
5.3 Geographic Coordinates WGS-84
5.3.1 While ground-based navigation guides an aircraft from one navigation station to another, navigation based on the satellite guides an aircraft from one group of coordinates (latitude, longitude) to another.
5.3.2 The geographic coordinates published by the DGAC and that should be used for GNSS operations are based on the World Geodetic System (WGS-84).
5.3.3 The reference points are published as a waypoint (Latitude and Longitude) with a minimum accuracy of 1/10 second of the nearest arc.
5.4 Requirements for Air Traffic Services
5.4.1 In addition to the existing flight planning requirements, aircraft operators approved for RNAV (GPS) operations should insert the "G" designator in box 10 of the flight plan (PANS-ATM DOC 4444).
5.4.2 When a failure or degradation results in the aircraft's inability to use the RNAV (GPS) functionality and accuracy requirements:
a) The operator of the aircraft should not insert the designator "G" in box 10 of the flight plan. Subsequently, for flights for which a flight plan has been submitted, a new and appropriate flight plan must be presented and the previous flight plan canceled.
b) For flights operating based on repetitive flight plans (RPL), the RPL must be canceled and a new and appropriate flight plan presented.
c) Pilots are required to inform the ATC if they cannot accept an RNAV (GPS) procedure for which they have been authorized.
d) Pilots who intend to use GPS for training or other flights must notify ATC of their intention to establish contact before filming begins.
5.4.3 For the purposes of separation, the ATC shall treat the GPS bearings and distances in the same manner as the VOR radials and the DME distances, as indicated in ICAO Doc. 4444.
5.4.4 In case of anomalies or interference in the GNSS signal, the pilot should notify the situation to the ATC unit as soon as possible and request special instructions if necessary, inform the altitude, time and locations of the event.
5.4.5 Flight plan filling using GNSS according to what is published in ENR 1.10-7 BOX 10 - EQUIPMENT AND CAPACITIES of the AIP manual of Ecuador.

6. IFR OPERATIONS IN ROUTE AND IN TERMINAL AREAS

6.1 Preflight
6.1.1 All IFR operations with a basic GNSS receiver shall be conducted in accordance with the Aircraft Operations Manual. Before an IFR flight using GNSS systems, the operator must ensure that the equipment on board the aircraft has been approved and certified by the DGAC.
6.1.2 Crews that intend to carry out IFR operations using GNSS systems must be trained in these systems in accordance with the provisions of the Operator's Training Manuals.
6.1.3 The pilot must follow the specific procedures for verifying the correct functioning of the GNSS receiver, as described in the Aircraft Operation Manual.
6.1.4 Flights must be made in accordance with the Flight Manual of the aircraft or with the Flight Manual Supplement.
6.1.5 Aircraft that use GPS equipment in operations under the Instrument Flight Rules (IFR) must be equipped with another approved and in-service navigation medium. If the GPS navigation function is lost, navigation with the other equipment should be possible along the planned route or a convenient alternative route. It is necessary to monitor the traditional navigation equipment if there are not enough satellites in sight for the autonomous monitoring system of integrity in the receiver to work (RAIM).
6.2 RNAV approach procedures using GNSS equipment
6.2.1 There are two types of non-precision approach procedures:
a) Superimposed (overlay): Its design is identical to that of a basic procedure VOR or NDB. Existing VOR or NDB approaches could be flown using GPS.
b) Stand-alone: They do not need to conform to any traditional VOR or NDB approach design that has existed. This type of procedures allows the use of the flexibility advantage offered by GNSS navigation and often obtain lower minimums than with the VOR or NDB.
6.2.2 The following operational criteria shall be met when GPS is used for independent or overlapping non-precision approaches:
a) The State of registry/operator (as applicable) has authorized the use of equipment with multiple sensors, using GPS as one of those sensors or GPS class A-1 for this purpose;
b) The navigation database contains current information on the non-precision approach to be flown (current AIRAC cycle);
c) A GPS approach procedure should not be performed, unless it can be obtained in the avionics equipment database, in which the procedure is stored;
d) The navigation database and GPS navigation procedures should contain the position information with reference to WGS-84;
e) The approach to be flown must be obtained from the database. Defines the location of all radio navigation aids and route points for the approach;
f) The information stored in the database is presented to the crew in the order shown in the publication of the approach procedure;
g) Waypoints of the navigation database of the non-precision approach may not be changed by the flight crew;
h) The appropriate on-board equipment required for the route to be flown from the destination to any alternate airport and for the approach to said airport, is installed and operative in the aircraft. In addition, the associated radio navigation aids are operational.
i) The approach can be selected from the navigation database. The coding of the database must support the officially published approach procedure;
j) The remote autonomous integrated monitoring function (RAIM) or equivalent is available during the preflight planning phase for an IFR flight:
- When an alternate airport is required, a non-GPS approach will be available at the alternate;
- The RAIM function or other equivalent prediction tool is used, and the monitoring function (RAIM or equivalent) is available at the destination airport at the estimated time of arrival;
- Where required, after takeoff and/or en route, alternate destinations, at least one non-GPS procedure will be available in/the alternates.

7. GENERAL REQUIREMENTS

7.1 General
7.1.1 Sufficient theoretical and practical knowledge of the application of procedures are absolutely necessary for the safe execution of non-precision, autonomous GPS approaches.
7.1.2 Pilots who request to execute autonomous non-precision GPS approaches shall be sufficiently familiar with the basic principles, special characteristics and restrictions of the GPS equipment on board the aircraft.
7.1.3 Pilots must be tested for the use of GPS procedures and GPS receivers. Said test may be provided through certifications issued by the equipment manufacturers or by the approved flight training centers or flight instructors (including authorized trainers and technical experts). These certifications will be recorded in the pilot's logbook.
7.2 Requirements for the qualification of pilots
7.2.1 The instructors of the ground training will have completed a training program approved by the GPS manufacturer, or demonstrate a level of equivalent knowledge of the functions related to the IFR approaches for the component (s) in which he/she will be a trainer.
7.2.2 Ground training shall include hands-on training using a portable simulator, a computer simulation of the equipment to be used, a static aircraft unit or other acceptable ground-training equipment.
7.2.3 The flight training will be conducted by a designated pilot of training, who has completed the company's ground training program and proven efficiency in the use of the GPS models to a certified airline pilot or to an Inspector of the DGAC.
7.2.4 The pilots will have completed the flight training in the use of GPS for approaches and other associated tasks for each crew position for which they have been authorized. The flight training can be completed on the aircraft or in a level "C" or higher simulator, equipped with the same model of GPS receiver installed on the company's aircraft.
7.2.5 The record of GPS training will be found in the pilot training file. Qualification training will include at least the following subjects:
Theory
Principles of operation of GPS
GPS approach procedures
Database
Practice
Operation of the equipment, including use of database
Special characteristics of flight preparation (RAIM predictions, etc.).
Execution of the flight.
7.3 On-shore training on non-integrated receivers (panel GPS receivers)
7.3.1 The training program should ensure that candidates are trained with expertise in each of the associated elements in the following areas.
a) Knowledge regarding the following sections:
(i) The GPS system, including,
- GPS system components and equipment of the aircraft;
- the composition of the satellite constellation;
- the minimum number of satellites required for 2-D and 3-D navigation;
- basic concept on alignment of satellites;
- factors that affect the accuracy of the GPS signal;
- the WGS-84 datum and the effects of using a different datum;
(ii) Human factors applicable to the use of GPS and how errors can be reduced or eliminated;
(iii) Company SOPs for the use of GPS; and
(iv) Procedures to report problems with the GPS and errors in the database.
b) Ability to execute the following operational tasks:
(i) selection of the appropriate operational mode;
(ii) categories of re-calling of the information contained in the base of data;
(iii) predict RAIM availability;
(iv) entry and verification of user defined travel points;
(v) re-calling and verification of waypoints of the database;
(vi) interpret typical GPS navigation presentations including latitude / longitude, distance and heading to the waypoints, indication of course deviation (CDI), desired trajectory (DTK), best trajectory (TMG), actual trajectory (TK), transverse error of the trajectory and any other information appropriate for the equipment used;
(vii) interception and maintenance of trajectories defined by GPS;
(viii) determine appropriate navigation information for the flight's driving including ground speed (GS), estimated arrival time (ETA) for the next waypoint and destination;
(ix) indications of passing of waypoints;
(x) use of the "direct to" function;
(xi) link of the route portion of the GPS Plan to the approach;
(xii) execute SID, procedures and waitings in the terminal area;
(xiii) removal, verification and execution of autonomous GPS approaches; and
(xiv) execution of GPS missed approaches.
c) Ability to execute and follow the following services and operational checks:
(i) validity of the database and area of operation;
(ii) condition of operation of the receiver;
(iii) status of the RAIM function;
(iv) sensitivity of the CDI;
(v) position indication;
(vi) number of satellites captured and, if available, information on the position of the satellites.
d) Ability to recognize and take appropriate action for all alarm and GPS messages, including, when applicable:
(i) loss of the RAIM function;
(ii) "2D navigation";
(iii) "mode in navigation to esteem";
(iv) "outdated database";
(v) "GPS failure";
(vi) "failure of barometric input information";
(vii) "failure or discharge of the power / battery";
(viii) "parallel offset activated";
(ix) satellite failure.
7.4 On-shore training on integrated receivers (Flight Management Systems)
7.4.1 The training program shall ensure that candidates are trained efficiently in each of the elements associated with the following areas.
a) Knowledge regarding the following:
(i) the GPS system and operation theory, including:
- GPS system components and equipment of the aircraft;
- the composition of the satellite constellation;
- the minimum number of satellites required for 2-D and 3-D navigation;
- basic concept on alignment of satellites;
- actors that affect the accuracy of the GPS signal;
- the WGS-84 datum and the effects of using a differentdatum;
(ii) human factors applicable to the use of GPS and how errors can be reduced or eliminated (maintain surveillance status); and
b) Ability to execute the following operational tasks:
(i) predict RAIM availability;
(ii) link of the route portion of the GPS Plan to the approach;
(iii) execution of autonomous GPS approaches; and
(iv) execution of GPS missed approaches.
c) Ability to execute and follow the following services and operational checks:
(i) status of the RAIM function;
(ii) sensitivity of the CDI;
(iii) number of satellites captured and, if available, information on the position of the satellites.
d) Ability to recognize and take appropriate action for all alarm and GPS messages, including, when applicable:
(i) "loss of the RAIM function";
(ii) "2D navigation";
(iii) "GPS failure";
(iv) "failure of the barometric input information";
(v) satellite failure.
7.5 Minimum Flight Training
7.5.1 A minimum of two RNAV (GPS) non-precision approximations (NPA) shall be flown at the minimum prescribed for the approach. A missed approach should be flown after one of the approaches.

8. LEGAL ASPECTS

8.1 Given that the International Civil Aviation Organization (ICAO) has recommended the use of the Global Navigation Satellite System (GNSS), this Circular has been issued by the General Directorate of Civil Aviation of Ecuador, with the purpose of providing a guide users on the use of GPS within our airspace.
8.2 However, taking into consideration that the Ecuadorian State does not have any jurisdiction over the ownership, administration, maintenance and operation of the satellite systems, the General Directorate of Civil Aviation approves the use of GPS for IFR operations under the absolute responsibility of the operator. Therefore, the Ecuadorian State is not legally responsible for any situation that could arise from a malfunction of the equipment on board the aircraft, a poor execution of the procedures by the crew, the use of unauthorized avionics equipment for the purposes indicated herein or for any system failure, due to the lack of accuracy, integrity, availability or continuity of operation of the satellite signal.
8.3 In the case of new air navigation systems, and with the conviction that the user can contribute to its improvement through suggestions to improve the constant procedures in this AIC, the communications go to the Air Traffic Management Office of the General Directorate of Aviation Civil.